DE2437948A1 - Spritzeinrichtung zur reinigung von behaelterinnenflaechen - Google Patents

Description

• Spritzeinrichtung zur Reinigung von Behälterinnenflächen Die Erfindung betrifft eine Spritzeinrichtung zur Reinigung von Behälterinnenflächen mit einer ersten, in einem ortsfesten Gehäuse drehbar gelagerten Hohlwelle, einer daran starr befestigten Lagerbüchse, in welcher eine zweite, fest mit einem mit Düsen versehenen Düsenkopf verbundene Hohlwelle senkrecht zur ersten Hohlwelle drehbar gelagert ist sowie mit einer fest mit dem ortsfesten Gehäuse verbundenen Zuführleitung zum Zuführen der zu versprühenden Reinigungsflüssigkeit durch das Innere der ersten und zweiten Hohlwelle zu den Düsen des Düsenkopfes.
• Mit solchen Spritzeinrichtungen werden auf die Innenwände von Kesseln, Tanks oder dgl. Reinigungsflüssigkeiten aufgespritzt, wobei durch die Drehung des Düsenkopfes um 2 orthogonale Achsen eine möglichst vollständige Überstreichung der gesamten Innenfläche des Behälters erreicht werden soll. Als Reinigungsflüssigkeiten kommen neben Wasser auch alle Arten von z.T. sehr aggressive Chemikalien in Frage, die gegebenenfalls stark erhitzt sind und im allgemeinen unter hohem Druck stehen, z.B. unter einem Druck von 100 Atmosphären. Bei bekannten Spritzvorrichtungen der geschilderten Art ergeben sich dabei Schwierigkeiten sowohl bei der Lagerung der drehbaren Wellen als auch bei der Abdichtung derselben gegenüber dem Gehäuse. Da bei bekannten Spritzeinrichtungen die Reinigungsflüssigkeit axial in die Hohlwellen eingeführt, aber im wesentlichen radial wieder aus diesen ausgeführt wird, wirken wegen des hohen Flüssigkeitsdruckes große axiale Kräfte auf die Hohlwellen, die von den Lagern aufgenommen werden müssen. Dies erfordert sehr aufwendige Lagerkonstruktionen, die zudem laufend gewartet werden müssen und einem erhöhten Verschleiß unter worfen sind. Auch auf die Dichtungsringe wirken große Kräfte, die zusammen mit der chemischen Aggressivität der Reinigungsflüssigkeiten zu einer vorzeitigen Zerstörung der Dichtungsringe führen können.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine Spritzvorrichtung mit wartungsfreien Lagern und Dichtungen mit längerer Lebensdauer zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem ortsfesten Gehäuse und der ersten Hohlwelle sowie zwischen der Lagerbüchse und der zweiten Hohlwelle je ein mit der Zuführleitung bzw. mit dem Inneren der ersten Hohlwelle in Verbindung stehender Hohlraum vorgesehen ist, der über öffnungen in der Mantelfläche der angrenzenden Hohlwelle mit deren Innerem verbunden ist, so daß die Reinigungsflüssigkeit radial aus der Zuführleitung in die erste Hohlwelle bzw. aus dieser in die zweite Hohlwelle eintritt, und daß zur Abdichtung dieser Hohlräume oberhalb und unterhalb der Öffnungen je eine mit einer Lagerung für die Hohlwellen kombinierte, einen Gleitring und mindestens einen Dichtring umfassende Dichtungspackung vorgesehen ist, bei welcher die Dichtringe und der Gleitring nebeneinander in eine Ausnehmung in der Innenfläche des Gehäuses bzw. der Lagerbüchse eingelegt sind und am Mantel der zumindest in diesem Bereich mit einer verschleißfesten Schicht überzogenen Hohlwelle anliegen.
• Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Dichtungsringe aus Polytetrafluoräthylen (Teflon R) bestehen. Weiterhin ist es günstig, wenn die verschleißfeste Schicht aus mit Hilfe eines Plasmasprühverfahrens aufgebrachtem Metalloxid besteht.
• Besonders bewährt hat sich dabei eine Schicht aus Chromoxid.
• Vorteilhafterweise wird diese verschleißfeste Schicht überschliffen. Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der Gleitring aus rostfreiem Stahl oder aus Bronze besteht.
• Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Die Zeichnung zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung.
• Diese weist ein ortsfestes Gehäuse 1 mit einer durchgehenden zylindrischen Innenbohrung 2 auf, in der eine erste Hohlwelle 3 drehbar gelagert ist. Eine Stirnfläche 4 der Hohlwelle 3 ist verschlossen und trägt einen aus dem Gehäuse 1 herausragenden Vierkantzapfen 5, welcher mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb zur Drehung der Hohlwelle 3 verbindbar ist. Das gegenüberliegende Ende der Hohlwelle 3 ragt aus dem Gehäuse 1 hervor und ist in diesem Bereich mit einer Lagerbüchse 6 fest verbunden. In einer senkrecht zur Hohlwelle 3 liegenden Innenbohrung 7 ist in der Lagerbüchse 6 eine zweite Hohlwelle 8 drehbar gelagert. Diese zweite Hohlwelle 8 ist an beiden Stirnseiten verschlossen und ragt auf beiden Seiten aus der Lagerbüchse 6 heraus. An einem Ende der zweiten Hohlwelle 8 ist ein Düsenkopf mit radial abstehenden Düsenhörnern 9 mit Düsen 11 zum Versprühen der Reinigungsflüssigkeit angeordnet.
• Die Düsen 11 stehen über einen Kanal 12 im Inneren der Düsenhörner 9 mit dem Innenraum 13 der zweiten Hohlwelle 8 in Verbindung. Auf der gegenüberliegenden Seite trägt die Hohlwelle 8 ein Kegelzahnrad 14, welches mit einem das Gehäuse 1 umgebenden, fest mit diesem verbundenen Kegelzahnkranz 15 kämmt.
