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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Behandeln einer Flüssigkeit, die in einem Tank
gespeichert ist, und eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
die in dem Verfahren eingesetzt wird, und insbesondere ein Verfahren
zum Behandeln jeder Art von Flüssigkeit,
die in Tanks, darunter auch in Petroleumtanks und anderen relativ
großen Öltanks,
gespeichert ist, um Petroleum zu verflüssigen, um das Abscheiden von Ölschlamm
zu verhindern oder Ölschlamm,
der sich auf dem Boden des Tanks absetzt, zu entfernen, und auf
eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
die ermöglicht,
die Flüssigkeitsbehandlung
sehr wirksam durchzuführen.
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Wenn der Pourpoint einer in einem
Tank gespeicherten Flüssigkeit
höher ist
als die Atmosphäre im
Innern des Tanks, wird die Flüssigkeit
bei einer Temperatur gespeichert, die mindestens so hoch ist wie
der Pourpoint. Das Erhitzen der in dem Tank gespeicherten Flüssigkeit
auf eine derartige Temperatur wird beispielsweise erzielt, indem
man ein Heizrohr in Schlingenform oder Windungen am Boden des Tanks anbringt
und eine erhitzte Flüssigkeit
oder ein Dampf durch das Rohr geführt wird.
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Wenn die in einem Tank gespeicherte
Flüssigkeit
auf diese Weise erhitzt wird, wird die Flüssigkeit oberhalb des Heizrohrs
durch Konvektion erwärmt
und nimmt den Zustand eines Fluids an. Dahingegen ist die Flüssigkeit
unterhalb des Heizrohrs oder in einer Entfernung von dem Heizrohr
außerhalb des
Konvektionsbereichs und verliert allmählich seine Fluidität und verhärtet sich.
Somit nimmt sie einen festen Zustand an und stagniert ohne sich
zu mischen oder zu bewegen. Wenn der Tank nicht erhitzt wird, setzt
sich verhärtetes Öl, das hauptsächlich aus suspendiertem
Wachs besteht, als Ölschlamm
auf dem Tankboden ab.
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Bislang gab es kein effizientes Verfahren zum
Reinigen und Entfernen dieses Ölschlamms
aus dem Tank, insbesondere des Schlamms, der sich unter dem Heizrohr
abgelagert hat, und Arbeiter mußten
den Schlamm mit Schaufeln oder dergleichen nach dem Austrocknen
des Großteils
der Flüssigkeit von
dem Tank entfernen.
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Als ein Verfahren zum Verflüssigen und
Entfernen von abgelagertem Ölschlamm
aus einem Schwimmdach-Petroleumtank beschreibt GB-A-2113079 ein
Verfahren, bei dem durch elastische Gelenke biegbare zylindrische
Waschvorrichtungen in geeigneten Tragsäulenlöchern in dem Schwimmdach angeordnet
sind, Waschflüssigkeit durch
die Waschvorrichtungen unter hohem Druck eingespritzt wird, um den
Schlamm zu zersetzen und zu verflüssigen, und der verflüssigte Schlamm
nach oben gepumpt und von dem Tank nach außen abgegeben wird. Im Betriebszustand
werden die Zylinder gedreht und die Waschvorrichtungen oder Düsen werden
relativ zu dem Zylinder zugleich nach oben und unten geschwenkt.
Auf diese Weise entsteht eine Spiralbahn, in der die Flüssigkeit
durch die Düsen
ionisiert wird. Der Flüssigkeitsdruck
der eingespritzten Flüssigkeit
verändert
sich in Abhängigkeit der
Winkelstellung zwischen Düse
und Zylinder.
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Das herkömmliche Verfahren zum Entfernen von
Schlamm, bei der menschliche Arbeitsaufwendung notwendig ist, ist
nicht nur sehr uneffizient und zeitaufwendig, sondern aufgrund der
hochexplosiven Atmosphäre,
die durch das entflammbare Gas im Innern des Tanks entsteht, auch
gefährlich.
Weiterhin stößt man beispielsweise
aufgrund der gesundheitsschädlichen
Auswirkungen durch Einatmen des entflammbaren Gases, das narkotisch
ist, auf viele Schwierigkeiten in den Bereichen der Personalsicherheit
und Hygiene.
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Bei dem Verfahren, bei dem biegbare
zylindrische Waschvorrichtungen in Tragsäulenlöchern im Schwimmdach eines
Schwimmdachtanks angeordnet werden, Waschflüssigkeit von den Waschvorrichtungen
unter hohem Druck eingespritzt wird, um den Schlamm zu zersetzen
und verflüssigen,
und der verflüssigte
Schlamm nach oben gepumpt und von dem Tank nach außen abgegeben
wird, muß die
Flüssigkeit
von den in dem Dach angeordneten Waschvorrichtungen eingespritzt
werden, um den Schlamm zu zersetzen. Somit ist eine komplexe Ausrüstung nötig. Da
die Haltesäulen
zur Installation der Waschvorrichtungen abgenommen werden müssen, wird
ferner die Stärke
des Dachhalts wesentlich verringert, was dazu führt, daß die Arbeiten auf einem instabilen Schwimmdach
verrichtet werden müssen.
