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Die
Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Säubern der
inneren Oberflächen
von großen
Behältern,
wie z. B. Futter-Silos, die vorzugsweise einen konusartig oder pyramidenstumpfartig
ausgebildeten Bodenbereich aufweisen.
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Reinigungsgeräte für Silos
sind bekannt.
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In
der
JA 03157176 A wird
eine Vorrichtung zur Innreinigung von Behältern, insbesondere von Tanks
beschrieben, bestehend aus mit einem Antrieb und einer Versorgungsleitung
verbundenen Sprühdüsen, die
in der Längsachse
des Behälters
verfahrbar und um diese drehbar sind. Dazu ist in der Längsachse
eine feste Führung
montiert, an der ein verfahrbarer Wagen angeordnet ist, an dem mindestens
ein Schwenkarm mit einer Sprühdüse befestigt
ist. Nachteilig ist, dass diese Vorrichtung fest montiert bleibt oder
der Auf- und Abbau technisch aufwendig ist.
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In
der
DE 201 14 463
U1 wird zur Reinigung vorgeschlagen, ein Gestell über ein
mittig angeordnetes Seil und Umlenkrolle heb- und senkbar in einem
Silo frei geführt
zu verwenden. An den gegenüberliegenden
Enden des Gestells ist jeweils eine rotierende Bürste gelagert. Diese besitzen
einen Abstand, der sie gegenseitig an die Behälterwand drückt.
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Nachteilig
ist, dass der Antrieb für
das Seil einen großen
flachen Boden im Silo benötigt.
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Mittels
eines Seilzuges wird auch die Reinigungseinrichtung in der
JA 06218340 A von
oben in Behälterlängsrichtung
bewegt. Sie verfügt über eine von
unten kommende Reinigungsmittelzuführung.
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In
der
DE 199 58 290
A1 wird eine Vorrichtung mit mindestens drei Reinigungsdüsen vorgeschlagen.
Die Düsen
sind gleichmäßig verteilt
an einem Gestell angeordnet. Dieses ist ebenfalls über ein Seil
von oben heb- und senkbar. Die Rotation des Gestells wird durch
die Rückstoßkraft der
Reinigungsflüssigkeit
bewirkt.
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Antriebe
und Einbauvarianten von oben in das zu reinigende Behältnis haben
den wesentlichen Nachteil, dass für die Montage zusätzlich Hebebühnen, Kräne oder
Hebezüge
notwendig sind. Das erhöht
die Reinigungskosten erheblich und ist deshalb wenig sinnvoll.
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Mit
der
DE 102 56 560
A1 wird eine Vorrichtung zur Innenreinigung von insbesondere
Silos, bestehend aus mit einem Antrieb und einer Versorgungsleitung
verbundenen Sprühdüsen, die
in der Längsachse
des Behälters
verfahrbar und um diese drehbar sind, vorgeschlagen, wobei an einer
montierbaren festen Führung
in der Längsachse
des Behälters
ein verfahrbarer Wagen angeordnet ist, an dem mindestens ein Schwenkarm
mit einer Sprühdüse befestigt
ist und der Wagen über
ein Zugelement mit einem Antrieb außerhalb des Behälters verbunden ist.
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Bei
der Verwendung dieser Vorrichtung hat sich als nachteilig gezeigt,
dass die Einführung
des Reinigungsgerätes
und der Führung
aufwendig und mit großer
Kraftanstrengung verbunden ist. Darüberhinaus gewährleisten
die beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten
der Düse
am Schwenkarm noch nicht die optimalen Reinigungsmöglichkeiten.
