DE1943436A1 - Tankreinigungs-Vorrichtung - Google Patents

Description

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lJJiO Berlin, den 22. August 1969

Michael McNally 8127 Porch (Schweiz)

Tankreinigungs - Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Tankreinigungs-Vorrichtung mit einem um zwei Achsen zugleich drehbaren Düsenkopf, durch dessen Düsen Reinigungsflüssigkeit austritt. Diese soll in Form von scharfen Strahlen gegen die inneren Tankwände gerichtet sein, wobei die Richtungen der Strahlen Kraft einer hydraulisch betriebenen Turbine und eines in der Flüssigkeit arbeitenden Zahnantriebes wechseln.

Die Frachttanks bei Schiffen der Handelsmarine und ebenso auch bewegliche wie auch stationäre Tanks an Land werden oft gereinigt, wenn ihre Innenflächen mit OeI oder anderen Flüssigkeiten in Berührung standen. Die Reinigung erfolgt in der Regel unter erschwerenden Bedingungen, die durch Vorhandensein von Gift, Dampf, Explosionsgefahr oder hohe Temperaturen

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gekennzeichnet sind. Bisher ist es üblich gewesen, einen hydraulisch angetriebenen Düsenkopf in einen Tank hineinzuhängen, damit unter Hochdruck stehende Strahlen einer geeigneten Reinigungsflüssigkeit gegen alle Tankinnenflächen gerichtet werden können, um auf diese Weise den Schmutz zu entfernen und dabei jene Risiken und die aufwendige Arbeit zu vermeiden, die bei Durchführung dieser Arbeit von Hand früher damit verbunden waren. Eine derartige Einrichtung mit Düsenkopf erledigt die Reinigung ausgezeichnet, und Beispiele von derartigen Einrichtungen sind in der US-Patentschrift 3»255*969 vom 14. Juli 1966 und in der US-Patentschrift 3'275'241 vom 27* September 1966, beide auf den Namen Michael A. Saad lautend, und ebenfalls in der US-Patentschrift 3'326'4Oe vom 20. Juni 1967 auf den Namen Robert A. McCloud und Barney Bristow beschrieben.

Derartig hydraulisch betriebene Einrichtungen brauchen jedoch nicht so schwer, kompliziert und teuer zu sein wie diejenigen in den obengenannten Patenten beschriebenen oder früher schon in Gebrauch befindlichen Einrichtungen, und es hat sich auch gezeigt, dass es möglich ist, eine solche Einrichtung trotz langdauerndem Einsatz mit relativ wenig Aufwand für Wartung und Reparaturen zu betreiben. Durch Verwendung eines einfachen und im Handel erhältlichen T.-Rc-hrstückes anstelle des teuren und umfangreichen Gehäuses, das bisher als wesentliches Element dafür erforderlich war, kann eine eehr gute Einrichtung obengenannter Art hergestellt werden, wobei auch noch gefunden wurde, dass die hinsichtlich der

früher /
DrucKlager/bestehenden Probleme wegfallen, was zur Reduktion der Herstellungskosten ebenso beiträgt wie zur Erzielung einer kompakten Konstruktion und zur Verringerung des Gewichtes. Diese Faktoren tragen viel zur leichten Handhabung einer solchen Einrichtung bei. Das Ziel der vorliegenden Erfindung is.t daher, eine verbesserte Tankreinigungs-Vorrichtung zu schaffen, die leicht im Gewicht, einfach in der Konstruktion, niedrig in den Herstellungskosten und ohne Schwierigkeiten hinsichtlich ihrer Wartung sein soll, und die dabei gleichzeitig die Aufgabe der Tankreinigung äusserst

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wirksam auszuführen vermag.

