EP0247532A2 - Reinigungsvorrichtung für Behälter und dergleichen - Google Patents

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EP0247532A2
EP0247532A2 EP87107444A EP87107444A EP0247532A2 EP 0247532 A2 EP0247532 A2 EP 0247532A2 EP 87107444 A EP87107444 A EP 87107444A EP 87107444 A EP87107444 A EP 87107444A EP 0247532 A2 EP0247532 A2 EP 0247532A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
spray head
cleaning device
bearing housing
spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87107444A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0247532A3 (de
Inventor
Helmut Becker
Desider Boda
Alois Feiner
Roland Ponterlitschek
Erich Appt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
APPT E
Original Assignee
APPT E
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by APPT E filed Critical APPT E
Publication of EP0247532A2 publication Critical patent/EP0247532A2/de
Publication of EP0247532A3 publication Critical patent/EP0247532A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/008—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements comprising a wobbling or nutating element, i.e. rotating about an axis describing a cone during spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/04—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
    • B05B3/0409—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements
    • B05B3/0418—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine
    • B05B3/0422—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine with rotating outlet elements
    • B05B3/0445—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine with rotating outlet elements the movement of the outlet elements being a combination of two movements, one being rotational
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/04—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
    • B05B3/0495—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet the liquid or other fluent material discharged powering several motors, e.g. several turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
    • B08B9/0936—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays using rotating jets

Definitions

  • the topping can consist of residues of the liquid or its ingredients that have adhered to it due to adhesion or due to its own stickiness or that have deposited there as a result of a drying process.
  • substances from the liquid that either float to the surface of the liquid or sink in the liquid and then settle on the container walls. Even if the type of liquid is not changed, it is often necessary or desirable for the container to be cleaned of the remains of the last filling before refilling.
  • cleaning devices are used with which a working medium, which usually consists of water with or without cleaning additives, is sprayed under high pressure from spray nozzles onto the container walls, where the spray jets usually blow off the coating from the container walls due to their kinetic energy and / or rinse off.
  • a working medium which usually consists of water with or without cleaning additives
  • a known cleaning device for containers and the like has a sleeve which serves as a holder.
  • a shaft is supported in the sleeve and protrudes from the sleeve at the lower end.
  • a bearing journal oriented transversely to the shaft axis, on which a spray head is rotatably mounted.
  • This has a spray nozzle at each of two diametrically located circumferential points, the outlet direction of which is aligned radially with respect to the bearing journal.
  • a bevel gear is arranged at the lower end of the sleeve.
  • the spray head faces the shaft facing side also on a bevel gear that comes with the bevel gear on the sleeve.
  • the two bevel gears have different numbers of teeth.
  • the shaft of the spray head At the upper end of the sleeve there is an electric motor, the shaft of which is coupled to the shaft of the cleaning device. If this shaft is driven by the electric motor and the pivot pin is thereby pivoted around the shaft axis, the bevel gear of the spray head rolls on the bevel gear teeth of the sleeve. As a result, the spray head is rotated on the bearing journal when it is pivoted around the shaft axis.
  • This cleaning device requires a separate drive at the upper end of the sleeve.
  • the sleeve must therefore be made slightly longer than the desired immersion depth of the cleaning device.
  • the entire device is therefore at least by the height of the drive motor and a holding device higher than the minimum immersion depth of the cleaning device. If the room height is limited at the place of use, ie above the cleaning opening of the container, such a cleaning device cannot be used. Conversely, in the case of very flat containers, the cleaning device protrudes very far beyond the top of the container, where it must be held free-standing by the operator.
  • the drive mode for the shaft is generally designed as an electric motor. This must then be splash-proof to reduce the risk of accidents. This increases the price of the cleaning device considerably.
  • This cleaning device has a rigid transmission ratio between the rotational movement of the spray head and the pivoting movement of its bearing journal.
  • the alignment lines of the spray jets of the spray head therefore describe the cleaning device on the inner surface of an imaginary hollow sphere, in the center of which is arranged, a very specific spatial line pattern, the lines of which are evenly adjacent to each other at a certain distance.
  • this theoretical spray pattern which is based on a hollow sphere with a certain clear width, deviates even more from the requirements that are imposed on both the individual containers due to their geometric internal or hollow shape and their dimensions, and the covering due to their nature and adhesive properties to the cleaning device. In individual cases, this results in a disproportionately long period of use of the cleaning device with a correspondingly large consumption of work equipment and energy until the container walls are completely cleaned. If the working fluid is to be reused in order to reduce at least this proportion of consumption, this generally requires a not inconsiderable amount of cleaning work for the working fluid, because it must be prevented that residues of the detached coating get into the cleaning device and clog it, especially its spray nozzles.
  • the spray head is designed in the manner of a Seger wheel, in which the exit direction of the spray jets is oriented tangentially to the axis of rotation of the spray head, so that the spray jets exert a torque on the spray head.
  • the bearing pin for the spray head is arranged on a bearing housing, which in turn is rotatably mounted on a holder.
  • the bearing journal is aligned on the bearing housing radially to its axis of rotation, which thus simultaneously forms a pivot axis for the pivoting movement of the bearing journal and the spray head mounted thereon.
  • an angular drive one gear of which is coupled to the spray head and the other gear of which is coupled to the holder, so that when the spray head rotates as a result of a rolling movement of its toothing on the toothing of the holder, a torque is exerted on the bearing housing, that swings the bearing journal around with the spray head.
  • the flywheel serving as the drive would run at very high speeds when running freely, the spray jets resulting in the very high angular velocity then resulting in only a slight cleaning effect. For this reason, a brake device is installed in this cleaning device, through which the speed of the spray head and thus also the speed of the bearing housing is reduced. This inevitably destroys part of the flow energy of the working fluid.
  • the invention specified in claim 1 has for its object to provide a cleaning device for containers and the like, which enables a thorough cleaning of the container in an economical manner and which can also be easily adjusted to the requirements of different containers.
  • the spray nozzles lead to a certain extent wobble whose orientation in space is constantly changing. Because the drive of the spray head and the drive of the bearing housing are not mechanically coupled to one another, they can easily be adjusted separately to the requirements of different containers, for example by a lower pivoting speed of the bearing housing in relation to the speed of the spray head for containers with a larger clear width is set and this speed ratio is selected differently with a smaller clear width.
  • all spatial coordinates can be achieved by the spray jets without additional adjustment movements on the holder of the cleaning device being required.
  • An embodiment of the cleaning device according to claim 3 results in a bearing housing in which the connecting surfaces appear at both ends as flat circular surfaces or straight circular cylindrical surfaces, which is very favorable both for mechanical processing and for assembly.
  • a bearing housing that can be produced from a single cylindrical body, in which at least at one end flat circular surfaces or straight circular cylindrical surfaces appear, although flat surfaces are also possible at the other end, the outline of which, however, does Is ellipse. Since the mechanical processing and the assembly of the parts to be attached to them mostly anyway, if not exclusively, on the end face, the ellipse shape does not interfere.
  • An embodiment of the cleaning device according to claim 5 results in a drive with a very good hydraulic efficiency, so that especially when using the working medium as a driving means, the pressure loss in the working medium is very low and the greater part of the energy of the working medium for the cleaning effect of the Spray blasting is available. This increases the overall efficiency both with regard to the operating time of the cleaning device and with regard to the consumption of energy and work equipment.
  • the torque of the turbine is increased, so that a lower pressure drop in the working medium is required to overcome the resistances, in particular due to the friction on the bearing surfaces and the sealing surfaces.
  • the risk of pressure surges and vibrations in the working fluid is reduced.
  • the turbine is not equipped with a streamlined turbine blading in the narrower sense of the word, but rather is designed in the manner of a free-jet turbine, the blades of which do not reach the ideal shape.
  • the two turbines are hydraulically connected in series. This achieves a certain, if not rigid, coupling of the speeds, which, however, can still be changed by different design of the two turbines and the speed behavior caused thereby.
  • the two turbines are hydraulically connected in parallel. As a result, they can be operated largely independently of one another depending on the type of division of the working medium into the two partial streams and depending on the operating behavior of the division point and accordingly can also be set individually.
  • the additional spray nozzle can be used as a control nozzle. It can either be set in the same direction as the turbine, increasing the driving effect of the turbine, or it can be set in the opposite direction to the turbine can be set, whereby it reduces the drive effect of the turbine. In the latter case, the angular velocity of the pivoting movement of the bearing housing can be reduced to very low values, in extreme cases even to zero. In the former case, it is increased above the normal value. In addition, all intermediate values are of course possible.
  • At least one or more of the spray nozzles can be set so that these spray nozzles spray twice exactly axially parallel and perpendicularly to one revolution during one revolution and thus cover the entire inside of a hollow sphere in the center of which the cleaning device is thought to be arranged.
  • the spray nozzles can also be set so that the surface area of the cleaning opening of the container is not covered by the spray jets. Then there is no need for a separate cover for the cleaning opening, which noticeably facilitates the handling of the cleaning device when it is inserted into the container and when the cleaning device is in operation, without the working medium hitting the surroundings of the container.
  • a plurality of spray nozzles can be accommodated and adjusted to different desired or required directions.
  • the turbine of the spray head can be saved if, in individual cases, the good drive efficiency of the turbine compared to that of the spray nozzle drive is not important and the resulting reduction in the cost of the cleaning device is more important.
  • the turbine for the bearing housing is replaced by a spray nozzle drive, such as, for example, by the control nozzle according to claim 10 given is.