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Ferner
ist es aus der WO98/01240 A1 bekannt, bei Lebensmittelmaschinen
zu Reinigungszwecken fest installierte Teleskopsäulen zu verwenden, an deren
Spitze ein Schwenkarm mit Sprühdüse angeordnet
ist, wobei sich der Behälter
um die Teleskopsäule
dreht. Die hier beschriebene feste Installation und die notwendige
Behälterdrehung
scheiden als Ansatz für
den vorgesehenen Anwendungsfall bei insbesondere Futtersilos aus.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad eines nichtstationären Reinigungsgerätes zu erhöhen und
dessen Montage in insbesondere Silos zu erleichtern.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Innenreinigung von insbesondere Silos besteht aus mindestens
einer mit einer Versorgungsleitung verbundenen und an einem Schwenkarm
angeordneten Sprühdüse, wobei
der Schwenkarm selbst oder dieser mittels eines Antriebswagens unter
Verwendung einer montierbaren und demontierbaren Führungsschiene
in Silolängsrichtung
bewegbar und um die Silolängsrichtung
dreh- oder verschwenkbar
angeordnet ist. Dabei kommen zwei grundsätzliche Varianten zur Anwendung:
- a) die in Silolängsrichtung senkrecht oder
nahezu senkrecht anzuordnende Führungsschiene
weist auf der einen Seite eine Deckenabstützung auf, stützt sich
auf der anderen Seite auf einer in den Silo eingebrachten und lösbar befestigten
Plattform ab und ist selbst abschnittsweise zusammensetzbar oder
teleskopartig ausfahrbar und der Schwenkarm oder der Antriebswagen
bewegen sich entlang der Führungsschiene,
oder
- b) die teleskopartig ausfahrbare und geneigt zur Silolängs richtung
anzuordnende Führungsschiene
weist auf der oberen Seite eine lose Wandabstützung auf und stützt sich
auf der unteren Seite im gegenüberliegenden
unteren Silobereich oder unten gegenüberliegend außerhalb
des Silos ab, wobei die Führungsschiene
im Bereich der Wandabstützung
einen in den Silo gerichteten Tragarm besitzt, an dem der Schwenkarm
oder der Antriebswagen bewegbar angeordnet ist.
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Zum
Einbringen der Plattform, der Führungsschiene
mit den entsprechenden Antrieben und weiterer Befestigungsmittel
sowie des Antriebswagens weist der Silo seitlich im unteren Bereich
mindestens eine Zugangsklappe auf. Durch diese Zugangsklappe kann
bei einer Aussenabstützung
der schräg
angeordneten Führungsschiene
diese auch nach aussen geführt
sein.
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Diese
Anordnung bietet optimale Montagebedingungen. Die Vorrichtung weist
in sich eine hohe Stabilität
auf und es bestehen ausreichend Möglichkeiten zum optimalen Positionieren
der Sprühdüsen während der
Reinigung.
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Ergänzend sieht
eine vorteilhafte Ausgestaltung oberhalb der Plattform, vorzugsweise
im Konusbereich des Silos eine Seitenabstützung für die senkrecht oder nahezu
senkrecht angeordnete Führungsschiene
vor, vorzugsweise als Dreipunktabstützung ausgebildet. In einer
weiteren vorteilhaften Ausführung
ist die Seitenabstützung
für die
Führungsschiene
demontierbar oder an die Führungsschiene
heran klappbar gestaltet.
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Bei
der schräg
angeordneten Führungsschiene
mit Wandabstützung
an der Siloinnenwand ist bevorzugt eine Zweipunktabstützung vorgesehen, mit
einer Rolle an jedem der jeweils seitlich der Führungsschiene befindlichen
Abstützpunkte.
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Die
Führungsschiene
kann so an der Siloinnenwand beim Auseinanderschieben der Teleskopteile „hochfahren". Da der Tragarm
mit Schwenkarm eine Gegenkraft zur gewichtsbedingten Anlagekraft der
Führungsschiene
an der Siloinnenwand darstellen ist in einer vorteilhaften Ausbildung
vorgesehen, dass auf die Führungsschiene
eine zusätzliche
Kraft F in Richtung Siloboden wirkt, die so bemessen ist, dass die
Wandabstützung
stabil an der Siloinnenwand anliegt. Dies kann auf einfache Weise
durch ein zusätzliches
Gewicht an der Führungsschiene
oder auch durch eine Federanordnung zwischen Führungsschiene und Siloboden
erfolgen.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Sprühdüse um die Schwenkarmachse schwenkbar
angeordnet ist und/oder die Längsachse
des Schwenkarmes veränderbar
ist, wobei der Schwenkarm in der eingestellten Position feststellbar
ist.
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Mit
den vorgeschlagene Reinigungsanordnungen lässt sich der Silo innen ringweise
von unten bzw. oben beginnend reinigen. Möglich ist aber auch eine segmentartige
Reinigung in Form von Streifen an der Siloinnenwand von oben nach
unten verlaufend (vergleichbar mit einem Tortenstück).
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Ausführungsbeispiele
der im Silo angeordneten Reinigungsvorrichtung sind in den Zeichnungen
dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 die
Anordnung mit senkrechter Führungsschiene,
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2 die
Plattform mit aufgesetzter Führungsschiene,
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3 die
Plattform in einer Draufsicht
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4 die
Anordnung mit schräger
Führungsschiene
und
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5 die
Ausbildung der Zugangsklappe.
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In
der 1 ist der untere konische oder pyramidenstumpfartige
Abschnitt 14 eines Silos 1 für Futter dargestellt. Im Silo 1 ist
die Vorrichtung zum Reinigen mit senkrechter Führungsschiene 6 montiert.