Dies birgt auch Gefahren in sich.
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Um dieses Verfahren zum Reinigen
eines Öltanks
mit einem Durchmesser von 80 m oder mehr bei einer Höhe von 20
m oder mehr, der ein Speichervermögen von etwa hunderttausend
Tonnen Petroleum hat, ist es nötig,
etwa 30 Waschvorrichtungen auf dem Dach zu installieren, die allesamt
unter Druck stehende Flüs sigkeit
einspritzen müssen,
wenn ein schnelles und zuverlässiges
Verflüssigen
der Schlammablagerungen auf dem Tankboden erzielt werden soll. Somit
wird das Reinigungssystem sehr groß und kompliziert, und es ist
ferner ein beträchtlicher
Arbeitsaufwand nötig,
um das komplizierte Netzwerk aus Schläuchen, Rohren, Wechselventilen, Abzweigungen
und dergleichen anzubringen, über die
das unter hohem Druck stehende Öl
transportiert werden soll. Dadurch erhöht sich das Unfallrisiko während eines
Reinigungsvorgangs. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Waschvorrichtungen auf
dem Dach des Schwimmdachöltanks
aufgrund des geringen Durchmessers der Tragsäulenlöcher, durch welche sie ins
Tankinnere gelangen, nur einen geringen Durchmesser und geringe
Abmessungen haben können.
Dadurch wird es schwierig, die von den Waschvorrichtungen eingespritzte
Flüssigkeit angemessen
effizient einzusetzen, wodurch die Effizienz des Reinigungsvorgangs
begrenzt ist.
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Da das Einspritzen von unter hohem
Druck stehender Flüssigkeit
durch die Waschvorrichtungen nicht ohne Weiteres von außen reguliert
werden kann, kann ferner auch das Voranschreiten der Schlammentfernung
nicht präzise
bestimmt werden. Somit ist es nicht möglich, ein geeignetes Arbeitsprogramm
einzusetzen.
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Das Dokument US-A-5445173 beschreibt eine
Anordnung, bei der eine Düse
in horizontaler Richtung geschwenkt werden kann, wobei das Einspritzen
von Flüssigkeit
von außerhalb
des Tanks überwacht
und gesteuert wird
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Das Dokument US-A-1838634 beschreibt eine
Tankreinigungsdüse,
die in vertikaler Richtung schwenkbar ist.
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Aufgrund der Nachteile des Stands
der Technik wurde es als nötig
empfunden, eine Flüssigkeitsbehandlungsmethode
und eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, mit denen es möglich
ist, Flüssigkeit
unter hohem Druck mit Hilfe einer einfachen Ausstattung einzuspritzen
und dabei die Menge und Richtung der eingespritzten Flüssigkeit einfach
und exakt zu steuern, wobei die Verflüssigung und anderweitige Behandlung
des abgelagerten Schlamms mit hoher Zuverlässigkeit und Effizienz ermöglicht wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung
ist eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
mit einem Rahmen angegeben, der auf einen zu reinigenden Tank montierbar
ist, einem von dem Rahmen getragenen Gehäuse, einer von dem Gehäuse getragenen Strahldüse und einer
ersten und einer zweiten Kraftquelle zum Bewegen der Düse, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Gehäuse
in dem Rahmen schwenkbar montiert ist, so daß es in einer ersten Ebene
um die Achse einer drehbaren Welle schwingen kann, die quer über das
Gehäuseinnere
verläuft,
daß die
Düse an
einem Ende eines zylindrischen Rohrs gebildet ist, dessen anderes
Ende von dem Gehäuse
derart getragen ist, daß das
Rohr mit dem Gehäuse
um die Achse der drehbaren Welle schwingen kann, wobei das andere Ende
des zylindrischen Rohrs derart in dem Gehäuse montiert ist, daß das Rohr
auf eine Drehung der drehbaren Welle hin relativ zu dem Gehäuse in einer zweiten
Ebene um eine senkrecht zu der Wellenachse liegende Achse schwingen
kann, wobei die mit Arbeitsfluid gespeiste erste Kraftquelle so
wirkt, daß sie die
Schwenkbewegung des Gehäuses
bewirkt, und die mit Arbeitsfluid gespeiste zweite Kraftquelle so wirkt,
daß sie
die Welle dreht, um eine Schwenkbewegung der Düse in der zweiten Ebene zu
bewirken, und daß Mittel
vorgesehen sind, um ein Steuern des Antreibens der ersten und der
zweiten Kraftquelle von außerhalb
des Tanks zu ermöglichen.
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Gemäß einem anderen Aspekt ist
ein Verfahren zum Behandeln von in einem Tank enthaltener Flüssigkeit
angegeben, umfassend die Schritte des Installierens zumindest einer
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
nach dem einen Aspekt,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet
ist, daß die
Abgabe des Flüssigkeitsstrahls
von außerhalb
des Tanks überwacht
wird, die Düse
so gesteuert wird, daß sie
durch die Wirkung der ersten Kraftquelle zum Schwingen in einer
vertikalen Ebene und durch die Wirkung der zweiten Kraftquelle zum Schwingen
in einer horizontalen Ebene veranlaßt wird.
