DE2601660A1

DE2601660A1 - Vorrichtung zum reinigen der innenflaechen von tanks oder dergleichen

Info

Publication number: DE2601660A1
Application number: DE19762601660
Authority: DE
Inventors: Olav Haakon Fismen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-01-17
Publication date: 1977-07-21
Also published as: US4056227A; GB1534764A; FR2338090A1

Description

Vorrichtung zum Reinigen der Innenflächen von
Tanks oder dergleichen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Innenflächen von Tanks oder dergleichen mit einem Zuführrohr für die Zufuhr von unter Druck stehender Spülflüssigkeit, mit einem Spülkopf, der am freien Ende des Zuführrohrs angeordnet und um die Achse des Zuführrohrs drehbar gelagert ist, mit einem Düsenkopf, der am Spülkopf angeordnet und um eine Achse drehbar gelagert ist, die im wesentlichen im rechten Winkel zu der Achse des Zuführrohrs verläuft, mit mindestens einer am Düsenkopf angeordneten Düse mit einer Strahlrichtung, die gegenüber der Drehachse des Düsenkopfs in dqr Weise versetzt ist, daß aufgrund der Reaktionskraft des Düsenstrahls der Spülflüssigkeit eine Drehung des Düsenkopfs bewirkt wird, und mit einer hydraulischen Bremsvorrichtung, die mit dem Düsenkopf gekoppelt ist, um die Drehgeschwindigkeit desselben zu steuern.
Derartige Vorrichtungen sind insbesondere für die Reinigung von Oltanks auf Schiffen vorgesehen. Verglichen mit fest oder stationär eingebauten Tankreinigern, die von äußeren, an Deck der ,Schiffe angebrachten Antriebseinrichtungen betrieben werden, haben Reinigungsvorrichtungen der obengenannten Art den Vorteil,der allgemeineren Anwendbarkeit scwie den Vorteil, daß sie unter Deck in den Tanks eingebaut werden und durch den Druck der Spülflüssigkeit betrieben werden können, ohne daß eine Betriebsüberwachung erforderlich ist.
Durch die Verwendung einer hydraulischen Bremsvorrichtung, die mit dem Düsenkopf gekoppelt ist, läßt sich auf einfache Weise die Drehgeschwindigkeit des Düsenkopfs steuern. Bei den bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist es jedoch nicht möglich, die Drehgeschwindigkeit des Düsen--kopfs selektiv in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehstellung zu steuern. Außerdem sind die bei den bekannten derartigen Vorrichtungen verwendeten Mechanismen zu kompliziert, die dazu dienen, um in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Düsenkopfs eine Drehung des Spülkopfs um die Achse des Zuführrohrs zu bewirken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und betriebssicher arbeitende Vorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei der die hydraulische Bremsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie nicht nur eine Drehung des Spülkopfs bewirkt, sondern gleichzeitig eine wahlweise Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Düsenkopfs in verschiedenen Spülsektionen ermöglicht, um die geeignetste Verteilung der Spülflüssigkeit in den verschiedenentvon der Vorrichtung ausgehenden Strahlrichtungen zu erhalten.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydraulische Bremsvorrichtung mit einer Kurbelvorrichtung gekoppelt ist, die mit einer die Drehachse des Düsenkopfs hildenden Welle verbunden ist, und daß die Bremsvorrichtung durch eine hin- und hergehende, durch die Kurbelvorrichtung aufgrund der Drehbewegung des Düsenkopfs erzeugte Bewegung eine Einrichtung zum Drehen des Spülkopfs um die Achse des Zuführrohrs betätigt.
Als Bremsvorrichtung kann ein geeigneter1 handelsüblicher hydraulischer Stoßdämpfer Verwendung finden. Bei Verwendung einer solchen "hermetisch abgeschlossenen" Bremsvorrichtung ist die Drehgeschwindigkeit des Düsenkopfs unabhängig von dem Spülmittel. Es können auch Bremsvorrichtungen verwendet werden, bei denen die Bremswirkung unter Benutzung der Spülflüssigkeit als Hydraulikflüssigkeit zustande kommt. Hierbei werden verschiedene Bremswirkungen erzeugt, wenn beispielsweise Wasser oder öl als Spülflüssigkeit Verwendung finden.
Dieser Eigenart könnte jedoch durch geeignete Maßnahmen auch entgegengewirkt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Die. einziae Fig. der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel,der in einer Ehene verläuft, die durch die Drehachsen des Dsenkopfs und des Zuführrohrs definiert ist.