  • Such a mode of operation can also be considered as an alternative if one of the turbines fails and it cannot be replaced immediately, but the operation of the cleaning device cannot be interrupted until the replacement turbine has been procured.
  • the cleaning device 10 has a holder 11, a bearing housing 12 and a spray head 13.
  • the bearing housing 12 is pivotally mounted at one end by means of an axially and radially acting pivot bearing 14 on the holder 11.
  • the spray head 13 is rotatably supported by means of a pivot bearing 15 which also acts axially and radially.
  • the pivot axis 16 of the pivot bearing 14 and the axis of rotation 17 of the pivot bearing 15 intersect at an angle a of at least approximately 135 °.
  • the holder 11 has a short rod part 21 with a circular cross section.
  • the rod part 21 is offset at its free end and provided with an external thread 22.
  • a coupling sleeve 23 is screwed onto it. On its free end face, this has an internal thread as the receiving thread 24.
  • the cleaning device 10 can thus be screwed onto the end of an extension or holding rod 25, which is only indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 and with which it can be securely held and guided even in deeper containers.
  • the coupling sleeve 23 with the receiving thread 24 offers the possibility of screwing the holding rod 25 only after the cleaning device 10 has been introduced into the cleaning opening of a container, so that the cleaning device 10 even in very confined spaces, in particular in a very small room height above the cleaning opening of the Container with which the support rod can be combined and, conversely, can also be separated from it again if the cleaning device 10 is to be removed from the container after the cleaning process has ended.
  • the rod part 21 has an inlet line 26 which starts as a centrally arranged blind hole from the free end of the rod part.
  • the coupling sleeve 23 has a through opening 27 aligned therewith.
  • the rod part 21 has two diametrically extending and perpendicular cross holes 28 which serve to pass on the working medium flowing through the inlet line 26.
  • the pivot bearing 14 is formed by a plurality of bearing parts which are partly connected to the holder 11 and partly to the bearing housing 12.
  • the end section of the rod part 21 facing away from the coupling sleeve serves as a bearing journal 31.
  • a circular cylindrical bearing disk 32 is fastened to the bearing journal 31, and preferably shrunk onto the bearing journal 31.
  • the peripheral surfaces 33 of the bearing journal 31 on both sides of the bearing disk 32 and its two flat end faces 34 form the radially or axially acting bearing surfaces of the pivot bearing 14 connected to the holder 11.
  • a spacer ring 37 is arranged between these two outer bearing washers 35 and 36.
  • the two bearing disks 35 and 36 and the spacer ring 37 are firmly screwed to one another and to the bearing housing 12 by means of a number of fastening screws 38, of which only four are shown in FIG. 2, with eight actually being present.
  • the inner circumferential surface 41 of the bearing disc 35 and the inner circumferential surface 42 of the bearing disc 36 form the radially acting bearing surfaces of the pivot bearing 14 which are connected to the bearing housing 12.
  • the end face 43 of the bearing disc 35 facing the inner bearing disc 32 and the corresponding end surface 44 of the bearing disc 36 form that axially acting bearing surfaces of the pivot bearing 14, which are connected to the bearing housing 12.
  • the inner circumferential surface 38 and 39 of the bearing washers 35 and 36 are matched to the circumferential surfaces 33 of the journal 31, while adhering to very tight tolerances that, in addition to their function as bearing surfaces, they can also perform the function of gap seals, which are achieved by the Prevent inlet line 26 and the transverse bores 28, which are passed through and are under high pressure, from escaping from the bearing points in large quantities along the journal 31 to the outside. This is supported by a correspondingly narrow tolerance of the Distance between the inner bearing plate 32 and the two outer bearing plates 35 and 36, which is done by coordinating the thickness of the spacer ring 37. It should be pointed out that, for the sake of clarity, these distances between the bearing surfaces have been shown larger in FIG. 1 than they actually are.
  • the leakage quantity emerging upwards in the direction of the rod part 21 mixes with the working fluid sprayed through the spray head 13.
  • the leakage quantity emerging downward first reaches a blind hole 45 in the bearing line 12 in the alignment of the bearing journal 31 and from there via a drain hole 46 to the outside. This prevents the build-up of excess pressure below the journal 1.
  • the interconnected outer bearing parts of the pivot bearing 14, namely the two bearing disks 35 and 36 and the spacer ring 37, are jointly surrounded on their outer circumferential surface by a cover sleeve 47 which seals these three bearing parts to the outside against the escape of the working medium.
  • the bearing plate 32 and the spacer ring 37 form not only parts of the pivot bearing 14, but also parts of the drive 18 for the bearing housing 12.
  • This drive 18 is designed as a turbine drive.
  • the bearing disk 32 is designed in its interior as a guide device or guide wheel 48 and the spacer ring 37 in its interior as an impeller 49 of the turbine 18 (FIG. 2).
  • the working fluid is supplied through the feed line 26 and exits through the transverse bores 28 into an annular space 51. From there, the working medium enters a number of guide channels 52 oriented tangentially to the annular space 51 and leaves them on the outside of the guide wheel 48 with a tangential component.
  • the impeller 49 there are an equal number of guide blades 52 to the number of guide channels 52, onto which the exiting from the guide channels 52 Work equipment strikes with a tangential component.
  • the working fluid flows out of the rotor blades 53 through guide channels 54 and then passes into axial drain channels 55, through which it is conducted to the bearing housing 12.
  • the guide channels 52 are formed by bores in the stator 48.
  • the guide channels 54 are formed by bores in the impeller 49, the outermost surface line of which is aligned at least approximately tangentially to the inner circumferential surface of the impeller 49.
  • the cylindrical bores running in a cross-sectional plane perpendicular to the swivel axis 16 are cut obliquely in an arc shape by the inner circumferential surface of the impeller 49 aligned coaxially to the swivel axis 16.
  • the remaining wall surface of the bores each forms a rotor blade 53 of the impeller 49.
  • the bearing housing 12 is formed by two at least approximately circular cylindrical bodies 56 and 57, which are called cylinder bodies 56 and 57 in the following for short. They adjoin one another in FIG. 1 for the sake of clarity, not shown, which is inclined relative to the cylinder axis of each of the two individual cylinder bodies 56 and 57 by half the angle by which the cylinder axes are inclined relative to one another, which is also the inclination angle or Intersection angle of the pivot axis 16 and the axis of rotation 17 corresponds.
  • the cylinder bodies 56 and 57 are either butt welded to one another or screwed to one another. In the latter case, the fastening screws 38, which connect the outer parts of the pivot bearing 14 to one another and to the bearing housing 12, can also be used for the connection of the two cylinder bodies 56 and 57.
  • the pivot bearing 14 is fastened to the free end face of the cylinder body 56.
  • the pivot bearing 13 is fastened to the free end face of the cylinder body 57.
  • connecting lines or connecting channels 58 and 59 are attached, which on the one hand connect to the drain channels 55 of the drive 18 and on the other hand to corresponding channels of the rotary bearing 15.
  • a spray nozzle 61 is arranged on the outside of the upper cylinder body 56, preferably in the plane in which the pivot axis 16 and the axis of rotation 17 lie. It has a muzzle tube 62, which is seated in a radially aligned through hole in the wall of a circular cylindrical support ring or adjusting ring 63.
  • the setting ring 63 can be removed from the cylinder body 58 by means of a hollow screw 64, but is connected in a liquid-tight manner.
  • the hollow screw 64 is screwed into a threaded hole 65 of the cylinder body 56, which is connected to one of the connecting channels 58.
  • the hollow screw 54 has at least one diametrically extending transverse bore for the outlet of the working medium in the cross-sectional plane of the orifice tube 62. In the same cross-sectional plane, there is a circumferential groove 67 on the inside of the adjusting ring 63, through which the working medium emerging from the mouths of the transverse bores 66 is guided to the mouth tube 62.
  • the axial through hole of the hollow screw 64 extends to the end of the screw head.
  • the hollow screw 64 is provided with an internal thread in which a threaded pin 68 is screwed. It is provided at its front end with a conical tip 69, by means of which the axial through hole of the hollow screw 64 can be closed or opened to a greater or lesser extent at the transition point to the transverse bores 66.
  • an eye 70 for this Cylinder body 56 protrudes outwards, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • This eye 70 can either be integrally formed on the cylinder body 56 or welded to it.
  • the spray nozzle 61 can be set in any direction in a tangential plane to the pivot axis 16. Insofar as its spray direction has a peripheral component, the spray nozzle 61 acts as a control nozzle for the bearing housing 12. If this peripheral component of the spray nozzle or control nozzle 61 is oriented in the same direction as the direction of rotation of the drive turbine 18, it supports the pivoting movement of the bearing housing 12 generated by the drive turbine 18 Circumferential component of the control nozzle 61 is oriented in the opposite direction to the direction of rotation of the drive turbine 18, it counteracts this rotary movement.
  • control nozzle 61 Since the control nozzle 61 is at a certain distance from the pivot axis 16, which is greater than the center distance of the rotor blades 53, a counter torque can be generated with the control nozzle 61 depending on the strength of its spray jet, which reaches up to the torque of the drive turbine 18. As a result, the angular velocity of the bearing housing 12 can be set to a very low value down to zero if necessary.
  • the pivot bearing 15 is constructed similarly to the pivot bearing 14.
  • a bearing pin 71 which is connected to the spray head 13, has a circular cylindrical bearing disk 72.
  • the bearing disk 72 and the bearing pin 71 are made in one piece here.
  • the circumferential surfaces of the bearing pin 71 on both sides of the bearing disk 72 form the radially acting bearing surfaces and the two flat annular end faces of the bearing disk 72 form the axially acting bearing surfaces of the rotary bearing 15, which are connected to the spray head 13.