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Die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
kann am Boden der Tankseitenwand angebracht werden und, falls nötig, auch
im Dach des Tanks. Sie kann an einem in dem Tank ausgebildeten Öffnungsabschnitt befestigt
werden. Die unter hohem Druck durch die Düse der Vorrichtung zum Verflüssigen und
Entfernen von Schlammablagerungen am Boden des Tanks eingespritzte
Flüssigkeit
kann eine Flüssigkeit sein, die
in dem Tank verbleibt und rezirkuliert und dabei gegebenenfalls
erhitzt wird, oder eine Flüssigkeit,
die man erhält,
indem die Flüssigkeit
am Boden des Tanks wiederum in einen Rückgewinnungstank mit geringerem
Druck rückgeführt wird,
wobei die wiedergewonnene Flüssigkeit
zur Abgabe durch die Düse
unter hohem Druck wiederverwendet wird.
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Bei einer Betriebsart wird in dem
Tank verbliebene Flüssigkeit
durch die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit in Bewegung gehalten,
wodurch verhindert wird, daß sich
Schlamm am Boden des Tanks ablagert, und die Flüssigkeit wird direkt auf den
am Boden verbliebenen Schlamm gespritzt, um den Schlamm zu zersetzen,
zu verflüssigen
und zu entfernen. Der Winkelbereich und die Geschwindigkeit des
Schwenkens der Düse
durch Kraftquellen (die beispielsweise Luftdruckmotoren sein können) können durch
das Variieren der Zufuhr eines Arbeitsfluids (beispielsweise an
die Kraftquellen abgegebene Luft) gesteuert sein.
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Die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
kann ferner Mittel umfassen, die das Steuern des Winkelbereichs und
der Geschwindigkeit des Schwenkens der Düse durch die erste und zweite
Kraftquelle durch Variieren der Zufuhr des Arbeitsfluids von außerhalb
des Tanks ermöglichen.
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Gemäß dem Verfahren zum erfindungsgemäßen Behandeln
von in einem Tank gespeicherter Flüssigkeit, wird somit sich am
Boden des Tanks ablagernder Schlamm entfernt, und zwar nicht von Hand,
sondern durch eine oder mehrere Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen,
die am Boden der Tankseitenwand angeordnet sind. Auf diese Weise
muß kein kompliziertes
Rohrsystem installiert werden und da es nicht mehr nötig ist,
daß Arbeiter
die Flüssigkeitsbehandlung
von hochgelegenen Stellen, wie beispielsweise vom Dach des Tanks
aus durchführen,
ist das Risiko gefährlicher
Unfälle
stark reduziert. Des Weiteren wird viel weniger Zeit für das Aufstellen
und Entfernen der Ausrüstung
und der Rohrleitungen zum Behandeln der Flüssigkeit benötigt. Da
die Düse zugleich
in vertikaler und horizontaler Richtung schwingt und die Geschwindigkeit
und der Winkelbereich der Schwingbewegungen von separaten Kraftquellen
gesteuert werden können,
kann das Ein spritzen von Flüssigkeit über die
Düsenöffnung entsprechend
dem Zustand des abgesetzten Schlamms gesteuert werden, um ein effizientes
und schnelles Verflüssigen
und Entfernen des Schlamms zu erzielen.
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Da die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
an einem Öffnungsabschnitt
am Boden der Tankseitenwand angeordnet werden kann, ist es erfindungsgemäß nicht
nötig,
ein kompliziertes Rohrleitungssystem zu installieren und da es nicht
mehr nötig
ist, daß Arbeiter
die Flüssigkeitsbehandlung
von hochgelegenen Stellen, wie beispielsweise vom Dach des Tanks aus
durchführen,
ist das Risiko gefährlicher
Unfälle stark
reduziert. Außerdem
wird viel weniger Zeit für das
Aufstellen und Entfernen der Ausrüstung und der Rohrleitungen
zum Behandeln der Flüssigkeit
benötigt.
Da die Düse
zugleich in vertikaler und horizontaler Richtung schwingt und die
Geschwindigkeit und der Winkelbereich der Schwingbewegungen von
den separaten Kraftquellen gesteuert werden können, kann das Einspritzen
von Flüssigkeit über die
Düsenöffnung entsprechend
dem Zustand des abgesetzten Schlamms gesteuert werden, um ein effizientes
und schnelles Verflüssigen
und Entfernen des Schlamms zu erzielen.
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Ferner kann die unter hohem Druck
durch die Vorrichtung eingespritzte Flüssigkeit im Falle eines Öltanks,
der an seiner Seitenwand über
die erfindungsgemäße Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
verfügt, die
in dem Tank gespeicherte Flüssigkeit,
wie beispielsweise Petroleum, verflüssigen, um das Ausfällen von
Schlamm zu verhindern.