Die Vorrichtung besteht aus mit einer Versorgungsleitung 2 verbundenen,
an dem Schwenkarm 3 angeordneten und um den Schwenkarm 3 verschwenkbaren
Sprühdüsen 4.
Der Schwenkarm 3 ist mittels des Antriebswagens 5 um
eine in dem Silo 1 in Silolängsrichtung (Höhe) montierte
Führungsschiene 6 um
bis zu 390° verschwenkbar
und entlang dieser Führungsschiene 6 nach
oben und unten bewegbar. Die Führungsschiene 6 weist
oben eine Deckenabstützung 7 auf
und stützt
sich unten auf der in den Silo 1 eingebrachten und befestigten
Plattform 8 ab. Die Führungsschiene 6 ist
teleskopartig ausfahrbar oder aus Einzelelementen 6.1–6.n zusammensetzbar.
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Zum
Einbringen der Plattform 8 und der anderen Bestandteile
der Reinigungsvorrichtung weist der Silo 1 seitlich eine
Zugangsklappe 9 auf.
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Die
Plattform 8 wird im unteren Konusbereich 14 angeordnet
und stützt
sich bei dieser Ausfertigung direkt am inneren Umfang des Konusbereiches 14 ab.
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Die
Deckenabstützung 7 der
Führungsschiene 6 ist
ebenso wie die Seitenabstützung 15 der
Führungsschiene 6 als
Dreipunktabstützung
ausgebildet.
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Weist
die Decke eine Öffnung,
z. B. ein Einfüllrohr
auf, so kann die Führungsschiene 6 auch
in diese Öffnung
zur Deckenabstützung
eingeschoben werden, ggf. mit Passstücken, um eine Seitenstabilität zu gewährleisten.
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Die
Führungsschiene 6 weist
unterhalb der Deckenabstützung 7 und
oberhalb der Plattform 8 je eine Umlenkrolle 11, 12 für den Seilzug 10 auf.
Mit diesem Seilzug 10 ist der Antriebswagen 5 nach oben
und unten verfahrbar.
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Der
Antriebsmotor 13 für
den Seilzug 10 selbst ist auf oder an der Plattform 8 angeordnet.
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Weiterhin
ist dargestellt, dass die Sprühdüse 4 um
die Schwenkarmachse 16 schwenkbar angeordnet ist und die
Länge des
Schwenkarmes 3 veränderbar
ist, wobei der Schwenkarm 3 in der jeweils eingestellten
Position feststellbar ist.
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Mit
der Anordnung wird gesichert, dass die Sprühdüsen 4 mit ihrem Hochdruckstrahl
jeden Punkt innerhalb des Silos 1 zum Reinigen erreichen. Die
vorgeschlagene Kinematik lässt
dabei zu:
- – eine
Längsbewegung
des Antriebswagens 5 entlang der Führungsschiene 6,
- – eine
Schwenkbewegung des Antriebswagens 5 um die Führungsschiene 6 vorzugsweise
bis zu einem Schwenkwinkel bis 390°, um die Überlappung der Wirkungsbereiche
der Sprühdüsen 4 zu gewährleisten,
- – eine
Schwenkbewegung des Schwenkarmes 3 gegenüber dem
Antriebswagen nach oben und unten mit einem Schwenkwinkel bis 140°,
- – eine
Vergrößerung des
Abstandes der Sprühdüsen 4 vom
Antriebswagen 5 durch Verlängerung des Schwenkarmes 3 um
eine Größenordnung von über 500
mm, vorzugsweise durch einen teleskopartig gusschiebbaren Schwenkarm 3 und
- – eine
Schwenkbewegung der Sprühdüsen 4 um die
Schwenkarmachse 16 mit einem Schwenkarm von mindestens
360°.
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Die
Versorgungsleitung 2 ist dabei so ausgelegt, dass sie den
Bewegungen des Antriebswagens 5 und des Schwenkarmes 3 folgen
kann und stabil die Sprühdüsen 4 mit
Reinigungsflüssigkeit
versorgt. Aus der Bewegung der Vorrichtungsteile resultierende benötigte Längenveränderungen
der Versorgungsleitung 2 sind durch Schlauchschleifen oder auf
eine Trommel aufgewickelte Schlauchteile der Versorgungsleitung 2 ausgleichbar.