  • the two outer bearing disks 73 and 74 and the spacer ring 75 lying between them are connected to the bearing housing 12.
  • the inner ones Circumferential surfaces of the two bearing disks 73 and 74 represent the radially acting bearing surfaces and the end face of the two outer bearing disks 73 and 74 facing the inner bearing disk 72 respectively represent the axially acting bearing surfaces of the rotary bearing 15, which are connected to the bearing housing 12.
  • the rotary bearing 15 also serve here as parts of the drive 19 for the spray head 13.
  • This drive 19 is also designed as a turbine. Since here the working medium for driving the turbine 19 is fed through the external connecting channels 59 in the cylinder body 57 of the turbine 19, the spacer ring 75 form the stator and the bearing disk 72 form the impeller of the turbine 19. The impeller 77 is therefore acted upon on the outside.
  • connection channels 59 in the bearing housing 12 each connect an inflow channel 81, which extends in the axial direction, i.e. parallel to the axis of rotation 17 until it extends into the stator 78.
  • Another short inflow channel 81 which is located in the stator 78 in a cross-sectional plane, the surface normal of which is aligned parallel to the axis of rotation 17.
  • These inflow channels 82 are oriented at least approximately tangentially to the inner peripheral surface of the stator 78 (FIG. 3).
  • Each of the inlet channels 82 is followed by a guide channel 83 which is substantially narrower than the preceding inlet channel 82. As a result, this guide duct 83 acts like the nozzle of a free jet turbine.
  • the blades 85 are machined as recesses on the peripheral surface of the impeller 72.
  • a discharge channel 85 which is aligned radially to the axis of rotation 17.
  • the axial dimension is larger than the circumferential dimension by one to achieve the largest possible passage cross-section.
  • the drainage channels 85 open into a collecting channel 86 in the middle of the impeller 79. This collecting channel 86 continues in the axial direction in the journal 71 as a feed line 87 for the working fluid to the spray head 13.
  • the bearing pin 71 has at least one diametrically extending transverse bore 88 through which the working medium can pass from the feed line 87 into the spray head.
  • the feed line 87 in the bearing pin 71 is designed as a blind hole which ends beyond the transverse bore 88. At the opposite end of the journal 71, this blind hole on the other side of the collecting channel 86 is closed to the outside by means of a sealing plug 89. In the direction of escape of the journal 71, there is a blind hole 45 in the bearing housing 12 also on the end face facing the pivot bearing 15 with an outflow channel 46 through which the leakage quantity of the working fluid emerging from the pivot bearing 15 can flow away.
  • the number of guide channels 52 in the guide wheel 49 and the number of blades 53 in the impeller 49 are the same.
  • the number of rotor blades 84 is greater than the number of guide channels 83.
  • the impeller 79 has nine rotor blades 84 and the guide wheel 78 has eight guide channels 83.
  • this ratio can also be chosen differently.
  • the spray head 13 is roughly pot-shaped. It has a disk part 91 and an edge part or bead 92.
  • the disk part 91 is provided in the middle with a circular cylindrical through hole through which the end section 93 of the bearing pin 71 extends.
  • the end section 93 is opposite to that Bearing journal 71 set off so that the disk part 71 has a specific seat on the journal 71 in the axial direction.
  • the first part of the end section 93 is designed with a smooth peripheral surface.
  • the end section 93 is threaded toward the free end.
  • a washer 94 is slid onto it and a fastening nut 95 is firmly screwed on.
  • sealing means are used between the journal 71 and the disk part 91, which are not shown in detail in FIG. 1.
  • a circumferential groove 96 is present in the disk part 91, into which the working medium passes after exiting the transverse bore 88. From the circumferential groove 96, the working medium passes into a distributor line 97, which is formed in the spray head 13 shown in FIG. 1 as a diametrically continuous bore in the disk part 91, which is closed at both ends by a sealing plug 98.
  • a branch line 99 which leads to a spray nozzle 101 or 102, connects to the distributor line 97 in the bead 92.
  • the spray nozzle 101 is designed in the same way as the spray nozzle 61. Like this, it has a muzzle tube 62 on an adjusting ring 63, which is provided on the inside in the cross-sectional plane of the muzzle tube with a circumferential groove.
  • the spray nozzle 101 is fixed by means of a hollow screw 103 on a flat seat surface 104 on the edge bead 92 and, above all, liquid-tight.
  • the hollow screw 103 has an axial blind hole 105 which is connected to the stub 99. In the cross-sectional plane of the orifice tube 62, the hollow screw 103 in turn has a diametrically extending transverse bore 106.
  • the spray nozzle 102 is designed as a double nozzle. With it, two adjusting rings 63 sit axially one above the other, the mouth tubes 62 of which are set to different spray directions. The two adjusting rings 63 are clamped to the bead 92 by means of a hollow screw 107, which has a correspondingly greater length. Its blind hole 108 is connected to the stub 99. The hollow screw 108 has a diametrically extending transverse bore 109 in the cross-sectional plane of each of the two orifice tubes 62.
  • the longitudinal axis of the two spray nozzles 101 and 102 are both located in a common axial section plane. They are inclined by at least approximately 45 ° with respect to the axis of rotation 17. In the normal case, their spray tubes are also aligned in the common axial section plane, so that they are aligned twice perpendicular to the pivot axis 16 and in between twice parallel to the pivot axis 16 of the bearing housing 12 when the spray head 13 rotates. In between, they take appropriate intermediate positions. If necessary, the spray nozzles 101 and 102 can also be set to a different spraying direction, for example in order to avoid that the spray jets emerging from them can escape to the outside through a cleaning opening of the container to be cleaned which is around the axis of rotation 16.
  • the two drive turbines 18 and 19 are hydraulically connected in series. However, these two drives are not mechanically coupled to one another. Because of their different structure and their different mode of operation, namely once with the internal impeller on the outside and once with the external impeller on the outside, and also because of the different embodiment of the Guide channels and the blades have the two drive turbines 18 and 19 but a different operating speed and a different speed behavior depending on the flow rate and the working pressure of the working fluid.
  • the angular velocity of the bearing housing 12 can also be changed by the spray nozzle 61 used on its peripheral surface as a control nozzle.
  • the angular velocity of the spray head 13 can be changed in relation to the normal operating speed of the drive turbine 19, both increased and decreased, in particular in the case of the double spray nozzle 102, by adjusting one of the orifice tubes 62 so that its jet direction is a circumferential component with respect to the Receives axis of rotation 17, in the same direction or in the opposite direction to the rotational movement of the spray head 13.
  • the cleaning device 110 shown in FIGS. 4 and 5 is partly identical or similar to the cleaning device 10 and partly modified compared to the first embodiment. Insofar as components or assemblies are not explained separately below, it can be assumed that they are of the same or at least similar design to the corresponding parts or assemblies of cleaning device 10.
  • the cleaning device 110 has the holder 111, the bearing housing 112 and the spray head 113.
  • the bearing housing 112 is pivotally mounted on the holder 11 by means of the pivot bearing 114.
  • the spray head 113 is rotatably mounted on the bearing housing 112 by means of the rotary bearing 115.
  • the pivot axis 116 of the bearing housing 112 and the axis of rotation 117 of the spray head 113 in turn enclose an angle of at least approximately 135 °.
  • the drive 118 in the form of a drive turbine ensures the rotary movement of the bearing housing 112.
  • the drive 119 also takes the form of a drive turbine for the rotary movement of the spray head 113.
  • the holder 111 has a short rod part 121.
  • the bearing parts of the pivot bearing 114 connected to the holder 111 are in turn arranged at one end thereof.
  • a coupling piece 122 is screwed on.
  • a plug-in sleeve 123 is arranged on the coupling piece 122, generally in a molded manner.
  • This plug-in sleeve 123 has an approximately sleeve shape. It serves to accommodate a guide or holding rod 124.
  • a bayonet lock 125 is provided for the force-locking coupling between the holding rod 124 and the push-in sleeve 123.
  • the slots 127 which are matched to the coupling pin 126 and are arranged in mirror image with respect to the pivot axis 116, are present on the plug-in sleeve 123.
  • the holding rod 124 here has a purely holding and guiding function for the cleaning device 110.
  • a threaded hole 128 is provided on the coupling piece 122 next to the push-in socket 123, into which a hose connector 129 is screwed, which is connected to a supply hose 131 for the working medium is.
  • a plurality of connection channels 132... 134 connect to the threaded hole 128, of which the last connection channel 134 connects to the feed line 135 in the rod part 121 designed as a blind hole.
  • This design of the holder 111 has the advantage that the supply line of the working medium is separated from the holding parts, so that, if necessary, the holding rod 124 can be attached or removed or lengthened or shortened without the supply of the working medium having to be interrupted each time because this is now done via the separate supply hose 131.
  • the pivot bearing 114 is largely identical to the pivot bearing 14. With him, only the bearing pin 136 and the outer bearing plate 137 located below are modified. The blind hole serving as feed line 135 is deeper. In addition to the first group of transverse bores 138 located approximately in the middle cross-sectional plane, there is a second group of transverse bores 139 at a certain axial distance below. In the cross-sectional plane of these transverse bores 139, a circumferential groove 141 is made in the inner circumferential surface of the bearing disk 137. An outlet channel 142 connects to this on one side.
  • the bearing housing 112 is formed by a single circular cylindrical body. One end face is aligned normal to the cylinder axis. Its other end face is inclined at an angle of at least approximately 135 ° with respect to the cylinder axis.
  • the rotary bearing 115 for the spray head 113 is arranged on the latter end face.