Die Tankreinigungs-Vorrichtung der obengenannten Art ist daher erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass eine einerends aur'Verbindung mit einer Zuleitung bestimmte Tragbuchse, der Düsenkopf und ein zwischen diesen angeordneter Gehäuseteil zusammen einen Raum zur Flüssigkeitsleitung bilden, welcher "Raum durch ein erstes Abschlusselement abgeschlossen ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um dieses Abschlusselement, drehbar gegenüber· dem Gehäuseteil zu halten, und ferner ein mit Leitschaufeln versehener Stator in der Tragbuchse angeordnet ist, der gegenüber dem ersten Abechluseelement nicht drehbar ist; und der Düsenkopf einen seitlichen Auslass für den genannten Raum bildend in dem Gehäuseteil gelagert ist, wobei der genannte Raum durch ein zweites Abschlusselement abgeschlossen ist, welches an den Düsenkopf gegenüber diesem drehbar befestigt ist, und Kittel vorgesehen sind, durch die das zweite Abschlusselement gegenüber dem Gehäuseteil nicht drehbar gehalten 1st; und dass ferner ein mit Schaufeln versehender Rotor angrenzend an den Stator und gegenüber diesem drehbar vorgesehen ist, und in dem genannten Raum ein Differential-Reduziergetriebe angeordnet ist, über das der Rotor mit dem Gehäuseteil verbunden ist, um diesen um eine Achse zu drehen, und dass ferner die aneinander angrenzenden Enden des Düsenkopfes und der Tragbuchse zwecks drehbarer Verbindung zwischen diesen eine Verzahnung tragen, um den Düsenkopf um eine zweite Achse zu drehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:

Pig. 1 die Tankreinigungs-Vorrichtung in der Betriebsstellung bei einem Eisenbahn-Tankwagen, dessen vordere Wand in der Darstellung weggebrochen ist.

Fig. 2 ein^n Längsschnitt der Tankreinigungs-Vorrichtung

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gemäss Fig. 1 in vergrössertem Masstab.

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Tankreinigungs-Vorrichtung gemäss Fig. 2 in kleinerem Masstab.

Gemäss Fig. 1 ist in dem Tank 2 eines Eisenbahnwagens eine Tankreinigungs-Vorrichtung 4 in der Betriebsstellung am unteren Ende einer Flüssigkeitszuleitung 6 angeschlossen. Die Tankreinigungs-Vorrichtung 4 dreht sich dabei um eine erste oder vertikale Achse, wobei gleichzeitig die Düsen 82 und der Vorrichtung um eine zweite oder horizontale Achse drehen. Es versteht sich,"dass dPbei die Düsen 82 und 84 in ihrer Stellung eine Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen ein-

W nehmen, was zur Folge hat, dass die aus den Düsen austretenden Strahlen der Reinigungsflüssigkeit kräftig auf die gesamte Innenfläche des Tanks 2 auftreffen und somit die Reinigung durchführen.

Gemäss Fig. 2 weist eine Tragbuchse 10 ein Aussengewinde 12 auf, mittels dessen sie an eine Leitung 6 (Fig. 1) angeschlossen werden kann und unterhalb dieser hängt. Die Tragbuchse 10 besitzt eine innere ringförmige Schulter oder einen Rezess 14, und eine äussere ringförmige Schulter oder einen Rezess 16, welche in einanderentgegengesetzte Richtungen zeigen. Am unteren Ende der Tragbühne 10 sind Kegelradzähne ausgebildet, und ferner ist aussen eine ringförmige Nute 20 vorgesehen, in welcher ein O-Ring 22 angeordnet ist.

" Ein mit Flügelblättern versehener Stator 24 ist von oben

in die Tragbuchse 10 eingesetzt, und zwar mit einem Spiel am Umfang bei 26 und 27, und der Stator besitzt auch eine ringförmige Schulter 28, mit der er gegen die Schulter H der Tragbuchse 10 anliegt. Ein Stab oder Dehnungskörper 30 ist an dem Stator 24 koaxial su diesem befestigt, und dieser Stab erstreckt sich nach unten durch den grossen L-förinigen Abschnitt 32 und in einen kleineren, unten befindlichen Abschnitt 34 einer insgesamt T-förmigen Kammer. Die letztgenannte wird durch die Tragbuchse 10, einen Düsenkopf 36 sowie durch ein vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt T-förmig ausgebildetes

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Gehäuseteil 38 gebildet, welches zwischen der Tragbuchse und dem Düsenkopf angeordnet ist.