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Wenn
hier von Sprühdüsen 4 gesprochen wird,
so kann auch mit nur einer Sprühdüse 4 gearbeitet
werden. Ebenso kann der Strahl der Sprühdüse 4 oder der Sprühdüsen 4 verstellbar
sein, sowohl in der Intensität
als auch in der Richtung bzw. in der Sprühbreite oder im Sprühradius
des Strahles.
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Um
einerseits eine optimale Führung
der Sprühdüsen 4 während der
Reinigung zu gewährleisten
und kein Bedienungspersonal während
der Reinigung im Silo zu belassen, ist in bekannter Weise vorgesehen,
dass mindestens teilweise die oben beschriebenen Bewegungen durch
eine Software gesteuert werden. Durch die Software werden entsprechende
Antriebe für
die jeweilige Bewegung aktiviert.
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Parallel
ist eine Steuerung von außen
auf manueller Basis vorgesehen. Durch eine Kamera am Sprüharm 3 oder
am Antriebswagen 5 kann der Reinigungsgrad überprüft und ggf.
die Reinigung optimiert oder eine Nachreinigung veranlasst werden.
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Neben
der Reinigung ist es mit der Vorrichtung auch möglich, nach der Reinigung notwendige Innensilodesinfektionen
vorzunehmen.
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2 zeigt
die in den Silo 1 einzubringende und befestigbare Plattform 8,
die sich dann innen auf der Konusfläche 14 des unteren
Siloabschnittes 14 abstützt.
Dazu verfügt
die Plattform 8, die in einer Ausführung rahmenförmig ausgebildet
ist, über
mindestens drei am Umfang und voneinander beabstandet angeordnete,
gegenüber
der Plattform 8 gelenkig und verstellbar ausgebildete Stützen 17 zur
Auflage auf dem Innenkonus oder einer ähnlichen Form der Siloinnenwand.
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Weiter
wird gezeigt, dass die Plattform 8 über eine Hubeinrichtung 18, 19, 20 für die sich
auf der Plattform 8 abstützende Führungsschiene 6 verfügt.
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Kommt
eine teleskopartig ausfahrbare Führungsschiene 6 zum
Einsatz, kann der Ausfahrmechanismus zum Verspannen der Führungsschiene zwischen
Plattform 8 und Deckenabstützung 7 genutzt werden,
stellt dieser die Hubeinrichtung dar.
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Wird
die Führungsschiene 6 hingegen
aus Einzelelementen 6.1–6.n zusammengesetzt,
kommt die Hubeinrichtung 18, 19, 20 wie
gezeigt beim Verspannen zum Einsatz, indem der verbleibende Abschnitt
zwischen dem letzten Element 6.n und der Decke durch die
Hubbewegung ausgeglichen wird.
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Die
gezeigte Hubeinrichtung für
die Führungsschiene 6 zum
Heben und Senken basiert auf einer Spindel-Mutter-Kombination 20 mit
Antrieb 18 und Getriebe 19. Alternativ kann diese
eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Kombination nutzen.
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Bei
der Verwendung von zusammenfügbaren
Teile 6.1–6.n der
Führungsschiene 6 ist
es für
die Stabilität
der Führungsschiene 6 aber
auch für
deren Montage von Vorteil, wenn mindestens die Teile 6.1–6.n-1 oben
ein Passstück,
vorzugsweise einen Kegelzapfen 21, zum Formschluss quer
zur Silo längsrichtung
mit dem folgenden Teil aufweisen. Das Teil 6n ist dann
vorzugsweise mit der Deckenabstützung 7 versehen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Plattform 8 ist vorgesehen,
dass die Plattform 8 mindestens teilweise wannenförmig zum
Sammeln der Reinigungsrückstände ausgebildet
ist.
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3 zeigt
in einer Draufsicht die Plattform 8, hier rahmenförmig ausgebildet
mit den Stützen 17 zum
Abstützen
auf der inneren Konusfläche 14 des Silos 1.
Die Stützen 17 sind
am Umfang der Plattform 8 gelenkig und verstellbar ausgebildet,
so dass sich die Stützen 17 gut
an die Konusfläche 14 anlegen können.
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Eine
schräg
angeordnete Führungsschiene 24 ist
in 4 dargestellt. Die Vorrichtung zur Innenreinigung
von insbesondere Silos 1 besteht wie bereits oben ausgeführt aus
mindestens einer mit einer Versorgungsleitung 2 verbundenen
und an einem Schwenkarm 3 angeordneten Sprühdüse 4,
wobei der Schwenkarm 3 mittels eines Antriebswagens 25 unter
Verwendung der montierbaren und demontierbaren Führungsschiene 24 in
Silolängsrichtung
bewegbar und um die Silolängsrichtung
dreh- oder verschwenkbar angeordnet ist. Die teleskopartig ausfahrbare
und geneigt zur Silolängsrichtung
angeordnete Führungsschiene 24 weist
auf der oberen Seite eine Wandabstützung 26 auf und stützt sich
hier auf der unteren Seite im gegenüberliegenden unteren Silobereich
ab. Im Bereich der Wandabstützung 26 besitzt
die Führungsschiene 24 einen
in den Silo 1 gerichteten Tragarm 27, an dem der
Schwenkarm 3 oder der Schwenkarm 3 mit Antriebswagen 25 bewegbar
angeordnet sind.