• Seitlich ist in das Gehäuse 1 eine Zuführleitung 16 für die Reinigungsflüssigkeit eingeführt, welche mit einem vom Mantel der ersten Hohlwelle 3, von der Innenwand des Gehäuses 1 und von zwei Dichtungspackungen 18 und 19 begrenzten Hohlraum 17 in Verbindung steht. Im Mantel der ersten Hohlwelle 3 ist in diesem Bereich eine Ringnut 21 eingestochen , wodurch der Hohlraum 17 vergrößert wird. Am Boden dieser Ringnut 21 weist der Mantel der ersten Hohlwelle öffnungen 20 auf, durch die die Reinigungsflüssigkeit ins Innere der Hohlwelle 3 eindringen kann.
• Die oberhalb und unterhalb des Hohlraumes 17 angeordneten Dichtungspackungen 18 und 19 umfassen mehrere Dichtungsringe 22 bzw. 23 (im Ausführungsbeispiel der Zeichnung jeweils 3 Stück) sowie einen Gleitring 24 bzw. 25. Diese zu einer gemeinsamen Dichtungs- und Lagereinheit zusammengefaßten Ringe sind gemeinsam in einer Ausnehmung 26 bzw. 27 in der Innenwand des Gehäuses 1 eingelegt und liegen mit ihrer Innenfläche dicht an der Mantelfläche der ersten Hohlwelle 3 an. In diesem Bereich ist die Mantelfläche der Hohlwelle 3 mit einer dünnen, verschleißfesten Schicht 28 bzw. 29 versehen, die z.B. aus Chromoxid besteht, welches mit Hilfe eines Plasmastrahlverfahrens in an sich bekannter Weise auf die Manteloberfläche der Hohlwelle aufgetragen worden ist. Auch andere Metalloxide oder Keramiksubstanzen können zur Herstellung der verschleißfesten Schicht 28 bzw. 29 Verwendung finden. Die Schicht ist glattgeschliffen; verbleibende Unebenheiten liegen z.B. in der Größenordnung von einigen Zehntel Mikrometern.
• Die Gleitringe 24 und 25 bestehen aus Edelstahl oder Bronze; sie dienen der drehbaren Lagerung der Hohlwelle 3 im Gehäuse 1.
• Als Material für die Dichtungsringe 22 und 23 wird bevorzugt Polytetrafluoräthylen (Teflon R) verwendet, das in besonderem Maße chemikalienbeständig ist. Die dichte Anlage der Dichtungsringe an den Gleitringen, an der Gehäuseinnenwand und an der Hohlwelle verhindert außerdem ein Fließen des relativ weichen Werkstoffes der Dichtungsringe. Somit wird durch die Dichtungspackung einerseits eine hervorragende Abdichtung des Hohlraumes 17 auch bei den hohen verwendeten Drücken der Reinigungsflüssigkeit sowie eine einwandfreie Lagerung der Hohlwelle 3 erreicht.
• Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß durch die radiale Einführung der Reinigungsflüssigkeit durch die Zuführleitung 16, den Hohlraum 17 und die Öffnungen 20 ins Innere der Hohlwelle 3 keine axialen Kräfte auf die Hohlwelle 3 wirken. Die Hohlwelle 3 ist durch ihre Stirnfläche 4 und den Mantel der Lagerbüchse 6 in axialer Richtung beidseitig verschlossen und daher in Bezug auf axiale, von der Flüssigkeit ausgeübte Kräfte im Gleichgewicht. Dadurch werden keine aufendigen, zur Aufnahme großer axialer Kräfte ausgebildete Lager für die Hohlwellen benötigt, sondern es genügen die einfacheren, oben beschriebenen Gleitringlager. Diese werden dann auch nur in sehr geringem Maße beansprucht.
• Die Lagerung der zweiten Hohlwelle 8 in der Lagerbüchse 6 erfolgt genau in der gleichen Weise wie die Lagerung der Hohlwelle 3 im Gehäuse 1. Auch hier wird die Reinigungsflüssigkeit aus dem Inneren der Hohlwelle 3 in einen hohlraum 31 und von dort durch Öffnungen 32 im Mantel der Hohlwelle 8 in deren Innenraum 13 geführt. Zu beiden Seiten des Iiohlraumes 31 sind Dichtungspackungen 33 und 34 vorgesehen, die genauso wie die Dichtungspackungen 18 und 19 eine Anzahl von Dichtungsringen 35 bzw. 36 und einen Gleitring 37 bzw. 38 umfassen. Die Ringe sind in einer Ausnehmung 39 bzw. 41 in der Innenwand der Lagerbüchse 6 eingelegt und liegen an einer verschleißfesten Schicht 42 bzw. 43 am Mantel der Hohlwelle 8 an. Auch auf die Hohlwelle 8 werden infolge der radialen Flüssigkeitseinleitung und der beidseitig verschlossenen Stirnflächen keine axialen Kräfte ausgeübt, so daß auch in diesem Falle die Gleitringlager 37 und 38 nur geringe axiale Kräfte aufnehmen müssen.
• Bei der Ausführungsform der Zeichnung ist vorgesehen, die Hohlwelle 3 über den Vierkantzapfen 5 in eine Drehbewegung zu versetzen, wobei auch die fest mit der Hohlwelle 3 verbundene Lagerbüchse 6 mit der darin gelagerten Hohlwelle 8 mitgedreht wird. Dabei wird das Kegelzahnrad 14 auf dem Kegelzahnkranz 15 abgewälzt und die Hohlwelle 8 verdreht. Durch die überlagerung der beiden um senkrecht aufeinanderstehende Achsen erfolgenden Drehbewegungen wird der gesamte Innenraum des zu reinigenden Behälters gleichmäßig vom versprühten Reinigungsmedium überstrichen. Es wäre selbstverständlich auch möglich, die Düsen 11 so anzuordnen, daß durch den Rückstoß der austretenden Flüssigkeit eine Drehbewegung des Düsenkörpers und damit der Hohlwelle 8 erreicht wird, wobei sich durch das Kämmen des Kegelzahnrades 14 und des Kegelzahnkranzes 15 ohne einen eigenen Antrieb eine Drehbewegung der Hohlwelle 3 und der damit verbundenen Lagerbüchse 6 ergeben würde.