Koaxial zu dem Stab 30, jedoch gegenüber diesem drehbar und unmittelbar angrenzend an den Stator 24 befindet sich ein turbinenartiger Rotor 40· An diesem ist eine Hohlachse 42 befestigt und erstreckt sich von diesem nach unten und trägt unten eine Platte 44, die an ihrem Umfang lediglich aus Gründen einer kompakten Bauweise kegelförmig ausgebildet ist. An dieser Platte 44 ist mindestens ein Achsbolzen 46 befestigt, um welchen ein zweiteiliges Planetengetriebe 48 rotiert. Dieses Getriebe 48 besitzt einen oberen und unteren Teil 48a und 48b, welche Teile mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zähnen versehen sind, wobei jedes dieser Teile mit einem Zahnrad 50 respektiv 52 in Eingriff steht, welch letztgenannten an dem Stab 30 angeordnet sind. Das Zahnrad 50 ist als Sonnenrad bei 51 an dem Stab 30 festgekeilt, während das Zahnrad 52 ein gemeinsames Teil mit einer Platte 54 bidet, die bei 56 mit dem Gehäuseteil 38 fest verbunden ist, jedoch frei auf dem Stab 30 rotieren kann. Ein erstes Abschlusselement 58 ist bei 60 mit dem unteren Ende des Stabes 30 fest verbunden und trägt einen 0-Ring 62, der eine Dichtung gegenüber dem Gehäuseteil 38 bildet. Ein aus Plastik bestehender Tragring 64 ist ferner zwischen dem Gehäuseteil 38 und dem ersten Abschlusselement vorgesehen mit dem Zweck, lediglich jede Reibung, die auf Grund des Gewichtes der rotierenden Teile entsteht, auszuschliessen. Geeignete aus Plastik bestehende Lager 66, 68, 70, 72 und 74 sind ferner vorgesehen, um die Reibung zu vermindern, die mit dem Rotieren der Getriebeteile entsteht. Das Material dieser Lager aus Plastik muss so beschaffen sein, dass es- den spezifischen Betriebsbedingungen gerecht wird.

In dem zur Seite gerichteten Teil des T-förmig ausgebildeten Gehäuseteiles 38 ist ein im Durchmesser reduzierter Abschnitt des Düsenkopfes 36 angeordnet, wobei ebenfalls zwischen diesen eine O-Ringdichtung 76 und ein aus Plastik bestehendes Lager 78 vorgesehen sind. Das innere Ende des Düsen-

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kopfes 36 trägt Kegelradzähne 80, die mit den Zähnen 18 an der Tragbuchse 10 in Eingriff stehen. Von dem Düsenkopf 36 erstrecken sich zwei Düsen 82 und 84 nach aussen. Ein zweites AbSchlusselement 86 ist gegenüber dem Gehäuseteil 38 nicht drehbar mittels eines Dehnungskörpers 88 gehalten, welcher

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bei 90 eine Öffnung aufweist, damit die Achse 42 in dieser sich frei drehen kann, oder damit in dieser noch eine Buchse 91 vorgesehen werden kann, in welcher dann die Achse 42 rotiert. Zwischen dem zweiten Abschlusselement 86 und dem Düsenkopf 36 ist ferner auch eine 0-Ringdichtung 93 und ein aus Plastik bestehendes Lager 92 vorgesehen.