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Alternativ
zu der unteren Abstützung
der Führungschiene 24,
die an der Siloinnenwand, an der Öffnung der Zugangsklappe 9 oder
auf der Plattform 8 jeweils innen möglich ist, ist auch vorgesehen,
dass die Führungsschiene 24 nach
ausserhalb des Silos 1 durch die Öffnung der Zugangsklappe 9 geführt ist und
sich dann außerhalb
des Silos 1 abstützt.
Diese Abstützung
kann dann auf dem Transportmittel für die Reinigungsvorrichtung
erfolgen, wenn sie höhenmäßig entsprechend
ausgelegt ist.
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Die
Wandabstützung 26 an
der Siloinnenwand ist eine Zweipunktabstützung mit einer Rolle 28 an
jedem der jeweils seitlich der Führungsschiene 24 befindlichen
Abstützpunkte.
Ferner wird gezeigt, dass auf die Führungsschiene 24 eine
zusätzliche Kraft
F in Richtung Siloboden wirkt, die so bemessen ist, dass die Wandabstützung 26 stabil
an der Siloinnenwand anliegt. Zusammen mit der Zweipunktabstützung unter
Einschluss der Rollen 28 läst sich die Führungsschiene 24 so
sicher nach oben bzw. unten aus- oder einfahren.
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Der
Tragarm 27 ist längenveränderlich,
vorzugsweise in Form eines Teleskoparmes und gelenkartig mit der
Führungsschiene 24 verbunden
und gegenüber
dieser damit verstellbar.
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Bezüglich der
Ausbildung des Schwenkarmes 3 und der Kinematik der Sprühdüsen 4 wird
auf die Ausführungen
bei einer senkrechten Anordnung der Führungsschiene 6 verwiesen.
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In 5 ist
eine Zugangsklappe 9 dargestellt, wie sie insbesondere
bei der Nachrüstung
von Silos 1 Anwendung finden kann. Die Konusfläche 14 des
Silos wird durchbrochen und um die Ränder innen und außen ist
ein Ring 22, 23 angeordnet. Die Ringe 22 und 23 werden
unter Einschluss des Randes des Durchbruches untereinander verschraubt. Mittels
eines anschraubbaren Verschlussdeckels 29 lässt sich
der Silo wieder verschließen.
Die Abmaße des
Durchbruches sind so gewählt,
dass durch diesen das Einbringen der Plattform 8, der Führungsschiene 6, 24 mit
den entsprechenden Antrieben und weiterer Befestigungsmittel sowie
des Antriebswagens 5, 25 in den Silo 1 gewährleistet
ist.
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Mit
der vorgeschlagenen Vorrichtung ist eine lückenlose optimale Reinigung
von insbesondere Futtersilos 1 realisierbar. Das bedeutet,
dass hochwertiges Tierfutter mit diesem Qualitätssiegel auch das Tier bei
der Fütterung
erreicht und nicht vorab durch Keime im Futtersilo verunreinigt
wird.
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- 1
- Silo
- 2
- Versorgungsleitung
- 3
- Schwenkarm
- 4
- Sprühdüse
- 5
- Antriebswagen
- 6
- Führungsschiene
(senkrechte Anordnung)
- 7
- Deckenabstützung
- 8
- Plattform
- 9
- Zugangsklappe
- 10
- Seilzug/Steuerkabel
- 11
- Umlenkrolle
- 12
- Umlenkrolle
- 13
- Antriebsmotor
Seilzug
- 14
- Konusbereich
des Silos
- 15
- Seitenabstützung
- 16
- Schwenkarmachse
- 17
- Stützen an
der Plattform
- 18
- Antrieb
- 19
- Getriebe
- 20
- Spindelmutter-Kombination
- 21
- Kegelzapfen
- 22
- Außenring
- 23
- Innenring
- 24
- Führungsschiene
(schräge
Anordnung)
- 25
- Antriebswagen
- 26
- Wandabstützung
- 27
- Tragarm
- 28
- Rollen
- 29
- Verschlussdeckel