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Diese und weitere Aufgaben, kennzeichnende
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann im folgenden
anhand der Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
erläutert,
in denen:
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1 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen in einem Tank angeordneten
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
ist;
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2 eine
Draufsicht auf den Tank der 1 ist;
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3 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der in einem Tank
angeordneten Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
ist;
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4 eine
Horizontalschnittansicht von oben auf eine Ausführung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
ist;
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5 eine
Vertikalschnittansicht von der Seite der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
der 4 ist;
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6 eine
vergrößerte Ansicht
eines Sensormechanismus der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung der 4 ist;
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7 eine
Darstellung ist, anhand der die Positionsbeziehung zwischen einem
Positionssensor und einem Erfassungselement des in 6 dargestellten Sensormechanismus zu
sehen ist;
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8 eine
Perspektivansicht eines wesentlichen Abschnitts einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
ist.
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Die Waschvorrichtung 1 der
dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung ist in einer Abdeckung 34 montiert, die an
einem Öffnungsabschnitt 33,
der am Boden der Seitenwand 32 eines Tanks 31 ausgebildet
ist, befestigt und von diesem abgenommen werden kann.
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Der in 1 dargestellte
Tank speichert jede Art von Öl,
wie beispielsweise Petroleum, und weist im Innern Schlammablagerungen
auf. Der Boden der Seitenwand 32 verfügt über geeignet voneinander beabstandete Öffnungsabschnitte 33 mit
abnehmbaren Abdeckungen 34. Eine Heizvorrichtung 35 in Schlaufenform
oder mit gewundener Heizrohrleitung ist im Innern des Tanks 31 auf
einer Höhe
mit dem Boden der Seitenwand 32 angeordnet. Die Heizvorrichtung 35 erhitzt
und verflüssigt
die am Boden des Tanks 31 vorhandene Flüssigkeit ebenso wie den am Boden
des Tanks lagernden Schlamm.
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Die 1 und 2 zeigen schematisch ein
Beispiel der Rohranordnung für
den Tank 31. Bei diesem Beispiel sind mehrere Leitungen 37 zur
Rückgewinnung
verflüssigter
Flüssigkeit über Abflußventile 36 mit
dem Tank 31 verbunden. Rückgewinnungsleitungen 37 laufen
an einem mit einem Rückgewinnungstank
verbundenen Abgaberohr 38 zusammen, wobei der Rückgewinnungstank
in diesem Beispiel ein Ansaugtank 39 zum Halten eines verringerten
Druckzustands ist. Die Flüssigkeit
in dem Ansaugtank 39 wird durch eine Pumpe 40 weiter
zu einem Wärmetauscher 41,
wo sie erhitzt wird, und sodann durch ein Zufuhrrohr 42 zu
den Eingangsrohren der Waschvorrichtung 1 an den Öffnungsabschnitten 33 geleitet, um
unter hohem Druck durch die Öffnungen
der Düsen
der Waschvorrichtung abgegeben zu werden.
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3 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
mit einer anderen Rohrleitungsanordnung, die im Falle eines Tanks 31 mit
Schwimmdach vorgesehen sein kann. Wie dargestellt, ist das Abgaberohr 38 mit
einem Ansaugtank 39 verbunden, der wiederum mit einer Pumpe 40 verbunden
ist, welche die Flüssigkeit
in dem Ansaugtank 39 weiterpumpt. Ein Abgaberohr 43,
das sich von der Abgabeseite der Pumpe 40 ausgehend erstreckt, verzweigt
sich in eine Zweigleitung 44, die mit einem separaten Speichertank 45 verbunden
ist, und in eine weitere Zweigleitung 46, die mit einem
Zufuhrrohr 42 verbunden ist. Das Zufuhrrohr 42 ist
mit Waschvorrichtungen 1, die an Öffnungsabschnitten 33 am
Boden der Tankseitenwand angeordnet sind, und mit Waschvorrichtungen 1' an den Öffnungsabschnitten 33' eines Schwimmdachs 31' verbunden.
Ferner ist ein Auslaßrohr 47,
das von dem Speichertank 45 ausgeht, mit dem Zufuhrrohr 42 über eine
Pumpe 48 verbunden.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann
die Waschflüssigkeit,
die in dem Speichertank 45 gespeichert ist und den Waschvorrichtungen 1, 1' zugeführt wird, Öl sein,
das durch eine Wasser/Öl-Separation
in dem Ansaugtank 39 erzielt wird, oder Öl oder Flüssigkeit
aus einer anderen Quelle. Es ist ebenso möglich, den Speichertank 45 mit
einer Heizvorrichtung auszustatten, welcher die Temperatur der an
die Waschvorrichtungen 1, 1' abgegebenen Waschflüssigkeit
steuert. Ferner kann der Strom des Waschfluids zwischen den Zweigleitungen 44 und 46 umgeschaltet
werden, um die Waschvorrichtungen 1, 1' selektiv mit
Flüssigkeit
aus dem Ansaugtank 39 oder dem Speichertank 45 zu
versorgen.