  • An annular groove 143 is arranged on the bearing housing 112 in the end face facing the pivot bearing 114. Their mean radius is approximately equal to the mean center distance of the drain channels 144 in the bearing plate 137 below.
  • the annular groove 143 serves as a collecting channel for the working fluid flowing out of the drive turbine 118 through the drain channels 144. This is fed via the connecting channel 145, which is designed only as an axial blind hole, to the spray nozzle 61 acting as a control nozzle on the outside of the bearing housing 112. The spray nozzle 61 is thus hydraulically connected in series with the drive turbine.
  • the pivot bearing 115 is modified compared to the pivot bearing 15.
  • the blind hole 147 in the bearing housing 112 is provided with an internal thread.
  • the bearing pin 151 is screwed into it.
  • the inner bearing disk 152 sits on it.
  • the disk part 153 of the spray head 113 serves here as the one outer bearing disk of the pivot bearing 115.
  • the spacer ring 155 is located in the circular cylindrical interior of the edge bead 154 of the spray head 113. Outside, the second outer bearing disk 156 is arranged .
  • the inner bearing disk 152 is also designed as a stator 158 and the spacer ring 155 as an impeller 159.
  • the working fluid is supplied to the spray head 113 via the feed line 161 designed as an axial blind hole. From this inlet line 161, the working medium passes via two diametrically extending transverse bores 162 into a circumferential groove 163 on the inner circumferential surface in the stator 158. From there it flows through guide channels 164 oriented tangentially to the groove base of the circumferential groove 163 and emerges on the outside of the guide wheel 158 with a tangential component.
  • the blades 165 are arranged, which here have the shape of hollow circular cylinder sections which extend over the entire height of the impeller 159.
  • annular space 167 which is formed by a circumferential groove in the outer circumferential surface of the impeller 159 and in the inner circumferential surface of the edge bead 154 of the spray head 113.
  • the distributor lines 168 for the working medium which are designed here as a diametrically extending through bore of the edge bead 154, adjoin this annular space 167. At their mouths on the outside of the rim 154 these holes are with a Sealing plug, not shown, is closed.
  • Branch lines branch off from the distribution lines 168 in a manner similar to the branch lines 99.
  • the spray nozzle 171 and the spray nozzle 172 are connected to it, which are designed in the same way as the spray nozzles 101 and 102, respectively.
  • the driving turbine 119 is connected in parallel to the driving turbine 118.
  • the speeds of the two drive turbines 118 and 119 can be set to the desired ratio to one another.
  • the hollow screw for the control nozzle 61 is not designed like the hollow screw 103 but like the hollow screw 64, which is provided with a threaded pin 68 and with a conical tip 69.
  • the passage cross section to the control nozzle 61 and thus the passage cross section of the drive turbine 118 can be changed and thus the flow rate of the working medium in the drive turbine 118 can be increased or decreased, which results in an opposite change in the flow rate for the drive turbine 119.

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Abstract

Die Reinigungsvorrichtung für Behälter und dergleichen weist einen Spritzkopf (13) mit einer oder mehreren Spritz­düsen (101; 102) auf, der an einem Lagergehäuse (12) mittels eines Drehlagers (15) um eine Drehachse (17) drehbar gelagert ist. Das Lagergehäuse (12) seinerseits ist an einem Halter (11) mittels eines Schwenklagers (14) um eine Schwenkachse (16) schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse (17) des Spritzkopfes (11) und die Schwenkachse (16) des Halters (11) schneiden sich unter einem Winkel (a) des zwischen 90° und 180° liegt und vorzugsweise 135° beträgt. Zweckmäßiger weise ist für die Drehbewegung des Spritzkopfes ein eigener Antrieb (19) und für die Drehbewegung des Halters (11) ein eigener Antrieb (18) vorhanden, der die Drehbewegung beider Teile unabhängig von einer von den Spritzdüsen (101; 102; 61) herrührenden Antriebskraft macht.

Description

  • Bei Lager- und Transportbehältern aller Art, die vorüber­gehend mit irgendwelchen Flüssigkeiten befüllt sind, bleibt auch nach dem Entleeren an den Behälterwänden oftmals ein Belag zurück. Je nach der Art der letzten Füllung kann der Belag aus Resten der Flüssigkeit oder deren Inhaltsstoffen bestehen, die durch Adhäsion oder infolge einer ihnen eigenen Klebrigkeit dort haften geblieben sind oder die sich infolge eines Trocknungsvorganges dort niedergeschlagen haben. Manchmal setzen sich auch aus der Flüssigkeit irgend­welche Stoffe ab, die entweder an die Flüssigkeitsoberfläche aufschwimmen oder die in der Flüssigkeit absinken und sich dann an den Behälterwänden festsetzen. Selbst wenn die Flüssigkeit ihrer Art nach nicht gewechselt wird, ist es oftmals doch erforderlich oder erwünscht, daß der Behälter vor einer Neubefüllungen von den Resten der letzten Füllung gereinigt wird. Für diesen Zweck werden Reinigungsvorrich­tungen verwendet, mit denen ein Arbeitsmittel, das meist aus Wasser mit oder ohne Reinigungszusätze besteht, unter hohem Druck aus Spritzdüsen auf die Behälterwände gespritzt wird, wo die Spritzstrahlen meist schon durch ihre kinetische Energie den Belag von den Behälterwänden absprengen und/oder abspülen. Soweit Reinigungsmittel verwendet werden, dienen sie meist dem Erweichen des Belages.
  • Eine bekannte Reinigungsvorrichtung für Behälter und der­gleichen weist eine Hülse auf, die als Halter dient. In der Hülse ist eine Welle gelagert, die am unteren Ende aus der Hülse herausragt. An diesem freien Ende der Welle ist ein quer zur Wellenachse ausgerichteter Lagerzapfen angeordnet, auf dem ein Spritzkopf drehbar gelagert ist. Dieser weist an zwei diamentral gelegenen Umfangsstellen je eine Spritzdüse aus, deren Austrittsrichtung radial in Bezug auf den Lager­zapfen ausgerichtet ist. Am unteren Ende der Hülse ist ein Kegelrad angeordnet. Der Spritzkopf weist an der der Welle zugekehrten Seite ebenfalls ein Kegelrad auf, das mit dem Kegelrad an der Hülse kommt. Die beiden Kegelräder haben unterschiedliche Zähnezahlen. Am oberen Ende der Hülse ist ein Elektromotor angeordnet, desen Welle mit der Welle der Reinigungsvorrichtung gekuppelt ist. Wenn diese Welle durch den Elektromotor angetrieben wird und dadurch der Lager­zapfen um die Wellenachse herumgeschwenkt wird, wälzt sich das Kegelrad des Spritzkopfes an der Kegelradverzahnung der Hülse ab. Dadurch wird der Spritzkopf auf dem Lagerzapfen gedreht, wenn dieser um die Wellenachse herumgeschwenkt wird.
  • Diese Reinigungsvorrichtung erfordert einen gesonderten Antrieb am oberen Ende der Hülse. Die Hülse muß daher etwas länger als die gewünschte Eintauchtiefe der Reinigungsvor­richtung ausgeführt sein. Die ganze Vorrichtung ist daher mindestens um die Bauhöhe des Antriebsmotors und einer Haltevorrichtung höher als die Mindesteintauchtiefe der Reinigungsvorrichtung. Bei beschränkter Raumhöhe am Einsatz­ort, das heißt oberhalb der Reinigungsöffnung des Behälters, kann eine solche Reinigungsvorrichtung nicht verwendet werden. Umgekehrt ragt bei sehr flachen Behältern die Reinigungsvorrichtung sehr weit über die Behälteroberseite hinaus, wo sie von der Bedienungsperson freistehend fest­gehalten werden muß.
  • Der Antriebsmodus für die Welle ist im allgemeinen als Elektromotor ausgebildet. Dieser muß dann spritzwasser­geschützt sein, um die Unfallgefahr zu vermindern. Das erhöht den Preis der Reinigungsvorrichtung beträchtlich.
  • Bei dieser Reinigungsvorrichtung ist ein starres Über­setzungsverhältnis zwischen der Drehbewegung des Spritz­kopfes und der Schwenkbewegung seines Lagerzapfens gegeben. Die Fluchtlinien der Spritzstrahlen des Spritzkopfes be­schreiben daher auf der Innenfläche einer gedachten Hohl­kugel, in deren Mittelpunkt die Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, ein ganz bestimmtes räumliches Linienmuster, dessen Linien in einem bestimmten Abstand gleichmäßig neben­einander liegen. Je nach der Wahl des Übersetzungsver­hältnisses gibt es mehr oder minder große Flächenbereiche, die entweder überhaupt nicht oder erst nach einer großen Anzahl von Umläufen durch einen der Spritzstrahlen über­strichen werden. Dieses auf eine Hohlkugel mit bestimmter lichter Weite bezogene theoretische Spritzmuster weicht in der Praxis noch stärker von den Anforderungen ab, die sowohl der einzelnen Behälter auf Grund seiner geometrischen Innen- oder Hohlform und seiner Abmessungen, wie auch der Belag auf Grund seiner Natur und seines Haftvermögens an die Reini­gungsvorrichtung stellt. Daraus ergibt sich im Einzelfalle bis zur vollständigen Reinigung der Behälterwände eine un­verhältnismäßig lange Einsatzzeit der Reinigungsvorrichtung mit einem entsprechend großen Verbrauch an Arbeitsmitteln und Energie. Wenn das Arbeitsmittel wiederverwendet werden soll, um wenigstens diesen Verbrauchsanteil zu verringern, erfordert das im allgemeinen einen nicht unerheblichen Reinigungsaufwand für das Arbeitsmittel, weil verhindert werden muß, daß Rückstände des abgelösten Belages in die Reinigungsvorrichtung gelangen und diese, vor allem ihre Spritzdüsen, verstopfen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Reinigungsvorrichtung ist der, daß die Drehbewegung des Spritzkopfes durch ein freiliegendes Zahnradgetriebe bewirkt wird. Dieses Getriebe ist völlig ungeschützt der Einwirkung kompakter Schmutzteilchen ausgesetzt, die von dem Spritzkopf bestimmungsgemäß von der Behälterwand abgelöst werden und die dabei statt zu Boden zufallen auf das Getriebe fallen. Im ungünstigen Falle, insbesondere bei sehr harten Belag­teilchen, kann das Getriebe blockiert und/oder beschädigt werden.