Claims (9)

1. Patentansprüche

   Spritzeinrichtung zur Reinigung von Behälterinnenflächen mit einer ersten, in einem ortsfesten Gehäuse drehbar gelagerten Hohlwelle, einer daran starr befestigten Lagerbüchse, in welcher eine zweite, fest mit einem mit Düsen versehenen Düsenkopf verbundene Hohlwelle senkrecht zur ersten Hohlwelle drehbar gelagert ist, sowie mit einer fest mit dem ortsfesten Gehäuse verbundenen Zuführleitung zum Zuführen der zu versprühenden Reinigungsflüssigkeit durch das Innere der ersten und der zweiten Hohlwelle zu den Düsen des Düsenkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ortsfesten Gehäuse (1) und der ersten Hohlwelle (3) sowie zwischen der Lagerbüchse (6) und der zweiten Hohlwelle (8) je ein mit der Zuführleitung (16) bzw. mit dem Inneren der ersten Hohlwelle (3) in Verbindung stehender Hohlraum (17; 31) vorgesehen ist, der über öffnungen (20;32) in der Mantelfläche der angrenzenden Hohlwellen (3;8) mit deren Innerem verbunden ist, so daß die Reinigungsflüssigkeit radial aus der Zuführleitung (16) in die erste Hohlwelle (3) bzw. aus dieser in die zweite Hohlwelle (8) eintritt, und daß zur Abdichtung dieser Hohlräume (17;31) oberhalb und unterhalb der öffnungen (20;32) je eine mit einer Lagerung für die Hohlwellen kombinierte, einen Gleitring (24,25;37,38) und mindestens einen Dichtring (22,23;35,36) umfassende Dichtungspackung (18,19; 33,34) vorgesehen ist, bei welcher die Dichtringe (22,23;35 36) und der Gleitring (24,25;37,38) nebeneinander in eine Ausnehmung (26,27;39,41) in der Innenfläche des Gehäuses (1) bzw. der Lagerbüchse (6) eingelegt sind und am Mantel der zumindest in diesem Bereich mit einer verschleißfesten Schicht (28,29; 42,43) überzogenen Hohlwelle (3;8) anliegen.
2. 2. Spritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die erste Hohlwelle (3) um ihre Längsachse drehender Antrieb vorgesehen ist.
3. 3. Spritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hohlwelle (8) bei der Drehung der ersten Hohlwelle (3) zwangsläufig verdreht wird.
4. 4. Spritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hohlwelle (8) ein mit einem fest mit dem Gehäuse (1) verbundenen Kegelzahnkranz (15) kämmendes Kegelzahnrad (14) trägt.
5. 5. Spritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (22,23;35,36) aus Polytetrafluoräthylen (Teflon ) bestehen.
6. 6. Spritzeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (28, 29;42,43) aus mit Hilfe eines Plasmasprühverfahrens aufgebrachtem Metalloxid besteht.
7. 7. Spritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (28,29;42,43) aus Chromoxid besteht.
8. 8. Spritzeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (28,29;42,43) überschliffen ist.
9. 9. Spritzeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (24,25;37,38) aus rostfreiem Stahl oder aus Bronze besteht.