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Bei all den vorgenannten Fällen kann
der auf dem Boden abgelagerte Schlamm durch die aus den Waschvorrichtungen 1, 1' abgegebene
Waschflüssigkeit
verflüssigt
und entfernt werden, wodurch das Reinigen des Tankinnern ermöglicht ist.
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Wenn das Waschen des Tanks 31 erfolgt, nachdem
der Großteil
des Öls
oder dergleichen entfernt wurde, wird der Schlamm aufgrund des direkten Aufspritzens
der Waschflüssigkeit
durch die Waschvorrichtungen 1, 1' auf einfache Weise verflüssigt. Wenn
allerdings das Aufspritzen von Waschflüssigkeit aus den Waschvorrichtungen 1, 1' mit in dem Tank 31 vorhandenem Öl oder dergleichen
durchgeführt
wird, wird der Schlamm durch die Turbulenzwirkung des Öls etc.
verflüssigt,
die von dem Rühreffekt der
eingespritzten Waschflüssigkeit
erzeugt wird. Folglich kann der verflüssigte Schlamm als Mischung mit
dem Tanköl
etc. entfernt werden.
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Die Waschvorrichtung 1 zum
Ausführen
des Verfahrens zum Reinigen des Tanks wird im folgenden im Hinblick
auf die 4 bis 8 erläutert.
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Ein Waschvorrichtungsrahmen ist an
die Abdeckung 34 montiert, die wiederum an dem Öffnungsabschnitt 33 des
Tanks 31 befestigt ist.
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Ein Gehäuse 4 ist in dem Waschvorrichtungsrahmen 2 angeordnet
und ein erstes zylindrisches Element 5 und ein zweites
zylindrisches Element 6 stehen von einander abgewandten
Seiten des Gehäuses 4 ab.
Die zylindrischen Elemente 5 und 6 sind drehbar
von Lagern 7 gehalten, die in den gegenüberliegenden Seitenwänden des
Waschvorrichtungsrahmens 2 vorgesehen sind. Somit kann
das Ge häuse 4 in
dem Waschvorrichtungsrahmen 2 in vertikaler Richtung um
die zylindrischen Elemente 5, 6 schwingen.
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Das Innere des Gehäuses 4 ist
von einem Trennrahmen 8 (engl.: partition frame) derart
geteilt, daß eine
Flüssigkeitspassage 9 entsteht,
die durchgehend vertikal, horizontal und nach hinten verläuft. Eine
erste Welle 3 ist drehbar in dem ersten zylindrischen Element 5 angeordnet
und verläuft
derart durch das Innere des Gehäuses 4,
daß ihr
distales Ende drehbar von einem Kreuzlagerabschnitt 10 (engl.:
crucifix bearing section) getragen ist, der in dem offenen Ende
des zweiten zylindrischen Elements 6 ausgebildet ist.
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Somit erstreckt sich die erste Welle 3 über den
zentralen Abschnitt des Waschvorrichtungsrahmens 2, verläuft durch
das erste zylindrische Element 5 des Gehäuses 4 und
ist an seinem distalen Ende von den Lagerbereichen 10 getragen,
die in dem zweiten zylindrischen Element 6 ausgebildet
sind, während
das erste zylindrische Element 5 und das zweite zylindrische
Element 6 drehbar von Lagern 7 des Waschvorrichtungsrahmens 2 gehalten
sind. Somit kann das Gehäuse 4 vertikal
um die Achse der ersten Welle 3 schwingen und ist dabei
von den Lagern 7 gehalten, die von den zylindrischen Elementen 5, 6 getragen
sind.
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Ein erstes Schneckengetriebe 12,
das mit einer ersten Schnecke 11 in Eingriff ist, ist an
einem erweiterten Bereich des ersten zylindrischen Elements 5 befestigt,
der von der Seitenwand des Waschvorrichtungsrahmens 2 hervorsteht.
Die erste Schnecke ist mit einer ersten Kraftquelle 29 (ein
Luftdruck-, Hydraulikmotor oder dergleichen) verbunden, deren Geschwindigkeit
frei regulierbar und deren Drehrichtung umkehrbar ist.
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Wenn die erste Schnecke 11 von
der ersten Kraftquelle 29 angetrieben ist, wird die Drehbewegung über das
erste Schneckengetriebe 12 mit beträchtlich verringerter Geschwindigkeit
auf das erste zylindrische Element 5 übertragen, so daß das erste zylindrische
Element 5 sich langsam dreht, während das Gehäuse 4 in
dem Waschvorrichtungsrahmen 2 vertikal um die Lager 7 schwenkt.