  • Wegen der starren Ausrichtung der Spritzdüsen dieser Reinigungsvorrichtung ist es bei Behältern mit einer großen Reinigungsöffnung außerdem erforderlich, nach dem Einführen der Reinigungsvorrichtung diese Reinigungsöffnung aus­reichend vollständig und dicht zu verschließen, wenn nicht die Umgebung des Behälters durch diejenigen Spritzstrahlen getroffen werden soll, die periodisch durch den Flächen­bereich der Reinigungsöffnung hindurch nach außen austreten. Eine solche Abdeckung verteuert die Reinigungsvorrichtung und erschwert auch ihre Handhabung.
  • Bei einer anderen Reinigungsvorrichtung ist der Spritzkopf nach Art eines Segerrades ausgebildet, bei dem die Aus­trittsrichtung der Spritzstrahlen tangential zur Drehachse des Spritzkopfes ausgerichtet ist, so daß die Spritzstrahlen ein Drehmoment auf den Spritzkopf ausüben. Der Lagerzapfen für den Spritzkopf ist an einem Lagergehäuse angeordnet, das seinerseits an einem Halter drehbar gelagert ist. Der Lager­zapfen ist am Lagergehäuse radial zu dessen Drehachse ausge­richtet, die damit zugleich eine Schwenkachse für die Schwenkbewegung des Lagerzapfens und des darauf gelagerten Spritzkopfes bildet. Im Inneren des Lagergehäuses ist ein Winkeltrieb untergebracht, dessen eines Zahnrad mit dem Spritzkopf und dessen anderen Zahnrad mit dem Halter gekoppelt ist, so daß bei einer Drehbewegung des Spritz­kopfes infolge einer Abwälzbewegung seiner Verzahnung an der Verzahnung des Halters auf das Lagergehäuse ein Drehmoment ausgeübt wird, das den Lagerzapfen mit dem Spritzkopf herum­schwenkt.
  • Bei dieser Reinigungsvorrichtung entfällt der gesonderte Elektromotor als Antrieb für die Schwenkbewegung des Lager­gehäuses und für die Drehbewegung des Spritzkopfes, weil hier der Spritzkopf selbst das Antriebsmoment liefert. Bei dieser Reinigungsvorrichtung bewegen sich die aus dem Seger­rad austretenden Spritzstrahlen jedoch ebenfalls in einer Ebene, die nur in einem geringen seitlichen Abstand von der Schwenkachse des Lagergehäuses verläuft. Das von ihnen erzeugte Spritzmuster entspricht ganz dem der zuvor beschriebenen Reinigungsvorrichtung. Auch hier ist eine starre Übersetzung zwischen der Drehbewegung des Spritz­kopfes und der Schwenkbewegung des Lagergehäuses gegeben, die die schon geschilderten Nachteile hat.
  • Das als Antrieb dienende Segerrad würde bei freiem Lauf mit sehr hohen Drehzahlen umlaufen, wobei die Spritzstrahlen infolge der dann auftretenden sehr hohen Winkelgeschwindig­keit nur noch eine geringe Reinigungswirkung ergäben. Aus diesem Grunde ist in dieser Reinigungsvorrichtung eine Bremsvorrichtung eingebaut, durch die die Drehzahl des Spritzkopfes und damit auch die Drehzahl des Lagergehäuses vermindert wird. Damit wird notgedrungen ein Teil der Strömungsenergie des Arbeitsmittels vernichtet.
  • Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung für Behälter und dergleichen zu schaffen, die auf wirtschaftliche Weise eine gründlichen Reinigung der Behälter ermöglicht und die sich auch auf die Erfordernisse unterschiedlicher Behälter leicht einstellen läßt.
  • Dadurch, daß die Drehachse des Spritzkopfes mit der Schwenk­achse des Lagergehäuses einen Winkel einschließt, der zwischen 90° und 180° liegt, und dadurch, daß dabei die Drehbewegung des Spritzkopf und die Schwenkbewegung des Lagergehäuses nicht starr miteinander gekoppelt sind, führen die Spritzdüsen gewissermaßen Taumelbewegungen aus, deren Ausrichtung im Raum sich ständig ändert. Dadurch, daß der Antrieb des Spritzkopfes und der Antrieb des Lagergehäuses miteinander mechanisch nicht gekoppelt sind, lassen sie sich getrennt voneinander leicht auf die Erfordernisse unter­schiedlicher Behälter einstellen, indem etwa für Behälter mit größerer lichter Weite eine geringere Schwenkge­schwindigkeit des Lagergehäuses im Verhältnis zur Drehzahl des Spritzkopfes eingestellt wird und dieses Drehzahlver­hältnis bei kleinerer lichter Weite anders gewählt wird.
  • Dadurch erzeugen ihre Spritzstrahlen bereits nach einer ver­hältnismäßig kurzen Zeit auf den Behälterwänden ein sehr dichtes Spritzmuster oder Linienmuster, dessen Linien je nach dem Verhältnis der Drehgeschwindigkeit des Spritzkopfes und der Schwenkgeschwindigkeit des Lagergehäuses einander mehr oder minder schräg kreuzen und mehr oder minder eng nebeneinander liegen. Das ergibt eine gründliche Reinigung in verhältnismäßig kurzer Zeit.
  • Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2 können durch die Spritzstrahlen alle Raum­koordinaten erreicht werden, ohne daß zusätzliche Verstell­bewegungen am Halter der Reinigungsvorrichtung erforderlich sind.
  • Durch eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3 ergibt sich ein Lagergehäuse, bei dem an beiden Enden die Anschlußflächen als ebene Kreisflächen oder gerade Kreiszylinderflächen erscheinen, was sowohl für die mechanische Bearbeitung wie auch für die Montage sehr günstig ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung nach Anspruch 4 ergibt sich ein Lagergehäuse, das aus einem einzigen zylindrischen Körper hergestellt werden kann, bei dem wenigstens an einem Ende ebene Kreisflächen oder gerade Kreiszylinderflächen erscheinen, wenn auch am anderen Ende wohl ebene Flächen möglich sind, deren Umrißlinie allerdings eine Ellipse ist. Da die mechanische Bearbeitung und die Montage der daran anzubauenden Teile ohnehin überwiegend wenn nicht ausschließlich an der Stirnseite erfolgt, stört die Ellipsenform dabei nicht.
  • Eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 ergibt einen Antrieb mit einem sehr guten hydraulischen Wirkungsgrad, so daß insbesondere bei der Verwendung des Arbeitsmittels als Antriebsmittel der Druckverlust im Arbeitsmittel nur sehr gering ist und der größere Teil der Energie des Arbeitsmittels für die Reinigungswirkung der Spritzstrahlen zur Verfügung steht. Das erhöht den Gesamt­wirkungsgrad sowohl hinsichtlich der Betriebszeit der Reinigungsvorrichtung wie auch hinsichtlich des Verbrauches an Energie und an Arbeitsmittel. Durch eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 wird das Dreh­moment der Turbine erhöht, so daß zur Überwindung der Wider­stände, insbesondere aufgrund der Reibung an den Lager­flächen und den Dichtflächen, ein geringeres Druckgefälle im Arbeitsmittel erforderlich ist. Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 wird die Gefahr von Druckstößen und Schwingungen im Arbeitmittel verringert. Das ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Turbine aus Gründen der einfacheren und billigeren Herstellung nicht mit einer strömungsgünstigen Turbinenbeschaufelung im engeren Sinne des Wortes ausgerüstet wird sondern sie mehr nach Art einer Freistrahlturbine ausgeführt wird, deren Schaufeln die Idealform nicht erreichen.
  • Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 sind die beiden Turbinen hydraulisch in Reihe geschaltet. Dadurch wird eine gewisse wenn auch nicht starre Koppelung der Drehzahlen erreicht, die jedoch durch unter­schiedliche Auslegung der beiden Turbinen und das dadurch bedingte Drehzahlverhalten immer noch verändert werden kann. Bei einer alternativen Ausgestaltung nach Anspruch 9 werden die beiden Turbinen hydraulisch parallelgeschaltet. Dadurch können sie je nach der Art der Aufteilung des Arbeitsmittels in die beiden Teilströme und je nach dem Betriebsverhalten der Aufteilungsstelle weitgehend unabhängig voneinander betrieben werden und dementsprechend auch einzeln einge­stellt werden.
  • Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 10 kann die zusätzliche Spritzdüse als Steuerdüse eingesetzt werden. Sie kann entweder gleichsinnig zur Turbine eingestellt werden, wobei sie die Antriebswirkung der Turbine erhöht, oder sie kann gegensinnig zur Turbine eingestellt werden, wobei sie die Antriebswirkung der Turbine vermindert. Im letztgenannten Falle kann die Winkel­geschwindigkeit der Schwenkbewegung des Lagergehäuses bis auf sehr geringe Werte, im Extremfall sogar bis Null, ver­mindert werden. Im erstgenannten Fall wird sie über den normalen Wert hinaus erhöht. Daneben sind selbstverständlich alle Zwischenwerte möglich.
  • Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 kann wenigstens eine oder können mehrere der Spritzdüsen so eingestellt werden, daß diese Spritzdüsen bei einem Umlauf zweimal genau achsparallel und senkrecht dazu spritzen und so die gesamte Innenseite einer Hohlkugel be­streichen in deren Mittelpunkt die Reinigungsvorrichtung an­geordnet gedacht wird. Die Spritzdüsen können aber auch so eingestellt werden, daß der Flächenbereich der Reinigungs­öffnung des Behälters von den Spritzstrahlen nicht be­strichen wird. Dann benötigt man keine gesonderte Abdeckung für die Reinigungsöffnung, was die Handhabung der Reinigungsvorrichtung beim Einsetzen in den Behälter und beim Betrieb der Reinigungsvorrichtung merklich erleichtert, ohne daß dabei die Umgebung des Behälters vom Arbeitsmittel getroffen wird. Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvor­richtung nach Anspruch 12 können bei einer geringen Anzahl von Verteilerleitungen, zum Beispiel bei einer einzigen durch den Spritzkopf diametral verlaufenden Verteiler­leitung, mehrere Spritzdüsen untergebracht und auf ver­schiedene erwünschte oder erforderliche Richtungen einge­stellt werden. Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvor­richtung nach Anspruch 13 kann die Turbine des Spritzkopfes eingespart werden, wenn es im Einzelfall auf den guten Antriebswirkungsgrad der Turbine gegenüber demjenigen des Spritzdüsenantriebes nicht ankommt und die dadurch erziel­bare Verbilligung der Reinigungsvorrichtung wichtiger ist. Gleiches gilt selbstverständlich auch bei einem Ersatz der Turbine für das Lagergehäuse durch einen Spritzdüsenantrieb, wie er beispielsweise durch die Steuerdüse gemäß Anspruch 10 gegeben ist. Eine solche Betriebsweise kommt aushilfsweise aber auch dann in Betracht, wenn eine der Turbinen ausfällt und sie nicht sofort ersetzt werden kann, der Betrieb der Reinigungsvorrichtung aber nicht so lange unterbrochen werden kann, bis die Ersatzturbine beschafft worden ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispieles der Reinigungsvorrichtung;
    • Fig. 2 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispieles nach der Linie II - II in Fig. 1;
    • Fig. 3 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispieles nach der Linie III - III in Fig. 1;
    • Fig. 4 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungs­beispieles der Reinigungsvorrichtung;
    • Fig. 5 einen Querschnitt des zweiten Ausführungsbeispieles nach der Linie V - V in Fig. 4.
  • Die Reinigungsvorrichtung 10 weist einen Halter 11, ein Lagergehäuse 12 und einen Spritzkopf 13 auf. Das Lagerge­häuse 12 ist an seinem einen Ende mittels eines axial und radial wirkenden Schwenklagers 14 am Halter 11 schwenkbar gelagert. Am entgegengesetzten Ende des Lagerhäuses 12 ist der Spritzkopf 13 mittels eines ebenfalls axial und radial wirkenden Drehlagers 15 drehbar gelagert. Die Schwenk­achse 16 des Schwenklagers 14 und die Drehachse 17 des Dreh­lagers 15 schneiden einander in einem Winkel a von zumindest annähernd 135°. Außerdem ist für die Schwenkbewegung des Lagergehäuses 12 ein Antrieb 18 und für die Drehbewegung des Spritzkopf 13 ein Antrieb 19 vorhanden, die ihre Antriebs­energie aus der Druck- und Stömungsenergie des Arbeits­mittels der Reinigungsvorrichtung 10 beziehen.
  • Der Halter 11 weist einen kurzen Stangenteil 21 mit kreis­rundem Querschnitt auf. Der Stangenteil 21 ist an seinem freien Ende abgesetzt und mit einem Außengewinde 22 versehen. Darauf ist eine Kupplungsmuffe 23 aufgeschraubt. Diese weist an ihrer freien Stirnseite ein Innengewinde als Aufnahmegewinde 24 als auf. Damit kann die Reinigungsvor­richtung 10 am Ende einer an Fig. 1 nur strichpunktiert angedeuteten Verlängerungs- oder Haltestange 25 angeschraubt werden, mit der sie auch in tieferen Behältern sicher fest­gehalten und geführt werden kann. Außerdem bietet die Kupplungsmuffe 23 mit dem Aufnahmegewinde 24 die Möglich­keit, die Haltestange 25 erst nach dem Einführen der Reinigungsvorrichtung 10 in die Reinigungsöffnung eines Behälters anzuschrauben, so daß die Reinigungsvorrichtung 10 auch bei sehr beengten Raumverhältnissen, insbesondere bei einer sehr geringen Raumhöhe oberhalb der Reinigungsöffnung des Behälters, mit der Haltestange vereinigt werden kann und umgekehrt auch von ihr wieder getrennt werden kann, wenn die Reinigungsvorrichtung 10 nach der Beendigung des Reinigungs­vorganges aus dem Behälter wieder herausgenommen werden soll.
  • Der Stangenteil 21 weist eine Zulaufleitung 26 auf, die als mittig angeordnetes Sackloch vom freien Ende des Stangen­teiles ausgeht. Die Kupplungsmuffe 23 weist eine damit fluchtende Durchgangsöffnung 27 auf. In der mittleren Querschnittsebene des Schwenklagers 14 weist der Stangen­teil 21 zwei diametral verlaufende und einander rechtwinklig kreuzende Querbohrungen 28 auf, die der Weiterleitung des durch die Zulaufleitung 26 zufließenden Arbeitsmittels dienen.
  • Das Schwenklager 14 wird durch mehrere Lagerteile gebildet, die zum Teil mit dem Halter 11 und zum Teil mit dem Lager­gehäuse 12 verbunden sind. Der von der Kupplungsmuffe abge­kehrte Endabschnitt des Stangenteils 21 dient als Lager­zapfen 31. In der Querschnittsebene der Querbohrungen 28 ist am Lagerzapfen 31 eine kreiszylindrische Lagerscheibe 32 befestigt, und zwar vorzugsweise auf dem Lagerzapfen 31 aufgeschrumpft. Die Umfangsflächen 33 des Lagerzapfens 31 beiderseits der Lagerscheibe 32 und deren beiden ebenen Stirnflächen 34 bilden die mit dem Halter 11 verbundenen radial bzw. axial wirkenden Lagerflächen des Schwenk­lagers 14. Unterhalb und oberhalb der Lagerscheibe 32 ist je eine weitere ebene kreisringförmige Lagerscheibe 35 bzw. 36 angeordnet, die als äußere Lagerscheiben bezeichnet werden zur Unterscheidung von der inneren Lagerscheibe 32. Zwischen diesen beiden äußeren Lagerscheiben 35 und 36 ist ein Abstandsring 37 angeordnet. Die beiden Lagerscheiben 35 und 36 sowie der Abstandsring 37 sind untereinander und mit dem Lagergehäuse 12 mittels einer Anzahl Befestigungs­schrauben 38 fest verschraubt, von denen in Fig. 2 lediglich vier dargestellt sind, wobei in Wirklichkeit acht vorhanden sind.
  • Die innere Umfangsfläche 41 der Lagerscheibe 35 und die innere Umfangsfläche 42 der Lagerscheibe 36 bilden die mit dem Lagergehäuse 12 verbundenen radial wirkenden Lager­flächen des Schwenklager 14. Die der inneren Lagerscheibe 32 zugekehrte Stirnfläche 43 der Lagerscheibe 35 und die ent­sprechende Stirnfläche 44 der Lagerscheibe 36 bilden die axial wirkenden Lagerflächen des Schwenklager 14, die mit dem Lagergehäuse 12 verbunden sind.
  • Die innere Umfangsfläche 38 bzw. 39 der Lagerscheiben 35 und 36 sind auf die Umfangsflächen 33 des Lagerzapfens 31 so abgestimmt, und zwar unter Einhaltung sehr enger Toleranzen, daß sie neben ihrer Funktion als Lagerflächen zugleich die Funktion von Spaltdichtungen auszuüben vermögen, die das durch die Zulaufleitung 26 und die Querbohrungen 28 hin­durchgeleitete und unter hohem Druck stehende Arbeitsmittel daran hindern, aus den Lagerstellen in größerer Menge ent­lang dem Lagerzapfen 31 nach außen auszutreten. Unterstützt wird das durch eine entsprechend enge Tolerierung des Abstandes zwischen der inneren Lagerscheibe 32 und den beiden äußeren Lagerscheiben 35 und 36, was über die Abstimmung der Dicke des Abstandsringes 37 geschieht. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 1 diese Abstände zwischen den Lagerflächen der Deutlichkeit halber größer dargestellt wurden, als sie in Wirklichkeit sind. Die nach oben in Richtung des Stangenteils 21 austretende Leckmenge vermischt sich mit dem durch den Spritzkopf 13 verspritzten Arbeits­mittel. Die nach unten austretende Leckmenge gelangt zunächst in ein in der Fluchtlinie des Lagerzapfens 31 im Lagergehäuse 12 vorhandenes Sackloch 45 und von dort über ein Abflußloch 46 ins Freie. Dadurch wird vermieden, daß sich unterhalb des Lagerzapfens 1 ein Überdruck aufbaut.