Das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Reinigungsvorrichtung weist im wesentlichen ein Zuführrohr 1 (das nur teilweise gezeigt ist), einen Spülkopf 2, der am freien Ende des Zuführrohrs 1 angeordnet und um die Achse des Zuführrohrs drehbar ist, sowie einen Düsenkopf 3 auf, der am Spülkopf angeordnet und um eine Achse drehbar ist, die im wesentlichen im rechten Winkel zu der Achse des Zuführrohrs 1 verläuft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Düsenkopf 3 eine einzige Düse 4 mit einem Düsenrohr 5 auf, das gegenüber der Drehachse des Düsenkopfs versetzt ist, um die gewünschte Drehbewegung des Düsenkopfs aufgrund der Reaktionskraft des ausgestoßenen Düsenstrahls der Spülflüssigkei;t bei dem Betrieb der Vorrichtung zu erhalten. Der Düsenkopf 3 dreht sich um die Achse einer Welle 6, die im Spülkopf drehbar gelagert ist und in der gezeigten Weise gegen eine axiale Bewegung gesichert ist. Der Düsenkopf ist hierbei im Spülkopf mittels einer Lagerschale 7 gelagert, die konzentrisch zur Welle 6 angeordnet ist.
Die hydraulische Bremsvorrichtung weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Zylinder-Kolben-inheit auf, dE innerhalb des Spülkopfs angeordnet ist und einen Körper 8 mit einem in diesem angeordneten Bremszylinder 9 sowie einen'Kolben 10 aufweist. Der Bremszylinder 9 bildet einen geschlossenen Hohlraum und enthält eine somit von der Spülflüssigkeit abgesonderte Hydraulikflüssigkeit. Der Kolben 10 ist an einer Kolbenstange 11 angebracht, die mit der drehbaren Welle 6 des Düsenkopfs 3 über einen Exzenter 12 gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich eine hin- und hergehende1 oszillierende Bewegung des Kolbens 10 bei der Drehung des Düsenkopfs 3. Auf diese Weise wird eine Drehung des Spülkopfs um die Achse des Zuführrohrs unter Ausnutzung der Konstruktionselemente der hydraulischen Bremsvorrichtung selbst erreicht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommt die Drehung des Spülkopfs dadurch zustande, daß die Bremsvorrichtung mit Reibkörpern zusammenwirkt sowie mit einem Rastgesperre, das mit einem Zahnring in Eingriff ist, der an dem Zuführrohr angebracht ist, wie es unten erläutert werden wird.
Der Kolben 10 ist mit einer an sich bekannten, als Ganzes mit 13 bezeichneten Drosselvorrichtung versehen, und die Drehgeschwindigkeit des Düsenkopfs kann durch geeignete Wahl des Drosselquerschnitts und durch die Wahl eines einfachwirkenden oder doppeltwirkenden Kolbens so eingestellt werden, daß sich eine in geeigneter Weise schwankende Bremskraft, hervorgerufen durch die Hydraulikflüssigkeit, ergibt, je nach Stellung des Kolbens. Bei der gezeigten Fig. ist der Bremszylinder mit einer kreiszylindrischen Innenfläche versehen. Es ist jedoch auch möglich, die Innenfläche so auszugestalten, daß sich ein unterschiedlicher Querschnitt längs der Bewegungsbahn des Kolbens ergibt. Alternativ kann auch ein Drosselkörper mit veränderlichen Querschnitt in einer konzentrischen Bohrung in der Kolbenstange 11 vorgesehen sein, wobei eine Verbindung mit dem oberen und dem unteren Zylindervolumen über eine in der Kolbenstange befindliche Bohrung vorhanden ist.
Bei dem einfachsten Ausführungsbeispiel wird durch die Kombination eines axial bewegbaren Kolbens mit einer Surbelvorrichtung und dadurch, daß die Drehachse des Düsenkörpers im rechten Winkel zur Achse der Zuführrohrs verläuft, ein etwa gleichmäßiger Spüleffekt in den verschiedenen Richtungen erreicht, wenn der untere und der obere Totpunkt des Kolbens dann durchlaufen werden, wenn die Strahlrichtung der Düsen bein Spülvorgang parallel zur Achse des Zuführrohrs verläuft Wenn jedoch der Spülvorgang gegen eine einzige Fläche (beispielsweise beim Reinigen des Bodens) gerichtet werden soll, kann der Kolben mit einem Regulierventil versehen werden. In diesem. Falle ist die Verbindung: zwischen Düsenkopf und Kolben so gewählt, daß die Bremse wirksam ist, wenn der Düsenstrahl gerade diese betreffende Fläche bespült.
Zur optimalen Verteilung der Flüssigkeit trägt es nocht weiter hef, we; eine, fest angebrachte Düsennadel mit veränderlichen Querschnitt innerhalb des Zylinders vorgesehen ist. Diese Düsennadel erstreckt sich durch eine festliegende Düsenöffnung im Kolben und ergibt dadurch eine variable Bremswirkung bei den verschiedenen Drehwinkeln des Düsenkopfes 3.