Wenn das Gehäuse 4 in
einen vorbestimmten Winkel geschwenkt ist, erfaßt beispielsweise ein auf der
Abdeckung 34 vorgesehener Positionssensor 13 ein
Erfassungselement 13',
das auf der Oberfläche
des ersten Schneckengetriebes 12 angeordnet ist, woraufhin
die erste Kraftquelle 29 ihre Richtung umkehrt, um das
Gehäuse 4 in
die andere Richtung zu schwenken. Auf diese Weise wird das Gehäuse 4 durch
die erste Kraftquelle 29 innerhalb eines von dem Positionssensor 13 und
dem Erfassungselement 13' festgelegten
Bereiches um die erste Welle 3 herum nach oben und unten
geschwenkt. Der Positionssensor 13, der elektrisch, optisch
oder mechanisch arbeiten kann, ist derart eingestellt, daß er das
Justieren des Arbeitsbereichs ermöglicht. Die Oberfläche des
Erfassungselements 13' ist
mit einem Winkelbereich 13'' bedruckt oder
beschriftet, und der Positionssensor 13 und das Erfassungselement 13' können den
Vertikalschwenkwinkel des Gehäuses 4 anzeigen.
Somit kann die vertikale Position, in die das Gehäuse 4 geschwungen
wird, bereits von außerhalb
des Tanks ausgemacht werden.
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Der innere mittlere Abschnitt der
ersten Welle 3, der von dem Trennrahmen 8 umschlossen
ist, hat eine zweite Schnecke 14, und ein Antriebsrad 15 zum
Drehen der ersten Welle 3 ist an dem Ende der ersten Welle 3 vorgesehen
und steht von dem ersten zylindrischen Element 5 ab. Das
Antriebsrad 15 ist in Eingriff mit einer dritten Schnecke 28,
die mit einer zweiten Kraftquelle 30 (ein Luftdruck-, Hydraulikmotor
oder dergleichen) verbunden, deren Geschwindigkeit und Drehrichtung
wie bei der ersten Kraftquelle frei regulierbar sind. Der Endabschnitt
der ersten Welle 3 hat eine zylindrische Aussparung 16 deren Innenfläche ein
Innengewinde aufweist. Ein Erfassungsstab 17, dessen eines
Ende auf der Außenfläche ein
Außengewinde
aufweist, das in das Innengewinde eingreifen kann, wird teilweise
in die zylindrische Aussparung 16 geschraubt und der verbleibende
Abschnitt, der aus der zylindrischen Aussparung 16 hervorsteht,
ist derart getragen, daß er
in Achsenrichtung verschiebbar ist, jedoch nicht drehen kann. Ein
Sensorenbetätigerelement 18 ist
auf dem hervorstehenden Abschnitt des Erfassungsstabs 17 vorgesehen
und Sensoreinheiten 18' sind
beispielsweise derart an der Abdeckung 34 befestigt, daß sie innerhalb
des Bewegungsbereichs des Sensorenbetätigerelements 18 positioniert
sind. Wenn eine der Sensoreinheiten 18' elektrisch, op tisch oder mechanisch von
dem Sensorenbetätigerelement 18 aktiviert
wird, kehrt sich die Drehrichtung der zweiten Kraftquelle 30 um.
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Der Erfassungsstab 17 verfügt ferner über einen
Indikator 19, und eine unbewegliche Winkelskala 19' ist innerhalb
des Bewegungsbereichs des Indikators 19 vorhanden.
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Wenn nun das Antriebsrad 15 von
der zweiten Kraftquelle 30 zum Drehen angetrieben wird,
werden die erste Welle 3 und die zweite Schnecke 14 gedreht,
wodurch der Erfassungsstab 17 sich in Achsenrichtung bewegt.
Wenn der hervorstehende Teile des Erfassungsstabs 17 der
zylindrischen Aussparung 16 einen vorbestimmten Punkt erreicht,
erkennt eine der Sensareinheiten 18' das Vorhandensein des Sensorenbetätigerelements 18 und
erzeugt ein Signal zum Umkehren der Drehbewegung der zweiten Kraftquelle 30.
Somit dreht das Antriebsrad 15 die erste Welle 3 und
die zweite Schnecke 14 in umgekehrter Richtung, wodurch
sich der Erfassungsstab 17 zurück in die zylindrische Aussparung 16 bewegt. Wenn
der Erfassungsstab 17 bis zu einem gewissen Abstand in
die zylindrische Aussparung 16 eingetreten ist, erkennt
die andere der Sensoreinheiten 18' das Vorhandensein des Sensorenbetätigerelements 18 und
erzeugt ein Signal zum Umkehren der Drehbewegung der zweiten Kraftquelle 30.
Infolgedessen wird die Drehbewegung der ersten Welle 3 und
zweiten Schnecke 14 wiederum umgekehrt.
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Indem nun die Entfernung zwischen
den Sensoreinheiten 18' und
deren Positionsbeziehung zum Erfassungsstab 17 geeignet
gewählt
werden, ist es daher möglich,
das Hin- und Herbewegen der ersten Welle 3 in einem Bereich
von ±90° zu bewirken.
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In einem Innenabschnitt des U-förmigen Innenbereichs
des Trennrahmens 8 ist eine zylindrische zweite Welle 20,
die senkrecht angeordnet ist und die an ihrem oberen und unteren
Ende mit der Flüssigkeitspassage 9 in
Verbindung steht, drehbar von Lagern 21 gehalten, die in
einem oberen und unteren Plattenabschnitt des Trennrahmens 8 vorgesehen
sind.