  • Die miteinander verbundenen außenliegenden Lagerteile des Schwenklagers 14, nämlich die beiden Lagerscheiben 35 und 36 und der Abstandsring 37, werden auf ihrer äußeren Umfangs­fläche gemeinsam von einer Abdeckhülse 47 umgeben, die diese drei Lagerteile nach außen gegen das Austreten des Arbeits­mittels abdichtet.
  • Die Lagerscheibe 32 und der Abstandsring 37 bilden nicht nur Teile des Schwenklagers 14, sondern zugleich auch Teile des Antriebes 18 für das Lagergehäuse 12. Dieser Antrieb 18 ist als Turbinenantrieb ausgebildet. Die Lagerscheibe 32 ist in ihrem Inneren als Leitvorrichtung oder Leitrad 48 und der Abstandsring 37 in seinem Inneren als Laufrad 49 der Turbine 18 ausgebildet (Fig. 2).
  • Das Arbeitsmittel wird durch die Zulaufleitung 26 zugeführt und tritt durch die Querbohrungen 28 in einen Ringraum 51 aus. Von dort tritt das Arbeitsmittel in eine Anzahl tangen­tial zum Ringraum 51 ausgerichteter Leitkanäle 52 ein und verläßt diese an der Außenseite des Leitrades 48 mit einer tangentialen Komponente. Im Laufrad 49 sind eine der Anzahl der Leitkanäle 52 gleiche Anzahl von Laufschaufeln 53 vor­handen, auf die das aus den Leitkanälen 52 austretende Arbeitsmittel mit einer tangentialen Komponente auftrifft. Von den Laufschaufeln 53 fließt das Arbeitsmittel durch Leitkanäle 54 nach außen ab und tritt dann in axiale Abfluß­kanäle 55 über, durch die hindurch es zum Lagergehäuse 12 hinübergeleitet wird. Die Leitkanäle 52 werden durch Bohrungen im Leitrad 48 gebildet. Die Leitkanäle 54 werden durch Bohrungen im Laufrad 49 gebildet, deren am weitesten außen gelegene Mantellinie zumindest annähernd tangential zur inneren Umfangsfläche des Laufrades 49 ausgerichtet ist. Dadurch werden die in einer zur Schwenkachse 16 lotrecht ausgerichteten Querschnittsebene verlaufenden zylindrischen Bohrungen durch die koaxial zur Schwenkachse 16 ausge­richtete innere Umfangsfläche des Laufrades 49 bogenförmig schräg angeschnitten. Die dabei verbleibende Wandfläche der Bohrungen bildet je eine Laufschaufel 53 des Laufrades 49.
  • Das Lagergehäuse 12 wird durch zwei zumindest annähernd kreiszylindrische Körper 56 und 57 gebildet, die im folgenden kurz Zylinderkörper 56 und 57 genannt werden. Sie schließen an einer in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Begrenzungsfläche aneinander an, die gegenüber der Zylinderachse jedes der beiden einzelnen Zylinderkörper 56 und 57 um die Hälfte des Winkels geneigt ist, um den die Zylinderachsen gegeneinander geneigt sind, was zugleich dem Neigungswinkel oder Schnittwinkel der Schwenkachse 16 und der Drehachse 17 entspricht. An der Begrenzungsfläche sind die Zylinderkörper 56 und 57 entweder miteinander stumpf verschweißt oder miteinander verschraubt. Im letztgenannten Falle können die Befestigungsschrauben 38, die die außenliegenden Teile des Schwenklagers 14 mit­einander und mit dem Lagergehäuse 12 verbinden, zugleich für die Verbindung der beiden Zylinderkörper 56 und 57 heran­gezogen werden.
  • An der freien Stirnfläche des Zylinderkörpers 56 ist das Schwenklager 14 befestigt. An der freien Stirnfläche des Zylinderkörpers 57 ist das Drehlager 13 befestigt. Im Inneren des Lagergehäuses 12 sind Verbindungsleitungen oder Verbindungskanäle 58 und 59 angebracht, die einerseits an die Abflußkanäle 55 des Antriebes 18 und andererseits an entsprechende Kanäle des Drehlagers 15 anschließen.
  • Auf der Außenseite des oberen Zylinderkörpers 56 ist, bevor­zugt in der Ebene, in der die Schwenkachse 16 und die Dreh­achse 17 liegen, eine Spritzdüse 61 angeordnet. Sie weist ein Mündungsröhrchen 62 auf, das in einem radial ausge­richteten Durchgangsloch der Wand eines kreiszylindrischen Trägerringes oder Einstellringes 63 sitzt. Der Einstell­ring 63 ist mittels einer Hohlschraube 64 mit dem Zylinder­körper 58 abnehmbar, aber flüssigkeitsdicht verbunden. Die Hohlschraube 64 ist in ein Gewindeloch 65 des Zylinder­körpers 56 eingeschraubt, das mit einem der Verbindungs­kanäle 58 in Verbindung steht. Die Hohlschraube 54 weist in der Querschnittsebene des Mündungsröhrchens 62 wenigstens eine diametral verlaufende Querbohrung für den Austritt des Arbeitsmittels auf. In der gleichen Querschnittsebene ist am Einstellring 63 auf der Innenseite eine Umfangsnut 67 vor­handen, durch die das aus den Mündungen der Querbohrungen 66 austretende Arbeitsmittel zum Mündungsröhrchen 62 hinge­leitet wird. Das axiale Durchgangsloch der Hohlschraube 64 erstreckt sich bis zum Ende des Schraubenkopfes hin. Die Hohlschraube 64 ist dort mit einem Innengewinde versehen, in das ein Gewindestift 68 eingeschraubt ist. Er ist an seinem vorderen Ende mit einer Kegelspitze 69 versehen, mittels der das axiale Durchgangsloch der Hohlschraube 64 an der Über­gangsstelle zu den Querbohrungen 66 mehr oder minder weit verschlossen oder geöffnet werden kann.
  • Wenn die räumlichen Verhältnisse am Zylinderkörper 56 sehr beengt sind und neben den Durchgangslöchern für die Befestigungsschrauben 38 und neben den Verbindungskanälen 58 kein Platz mehr für das Gewindeloch 65 bleibt, kann es zweckmäßig sein, dafür ein Auge 70 vorzusehen, das am Zylinderkörper 56 nach außen absteht, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Dieses Auge 70 kann entweder am Zylinder­körper 56 angeformt sein oder daran angeschweißt werden.
  • Die Spritzdüse 61 kann nach dem Lockern der Hohlschraube 64 mit ihrem Einstellring 63 in einer Tangentialebene zur Schwenkachse 16 auf jede beliebige Richtung eingestellt werden. Soweit ihre Spritzrichtung eine Umfangskomponente aufweist, wirkt die Spritzdüse 61 als Steuerdüse für das Lagergehäuse 12. Wenn diese Umfangskomponente der Spritzdüse oder Steuerdüse 61 gleichsinnig zur Drehrichtung der Antriebsturbine 18 ausgerichtet ist, unterstützt sie die von der Antriebsturbine 18 erzeugte Schwenkbewegung des Lager­gehäuses 12. Wenn die Umfangskomponente der Steuerdüse 61 gegensinnig zur Drehrichtung der Antriebsturbine 18 aus­gerichtet ist, wirkt sie dieser Drehbewegung entgegen. Da die Steuerdüse 61 einen gewissen Abstand von der Schwenk­achse 16 hat, der größer als der Achsabstand der Lauf­schaufeln 53 ist, kann mit der Steuerdüse 61 je nach der Stärke ihres Spritzstrahles ein Gegenmoment erzeugt werden, das bis an das Drehmoment der Antriebturbine 18 heranreicht. Dadurch kann die Winkelgeschwindigkeit des Lagergehäuses 12 im Bedarfsfalle auf sehr geringe Wert bis hin zu Null einge­stellt werden.
  • Das Drehlager 15 ist ähnlich wie das Schwenklager 14 aufge­baut. Ein Lagerzapfen 71, der mit dem Spritzkopf 13 ver­bunden ist, weist eine kreiszylindrische Lagerscheibe 72 auf. Die Lagerscheibe 72 und der Lagerzapfen 71 sind hier einstückig hergestellt. Die beiderseits der Lagerscheibe 72 gelegenen Umfangsflächen des Lagerzapfens 71 bilden die radial wirkenden Lagerflächen und die beiden ebenen kreis­ringförmigen Stirnflächen der Lagerscheibe 72 bilden die axial wirkenden Lagerflächen des Drehlagers 15, die mit dem Spritzkopf 13 verbunden sind. Mit dem Lagergehäuse 12 sind die beiden äußeren Lagerscheiben 73 und 74 sowie der dazwischen liegende Abstandsring 75 verbunden. Die inneren Umfangsflächen der beiden Lagerscheiben 73 und 74 stellen die radial wirkenden Lagerflächen und die der inneren Lager­scheibe 72 jeweils zugekehrte Stirnfläche der beiden äußeren Lagerscheiben 73 und 74 stellen die axial wirkenden Lager­flächen des Drehlagers 15 dar, die mit dem Lagergehäuse 12 verbunden sind. Über die Toleranzen und die Spaltweiten gilt das gleiche wie beim Schwenklager 14.
  • Einige Teile des Drehlagers 15 dienen auch hier zugleich als Teile des Antriebes 19 für den Spritzkopf 13. Dieser Antrieb 19 ist ebenfalls als Turbine ausgebildet. Da hier das Arbeitsmittel für den Antrieb der Turbine 19 durch die außenliegenden Verbindungskanäle 59 im Zylinderkörper 57 der Turbine 19 zugeführt wird, bilden der Abstandsring 75 das Leitrad und die Lagerscheibe 72 das Laufrad der Turbine 19. Das Laufrad 77 ist also außen beaufschlagt.