Wie oben erwähnt, wird die Drehbewegung des Spülkopfs dadurch erreicht, daß die oszillierende Bewegung des Körpers 8 des Bremszylinders ausgenutzt wird. Diese oszillierende Bewegung ergibt sich aufgrund der gezeigten Zusammenwirkung zwischen der starren Kolbenstange 11 und dem Exzenter 12 aufgrund der Tatsache, daß der Körper 8 des Bremszylinders schwenkbar mit der Wandung des Spülkopfs 23 über eine Schenklagerung 14 verbunden ist. Anstelle des in der Zeichnung gezeichtem Exzenters 12 könnte auch eine andere Art von Kurbeltrieb Anwendung finden. Die Einrichtung zum Drehen des Spülkopfs ist heim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit zwei Reibkörpern 15 und 16 kombiniert, die, wie es gezeigt ist, zwischen einem oberen Flansch 17 am Spülkopf 2 und einem Flansch 18 angeordnet sind, der am Zuführrohr 1 vorgesehen ist. Die Reibkörper sind dazu vorgesehen, um das Reaktionsmoment zu absorbieren, das um die Achse des Zuführrohrs 1 auf den Spülkopf 2 durch die Reaktionskraft des Düsenstrahis ausgeübt wird. Bei dem gezeigten Aufbau ergeben sich in der Reibungsvorrichtung zwischen dem Spülkopf und dem Zuführrohr drei Reibflächen. Der erste oder untere Reibkörper 15 übernimmt oder absorbiert2/3 des Haltemoments, während der Flansch des Spülkopfs 1/3 des Moments absorbiert.. Um den Spülkopf 2 gegen eine axiale Verschiebebewegung auf dem Zuführrohrl zu sichern, kann ein geeigneter, nicht dargestellter Sicherungsring am Zuführrohr oberhalb des Flansches 17 des S'pülkopfs 2 vorgesehen sein.
Der obere Endabschnitt des Körpers a des Bremszylinders ist mit dem unteren Reibkorper 15 mittels eines vorspringenden Stifts 19 gekoppelt der an dem körper 8 befestigt ist und sich in eine geeignete Schlitzöffnung in einem nach abwärts verlaufenden Hemd des Reibkörpers 15 hineinerstreckt. Durch diese Konstruktion wird dem unteren Reibkörper 15 zazangsläufig eine oszillierende Drehbewegung erteilt, die durch die oszillierende Bewegung des Bremszylinders gesteuert wird, wie sie sich aufgrund der Drehbewegung des Düsenkopfs 3 ergibt Bei dem in der einen Richtung verlaufenden Teil der oszillierenden Bewegung des unteren R'eibkörpers 15, der zwischen dem Flansch IS des Zuführrohrs 1 und dem oberen Reibkörper 16 gehalten ist, wird dieser mittels einer geeigneten, nicht gezeigten, einfachen Riegelvorrichtung gegen eine Drehung auf dem Zuführrohr 1 gesichert. Dadurch wird der Spülkopf nuf dem Zuführrohr um einen Winkel verdreht, der beliebig durch die Wahl des Abstandes zwischen der Schwenklagerung 14 und dem Stift 19 vorgewählt werd'en kann. Bei.
dem in der entgegengesetzten Richtung verlaufenden Teil der oszillierenden Bewegung des Bremszylinders wird der Spülkopf 2 relativ zu dem Zuführrohr 1 mittels eines Rastgesperres gesichert, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Mehrzahl von Rastklinken 21, 22 gebildet ist,die als Spülkopf angeordnet sind und die mit einem Zahnring 20 des Zuführrohrs 1 in Eingriff stehen. Da der Spülkopf bei diesem letztgenannten Teil der Bewegung gegen eine Drehbewegung gesichert ist, schlüpft der untere Reibkörper 15 um einen Winkel in rück wärtsrichtung, der dem oben erwähnten Drehwinkel des Spülkopfs 2 entspricht.
Das Rastgesperre ist vorzugsweise so ausgebildet, daß mehrere Rastklinken 21 und 22 vorgesehen sind, die gegen den gleichen Zahnring wirken, um es zu ermöglichen, daß ein fein unterteiltes Spülmuster bei geringen auf. die Rastklinken und den Zahnring einwirkenden Kräften, bei Verwendung großer Zähne am Zahnring und bei Anwendung kleiner Flächenpressungen erreicht werden kann.