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Eine Strahldüse 22 mit einer konischen
Zylinderform, die mit dem Innern der zweiten Welle 20 in Verbindung
steht und sich von dieser ausgehend nach vorn erstreckt, ist auf
der Seite der zweiten Welle 20 vorgesehen. Die zweite Welle 20 hat
mittig an ihrem Außenumfang
ein zweites Schneckengetriebe 23, das mit der zweiten Schnecke 14 in
Eingriff ist.
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Das zweite zylindrische Element 6 ist
an seinem distalen Ende geschlossen und eine Reinigungsflüssigkeitseinlaßleitung 24 ist
mit seiner Seite drehbar und flüssigkeitsdicht
verbunden. Die Einlaßleitung 24 und
das zweite zylindrische Element 6 sind über Öffnungen 25 in der
Seitenwand des zweiten zylindrischen Elements 6 miteinander
in Verbindung.
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Von der Einlaßleitung 24 unter
hohem Druck zugeführte
Reinigungsflüssigkeit
tritt über
die Öffnungen 25 in
das zweite zylindrische Element 6 ein, passiert den Lagerbereich 10 am
Ende des zylindrischen Elements 6 und wird in die Flüssigkeitspassage 9 und die
zweite Welle 20 und von dort aus zur Strahldüse 22 geführt, wo
es unter hohem Druck über
den Düsenausgang 22' eingespritzt
wird.
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Wenn, wie bereits erklärt, die
Drehbewegung des Antriebsrads 15 durch die zweite Kraftquelle 30 an
die zweite Schnecke 14 übertragen
wird, wird diese Drehbewegung mit verringerter Geschwindigkeit weiter
an den zweiten Schnekkenantrieb 23 übertragen. Somit wird die Strahldüse 22 horizontal
um die zweite Welle 20 in eine Richtung geschwenkt, bis
die begleitende Bewegung des oben beschriebenen Erfassungsstabs 17 zum
Erfassen des Sensorenbetätigerelements 18 durch
eine der Sensoreinheiten 18' führt. Zu
diesem Zeitpunkt wird die Drehrichtung der zweiten Kraftquelle 30 und
dementsprechend die der Strahldüse 22 umgekehrt.
Somit schwenkt die Strahldüse 22 innerhalb
eines bestimmten Bereichs vor und zurück. Das Schwenken der Strahldüse 22 in entgegengesetzte
Richtungen kann von außerhalb des
Tanks überwacht
werden, indem die Position des Indikators 19 relativ zu
der Winkelskala 19' beobachtet
wird.
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Des Weiteren kann die Vertikal- und
Horizontalschwenkbewegung der Strahldüse 22 von außerhalb
gesteuert werden, indem die erste Kraftquelle 29 und die
zweite Kraftquelle 30 gesteuert werden, da die Geschwindigkeit,
mit der die Strahldüse 22 von der
ersten Kraftquelle 29 und der zweiten Kraftquelle 30 geschwenkt
wird, durch Steuerung der Zufuhr des Arbeitsfluids (Öl oder Luft)
aus einer Fluidquelle 49 durch die Verwendung eines Steuerventils
oder dergleichen in der Zufuhrleitung für das Arbeitsfluid variiert
werden kann. Die Strahldüse 22 kann
daher derart gesteuert werden, daß sie komplizierte Schwingmuster
ausführt.
Für die
erste Kraftquelle 29 und die zweite Kraftquelle 30 werden
Motoren und Pumpen eingesetzt, die durch Luft oder Öl anstelle
von Elektrizität
angetrieben sind, da die Atmosphäre
an der Installationsstelle hochexplosives Verbrennungsgas umfaßt, das
durch elektrische Ausrüstungsgegenstände oder
statische Elektrizität
entzündet
werden kann.
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Nachdem die erfindungsgemäße soeben
beschriebene Waschvorrichtung 1 an der Abdeckung 34 befestigt
wurde und die Abdeckung mit dem Öffnungsabschnitt 33 verbunden
wurde, wird unter hohem Druck stehende Reinigungsflüssigkeit
der Einlaßleitung 24 zugeführt, die
erste Kraftquelle 29 wird angetrieben, um das Gehäuse 4 durch
das Wirken des ersten Schneckenantriebs 12 und des ersten
zylindrischen Elements 5 abwechselnd in entgegengesetzte
Richtungen um die erste Welle 3 zu drehen, wodurch die
Strahldüse 22 durch
das Drehen des Gehäuses 4 hoch
und runter geschwenkt wird, wobei die zweite Kraftquelle 30 angetrieben
wird, um die erste Welle 3 durch das Antriebsrad 15 abwechselnd in
entgegengesetzte Richtungen zu drehen, wodurch die Strahldüse 22 durch
das Wirken der zweiten Schnecke 14 und den zweiten Schneckenantrieb 23 horizontal
vor und zurück
geschwenkt wird. Infolgedessen schwenkt die Düsenöffnung 22' vertikal und horizontal
innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs und mit der vorgeschriebenen
Geschwindigkeit vor und zurück,
wodurch das Einspritzen der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit
in komplizierten Mustern ermöglicht
ist.