Wenn nun die Tankreirigungs-Einrichtung 4 sich zeitweilig oder auch fortdauernd in dem zu reinigenden Tank 2 befindet und dabei an eine Leitung 6 für Reinigungsflüssigkeit, wie in Pig. 1 dargestellt, angeschlossen ist, so ist erkennbar, dass die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit das Abschlusselement 58 beaufschlagt und den Stab 30 einer Dehnungsbeanspruchung unterwirft, wodurch am Stator 24 eine nach unten gerichtete Kraft angreift und die Flächen 14 und 28 kupplungsartig in Eingriff miteinander bringt. Wegen der feststehenden Fläche 28 hat dieses kupplungsartige Eingreifen zur Folge, dass der Stator 24, das Abschlusselement 58 und das Sonnenrad 50 an einer Drehung gehindert werden. Wenn jedoch der Zufluss unterbrochen wird oder wenn die Reinigungs-Vorrichtung 4 Stöseen ausgesetzt ist, so kann sie sich bei dem damit verbundenen Nachlassen des kupplungsartigen Eingriffs der genannten Flächen frei um die vertikale Achse drehen. Wenn jedoch der Zufluss der Flüssigkeit weiter erfolgt und keine weiteren Behinderungen eintreten, so werden sich die Zahnräder in dem Abschnitt 34 des Innenraumes mittels Antrieb durch den Rotor 40 drehen, und die Platte 54 wird dabei das Gehäuseteil 38 um die vertikale Achse , drehen. Dadurch werden wiederum durch die in Eingriff miteinander stehenden Zähne 18 und 80 die Düsen 82 und 84 sich um eine horizontale Achse drehen.

Die epizyklische Planetengetriebe-Anordnung ist derart

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ausgebildet, dass mit jeder Umdrehung des Planetengetriebeteiles 48 um das feststellende Sonnenrad ,50 dieser Getriebeteil 48 sich um seine eigene Achse dreht, wobei dessen Teil 48b weniger Zähne aufweist als der Teil 48a, so dass als Folge davon das Getriebeteil 52 und damit auch der Gehäuseteil 38 sich gegenüber dem Rotor 40 sehr viel langsamer drehen wird· Beispielsweise kann die Untersetzung derart sein, dass bei 50 Umdrehungen des Rotors 40 der Düsenkopf 36 sich nur einmal um die vertikale Achse dreht, wobei sich die Düsen 82 und 84 gleichzeitig um die horizontale Achse in einem Verhältnis drehen, dass von der Umdrehungszahl des Gehäuseteiles 36 um die Achse 94 und von dem Verhältnis der Teilkreisdurchmesser der Kegelräder mit den Zähnen 18 und 80 abhängig ist·'

Die Belastungen von Drucklagern sind bei der beschriebenen Vorrichtung ohne Bedeutung, da der gegen die Abschlusselemente 58 und 86 gerichtete Flüssigkeitsdruck auf andere Teile des Systems Übertragen wird, womit alao die kostspieligen und schwierigen Drucklager, wie sie bisher verwendet wurden, hier wegfallen»Perner wird hier keine getrennt abgedichtete, mit Schmierfett gefüllte Lagerkammer verwendet, viel mehr iet das ] Getriebe in die Reinigungsflüssigkeit eingetaucht und wird ί von dieser geschmiert, so dass sich eine kompakte, im Gewicht leichte und einfache Bauweise ergibt·

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   Tankreinigungs-Vorrichtung mit einem um zwei Achsen fgleich drehbaren Düsenkopf, durch dessen Düsen Reinigungsflüssigkeit austritt, dadurch gekennzeichnet, dass eine einerends zur Verbindung mit einer Zuleitung bestimmte Tragbuchse (10), der Düsenkopf (36) und ein zwischen diesen angeordneter Gehäuseteil (38) zusammen einen Raum zur Flüssigkeitsleitung bilden, welcher Raum durch'ein erstes Abschlusselement (58) abgeschlossen ist, wobei Mittel (30) vorgesehen sind, um dieses Abschlusselement drehbar gegenüber dem Gehäuseteil zu halten, und ferner ein mit Leitschaufeln versehener Stator (24) in der Tragbuchse (10) angeordnet ist, der gegenüber dem ersten AbschlUBselement (58) nicht drehbar ist; und der Düsenkopf einen seitlichen Auslass für den genannten Raum bildend in dem Gehäuseteil gelagert ist, wobei der genannte Raum durch ein zweites Abschlusselement (86) abgeschlossen ist, welches an dem Düsenkopf gegenüber diesem drehbar befestigt ist, und Mittel (88) vorgesehen sind, durch die da=? zweite Abschlusselement gegenüber dem Gehäuseteil nicht drehbar gehalten ist; und dass ferner ein mit Schaufeln versehener Rotor (40) angrenzend an den Stator (24) und gegenüber diesem drehbar vorgesehen ist,