Bei Doppeldüsen-Reinigungsvorrichtungen, bei denen die Reaktionskräfte der Düsen einander entgegengesetzt gerichtet sein reines können, so daß ein Drehmoment erzeugt wird, und möglicherweise auch in Fellen, in denen eindüsige Vorrichtungen mittels einer Reibungsfläche gehalten werden können, können die beiden oben erwähnten Reibkörper weggelassen werden. Die oszillierende Bewegung der Bremsvorrichtung kann in diesen Fällen unmittelbar auf ein Rastgesperre übertragen werden, das mit dem Flansch des Zuführrohrs in Eingriff ist.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1. Vorrichtung zum Reinigen der Innenflächen von Tanks od.

dgl. mit einem Zuführrohr für die Zufuhr von unter Druck stehender Spülflüssigkeit, mit einem Spülkopf, der am freien Ende des Zuführrohrs angeordnet und um die Achse des Zuführrohrs drehbar gelagert ist, mit einem Düsenkopf, der aia Spülkopf angeordnet und um eine Achse drehbar gelagert ist, die im wesentlichen im rechten Winkel zu der achse des Zuführrohrs verläuft, mit mindestens einer am Düsenkopf angeordneten Düse mit einer Strahlrichtung, die gegenüber der Drehachse des Düsenkopfs in der Weise versetzt ist, daß aufgrund der Reaktionskraft des Düsenstrahls der Spülflüssigkeit eine Drehung des Düsenkopfs bewirkt wird, und mit einer hydraulischen Bremsvorrichtung, die mit dem Düsenkopf gekoppelt ist, um die Drehgeschwindigkeit desselben zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Bremsvorrichtung (8, 9, 10) mit einer Kurbelvorrichtung (11, 12) gekoppelt ist, die mit einer die Drehachse des Düsenkopfs (3) bildenden Welle (6) verbunden ist, und daß die Bremsvorrichtung durch eine hin- und hergehende, durch die Kurbelvorrichtung aufgrund der Drehbewegung des Düsenkopfs -erzeugte Bewegung eine Einrichtung(15, 16, 19 bis 22) zum Drehen des Spülkopfs (2) um die Achse des Zuführrohrs (1) betätigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung eine Zylinder-Itolben-Einheit (8, 9, 10) mit einem Kolben (10), der in einem Bremszylinder (9) angeordnet ist, aufweist und mit der Welle (6) des Düsenkopfs (3) über einen Kurbeltrieb (11, 12) gekoppelt ist, und daß die Bremsvorrichtung durch eine während der Bewegung der P Bremsvorrichtung erzeugte veränderliche Ere nslrraft einer in Bremszylinder (9) befindlichen hydraulischen Flüssigkeit beeinflußbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4, 5) so angeordnet ist, daß der abgegebene Düsenstrahl parallel zur Achse des Zuftihrrohrs (1) verläuft, wenn der Kolben (10) sich in seinem obrren oder unteren Totpunkt befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 odcr 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung einen längs der Bewegungsbahn des Kolbens (10) veränderlichen Drosselquerschnitt besitzt, um eine vorgewählte Geschwindigkeitsänderung des DÜsenkopfs (3) beim Durchlaufen verschiedener Spülsektoren zu erreichen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Einheit (8, 9, 10) ein hermetisch abgeschlossenes, von der Spülflüssigkeit getrenntes System bildet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremszylinder (8, 9) relativ zum Spülkopf (2) schwenkbar gelagert ist und aufgrund der Drehbewegung des Düsenkopfs (3) eine oszillierende Bewegung durchführt und daß als Einrichtung zum Drehen des Spülkopfs (2) mindestens eine Rastklinke am Bremszylinder (8, 9) vorgesehen ist, die mit einen am Zuführrohr (1) angebrachten Zahnring zusammenwirkt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 his G, bei der der Düsenkopf eine einzige Düse besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Drehen des S'pülkopfs (2) Reibkörper (15, 16) aufweist, die zwischen dem Spülkopf (2) und einem Flansch (18) des Zuführrohrs (1) angeordnet sind, um das Reaktionsmoment, das der Düsenstrahl bezüglich der Achse des Zuführrohrs (1) erzeugt, aufzunehmen, daß der Bremszylinder (8, 9) mit dem ersten (15) dieser Reihkörper gekoppelt ist, der zwischen dem Flansch (18) und dem zweiten Reibkörper (16) angeordnet ist, der am Zuführrohr (1) befestigt ist, so daß der Bremszylinder (8, 9) aufgrund einer in der einen Richtung verlaufenden, oszillierenden Bewegung eine Drehung des Spülkopfs (2) über den relativ zum Zuführrohr (1) festgehaltenen ersten Reibkörper (15) bewirkt und aufgrund der oszillierenden, in der anderen Richtung verlaufenden Bewegung des Eremszylinders (8, 9) eine Rücklaufbewegung des ersten Reibkörpers (15) erzeugt wird, bei der der Spülkopf (2) mittels eines Rastgesperres (20, 21, 22) relativ zum Zuführrohr (1) festgehalten wird.