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Wenn nun die Zufuhrleitung 42 mit
den Einlaßleitungen 24 der
Waschvorrichtungen 1, wie in 1 und 3 dargestellt, verbunden
wird, und unter hohem Druck stehende Reinigungsflüssigkeit
aus den Düsenöffnungen 22' der Strahldüse 22 abgegeben
wird, ist es möglich,
den Tank 31 durch Verflüssigung
und Entfernen des Schlamms zu reinigen.
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Falls gewünscht, kann der maximale Abstand
mit dem der Erfassungsstab 17 absteht, verringert werden,
indem ein tiefer Aussparungsbereich 26 an der Spitze des
Erfassungsstabs 17 gebildet und ein Stopperstab 27 an
der Abdeckung 34 vorgesehen wird, dessen distales Ende
derart positioniert ist, daß es
den tiefen Aussparungsbereich 26 berührt, wenn der Erfassungsstab 17 vorgeschrieben
weit hervorsteht.
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Während
die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung des
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels
an einer Abdeckung montiert ist, die an einem an dem Boden einer
Tankseitenwand ausgebildeten Öffnungsabschnitt
angebracht und davon entfernt werden kann, ist es alternativ möglich, die
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
an einer Abdeckung zu montieren, die an einem in dem Dach des Tanks
ausgebildeten Öffnungsabschnitt
angebracht und davon entfernt werden kann.
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Wie bereits oben beschrieben, ist
das erfindungsgemäße Verfahren
zum Behandeln einer Flüssigkeit
in einem Tank dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte des Montierens
zumindest einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
umfaßt,
die eine Düse
hat, die in einer vertikalen und einer horizontalen Richtung in
einem Tank geschwenkt werden kann, wobei die Vorrichtung getrennte
Kraftquellen zum Schwenken der Düse
in vertikaler und horizontaler Richtung aufweist, sowie den Schritt
des Einspritzens von Flüssigkeit
durch die Düse
von außerhalb
des Tanks, und des gleichzeitigen Steuerns des Antriebs durch die
Kraftquellen von außerhalb
des Tanks, um die in dem Tank gespeicherte Flüssigkeit effizient zu behandeln.
Die mit einem hohen Druck über
die Düse der
Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
zum Verflüssigen und
Entfernen von Schlammablagerungen am Boden des Tanks eingespritzte
Flüssigkeit
kann Flüssigkeit sein,
die in dem Tank bleibt und rezirkuliert wird, wobei sie gegebenenfalls
erhitzt wird, oder eine Flüssigkeit,
die man durch das Rückgewinnen
der Flüssigkeit
am Tankboden durch Leiten in einen Wiedergewinnungstank mit verringertem
Druck gewinnt, wobei diese rückgewonnene
Flüssigkeit
verwendet wird, um durch die Düse
mit hohem Druck abgegeben zu werden.
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Somit wird die Strahldüse der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
erfindungsgemäß sowohl
vertikal als auch horizontal durch separate für die unterschiedlichen Richtungen
zuständige
Kraftquellen geschwenkt, um zu ermöglichen, die Geschwindigkeit und
den Winkelbereich des Schwenkens von außerhalb des Tanks zu steuern.
Somit kann die Abgabe von Flüssigkeit
durch die Öffnung
der Strahldüse frei gesteuert
werden, wodurch ein effizientes, schnelles und zuverlässiges Behandeln
der in dem Tank gespeicherten Flüssigkeit
ermöglicht
wird. Da die Vorrichtung in einer Abdeckung an der Tankseitenwand montiert
sein kann, kann die Vorrichtung einfach an dem Tank angebracht werden,
indem lediglich die Abdekkung ersetzt wird, und da hierzu kein komplexes
Rohrleitungs-und Verkabelungssystem nötig ist, ist die Installation
und das Entfernen der Vorrichtung sowie die Bereitstellung der Rohrleitungen äußerst einfach.
Die Einstellungen zur Vorbereitung der Behandlung können somit
in kurzer Zeit durchgeführt werden.
Da die Strahldüse
am Boden des Tanks, also in der Nähe des Schlamms montiert ist,
hat die durch die Düsenöffnung abgegebene
Flüssigkeit
eine ausreichende Zersetzungskraft, sogar für den Fall, daß sie unter
einem geringeren Druck als im Stand der Technik eingespritzt wird.
Daher ist keine komplizierte und teure Ausrüstung zum Einspritzen von unter hohem
Druck stehender Flüssigkeit
nötig und
es müssen
keine mit der Montage einer derartigen Ausrüstung verbundene gefährliche
Arbeiten verrichtet werden.
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Der praktische Nutzen der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
wird zudem dadurch vergrößert, daß sie sowohl
zum Reinigen eines Tanks, an dessen Boden sich Restöl oder dergleichen
befindet, als auch eines Tanks, der vollkommen frei von Öl ist, eingesetzt
werden kann.