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   und in dem genannten Raum ein Differential-Reduziergetriebe · (48) angeordnet ist, über das der Rotor (40) mit dem Gehäuseteil (58) verbunden ist, um diesen um eine Achse (94) zudrehen; und dass ferner die aneinander angrenzenden Enden des Düsenkopfes und der Tragbuchse zwecks drehbarer Verbindung zwischen diesen eine Verzahnung tragen, um den Düsenkopf um eine zweite Achse (88) zu drehen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential-Reduktionsgetriebe eine Achse (42) enthält, deren eines Ende mit dem Rotor (40) verbunden ist, und deren anderes Ende mit dem übrigen Teil des Getriebes drehbar auf dem ersten Abschlusselement (58) abgestützt ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Raum zur Flüssigkeitsleitung einen grossen L-Form aufweisenden Abschnitt und einen kleineren Seitenabschnitt umfasst und der genannte übrige Teil des Getriebes innerhalb dieses kleineren Seitenabschnittes angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragbuchse (10) und der Stator (24) ringförmige Anlageflächen (14, 28) an gegeneinander gerichteten Rezessen aufweisen, die koaxial zum Rotor angeordnet ein Mittel darstellen, um durch Reibung den Stator koaxial ausgerichtet zu halten, wobei die Anlageflächen (28) am Stator gegen den Gehäuseteil (38) gerichtet ist, und dass ein Radialspiel (26, 27) zwischen der Tragbuchse und dem Stator wie auch dem Rotor vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten des Stators (24) in koaxialer Ausrichtung unter Wirkung der Reibung ein Stab (30) sich von dem Stator (24) durch das Differential-

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   Reduktionsgetriebe hindurch bis zu dem ersten Abschlusselement (58) erstreckt, der als Druckübertragungsglied den auf dem genannten Abschlusselement lastenden Flüssigkeitsdruck über die genannten ringförmigen Anlageflächen (H, 28) auf die !Dragbuchse (10) überträgt.
6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (50), die das erste Abschlusselement (58) drehbar gegenüber dem Gehäuseteil (38) halten, sowie die Mittel (88), durch die das zweite Abschlusselement (86) gegenüber dem Gehäuseteil nicht drehbar gehalten ist, .Dehnungskörper sind, die sich durch den Raum zur Flüssigkeitsleitung hindurcherstrecken und bei in dem Raum vorhandenem Flüssigkeitsdruck diesem widerstehend gestreckt werden.
7. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseteil (38) ein T-Rohrstück ist, und der Düsenkopf (36) drehbar an diesem angeordnet ist, wobei die Drehachse dee Düsenkopfes senkrecht zu der Drehachse des T-Rohrstückes verläuft, und dass eine Mehrzahl von Düsen (82, 84) an dem Düsenkopf (36) von diesem abstehend angeordnet sind, und der Düsenkopf und die !Dragbuchse mit kreisringförmig angeordneten, in Eingriff stehenden Getriebezähnen versehen sind, wodurch die Düsen eine zweifache Rotationsbewegung ausführen bei Antrieb durch die von der Flüssigkeit beaufschlagte Turbine (40) und das in dem T-Rohrstück angeordnete Getriebe.

   Seiler u. PJenniirg

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