  • An die Verbindungskanäle 59 im Lagergehäuse 12 schließen je ein Zuflußkanal 81 an, der sich in axialer Richtung, d.h. parallel zu Drehachse 17, bis in das Leitrad 78 hinein­streckt. Dort schließt je ein weiterer kurzer Zuflußkanal 81 an, der im Leitrad 78 in einer Querschnittsebene gelegen ist, deren Flächennormale parallel zur Drehachse 17 ausge­richtet ist. Diese Zuflußkanäle 82 sind zumindest annähernd tangential zur inneren Umfangsfläche des Leitrades 78 ausge­richtet (Fig. 3). An die Zuflußkanäle 82 schließt je ein Leitkanal 83 an, der wesentlich enger als der vorangehende Zuflußkanal 82 ausgeführt ist. Dadurch wirkt dieser Leit­kanal 83 wie die Düse einer Freistrahlturbine.
  • An der Umfangsfläche des Laufrades 72 sind die Lauf­schaufeln 85 als Ausnehmungen eingearbeitet. Im Hintergrund einer jeden Laufschaufel 84 befindet sich ein Abfluß­kanal 85, der radial zur Drehachse 17 ausgerichtet ist. Bei den Ausnehmungen für die Laufschaufeln 84 und bei den anschließenden Abflußkanälen 85 ist die axiale Abmessung größer als die Abmessung in Umfangsrichtung, um einen möglichst großen Durchlaßquerschnitt zu erreichen. Die Abflußkanäle 85 münden in einen Sammelkanal 86 in der Mitte des Laufrades 79. Dieser Sammelkanal 86 setzt sich in axialer Richtung im Lagerzapfen 71 als Zuleitung 87 für das Arbeitsmittel zum Spritzkopf 13 hin fort. In der Quer­schnittsebene des Spritzkopfes 13 weist der Lagerzapfen 71 wenigstens eine diametral verlaufende Querbohrung 88 auf, durch die das Arbeitsmittel aus der Zuleitung 87 in den Spritzkopf übertreten kann.
  • Die Zuleitung 87 im Lagerzapfen 71 ist als Sackloch ausge­bildet, das jenseits der Querbohrung 88 endet. Am entgegen­gesetzten Ende des Lagerzapfens 71 ist dieses Sackloch jenseits des Sammelkanals 86 mittels eines Verschluß­stopfens 89 nach außen hin verschlossen. In der Flucht­richtung des Lagerzapfens 71 befindet sich im Lager­gehäuse 12 auch an der dem Drehlager 15 zugekehrten Stirn­seite ein Sackloch 45 mit einem Abflußkanal 46, durch den die aus dem Drehlager 15 austretende Leckmenge des Arbeits­mittels abfließen kann.
  • Bei der Antriebsturbine 18 ist die Anzahl der Leitkanäle 52 im Leitrad 49 und die Anzahl der Laufschaufeln 53 im Lauf­rad 49 gleich groß. Bei der Antriebsturbine 19 des Spritz­kopfes 13 ist die Anzahl der Laufschaufeln 84 größer als die Anzahl der Leitkanäle 83. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Turbine 19 weist das Laufrad 79 neun Laufschaufeln 84 und das Leitrad 78 acht Leitkanäle 83 auf. Dieses Zahlenverhältnis kann selbstverständlich auch anders gewählt werden.
  • Der Spritzkopf 13 ist in grober Näherung topfförmig ausge­bildet. Er weist einen Scheibenteil 91 und einen Randteil oder Randwulst 92 auf. Der Scheibenteil 91 ist in seiner Mitte mit einem kreiszylindrischen Durchgangsloch versehen, durch das sich der Endabschnitt 93 des Lagerzapfens 71 hindurcherstreckt. Der Endabschnitt 93 ist gegenüber dem Lagerzapfen 71 abgesetzt, damit der Scheibenteil 71 in axialer Richtung einen bestimmten Sitz am Lagerzapfen 71 hat. Der erste Teil des Endabschnittes 93 ist mit glatter Umfangsfläche ausgeführt. Zum freien Ende hin ist der End­abschnitt 93 mit Gewinde versehen. Darauf ist eine Unterleg­scheibe 94 aufgeschoben und eine Befestigungsmutter 95 fest aufgeschraubt. Im Hinblick auf die verhältnismäßig hohen Drücke, mit denen das Arbeitsmittel durch die verschiedenen Leitungen und Kanäle bis zum Spritzkopf 13 hin geleitet wird, sind zwischen dem Lagerzapfen 71 und dem Scheiben­teil 91 Dichtungsmittel benutzt, die in Fig. 1 im Einzelnen nicht dargestellt sind.
  • In der Querschnittsebene der Querbohrung 88 ist im Scheiben­teil 91 eine Umfangsnut 96 vorhanden, in die das Arbeits­mittel nach dem Austreten aus der Querbohrung 88 übertritt. Von der Umfangsnut 96 tritt das Arbeitsmittel in eine Verteilerleitung 97 über, die bei dem in Fig. 1 darge­stellten Spritzkopf 13 als diametral im Scheibenteil 91 verlaufende durchgehende Bohrung ausgebildet ist, die an ihren beiden Enden durch je einen Verschlußstopfen 98 verschlossen ist. An die Verteilerleitung 97 schließt im Randwulst 92 je eine Stichleitung 99 an, die zu je einer Spritzdüse 101 bzw. 102 hinführt.
  • Die Spritzdüse 101 ist gleich der Spritzdüse 61 ausgebildet. Sie weist wie diese ein Mündungsröhrchen 62 an einem Einstellring 63 auf, der auf der Innenseite in der Quer­schnittsebene des Mündungsröhrchens mit einer Umfangsnut versehen ist. Die Spritzdüse 101 wird mittels einer Hohl­schraube 103 auf einer ebenen Sitzfläche 104 am Randwulst 92 fest und vor allem flüssigkeitsdicht aufgespannt. Die Hohl­schraube 103 weist ein axiales Sackloch 105 auf, das mit der Stichleitung 99 in Verbindung steht. In der Querschnitts­ebene des Mündungsröhrchens 62 weist die Hohlschraube 103 wiederum eine diametral verlaufende Querbohrung 106 auf.
  • Die Spritzdüse 102 ist als Zweifachdüse ausgeführt. Bei ihr sitzen zwei Einstellringe 63 axial übereinander, deren Mündungsröhrchen 62 auf unterschiedliche Spritzrichtungen eingestellt sind. Die beiden Einstellringe 63 werden am Randwulst 92 mittels einer Hohlschraube 107 festgespannt, die eine entsprechend größere Länge hat. Ihr Sackloch 108 steht mit der Stichleitung 99 in Verbindung. Die Hohl­schraube 108 weist jeweils in der Querschnittsebene jedes der beiden Mündungsröhrchen 62 eine diametral verlaufende Querbohrung 109 auf.
  • Die Längsachse der beiden Spritzdüsen 101 und 102 sind beide in einer gemeinsamen Axialschnittebene gelegen. Sie sind gegenüber der Drehachse 17 um zumindest annähernd 45° geneigt. Im Normalfalle sind ihre Spritzröhrchen ebenfalls in der gemeinsamen Axialschnittebene ausgerichtet, so daß sie bei einem Umlauf des Spritzkopfes 13 zweimal lotrecht zur Schwenkachse 16 und dazwischen zweimal parallel zur Schwenkachse 16 des Lagergehäuses 12 ausgerichtet sind. Dazwischen nehmen sie entsprechende Zwischenstellungen ein. Im Bedarfsfalle können die Spritzdüsen 101 und 102 auch auf eine andere Spritzrichtung eingestellt werden, beispiels­weise um zu vermeiden, daß die aus ihnen austretenden Spritzstrahlen durch eine um die Drehachse 16 herum vorhandene Reinigungsöffnung des zu reinigenden Behälters nach außen austreten können.
  • Bei der Reinigungsvorrichtung 10 sind die beiden Antriebs­turbinen 18 und 19 hydraulisch hintereinander geschaltet. Mechanisch sind diese beiden Antriebe aber nicht miteinander gekoppelt. Aufgrund ihres unterschiedlichen Aufbaues und ihrer unterschiedlichen Betriebsweise, nämlich einmal mit Innenbeaufschlagung des außenliegenden Laufrades und einmal mit Außenbeaufschlagung des innenliegenden Laufrades, und auch aufgrund der unterschiedlichen Ausführungsform der Leitkanäle und der Laufschaufeln haben die beiden Antriebs­turbinen 18 und 19 aber eine unterschiedliche Betriebs­drehzahl und auch ein unterschiedliches Drehzahlverhalten in Abhängigkeit vom Mengenstrom und vom Arbeitsdruck des Arbeitsmittels. Die Winkelgeschwindigkeit des Lager­gehäuses 12 kann außerdem durch die an seiner Umfangsfläche als Steuerdüse eingesetzte Spritzdüse 61 verändert werden. Die Winkelgeschwindigkeit des Spritzkopfes 13 kann bezogen auf die normale Betriebsdrehzahl der Antriebsturbine 19 dadurch verändert werden, und zwar sowohl erhöht wie auch erniedrigt werden, indem insbesondere bei der Zweifach­spritzdüse 102 eines der Mündungsröhrchen 62 so eingestellt wird, daß seine Strahlrichtung eine Umfangskomponente in Bezug auf die Drehachse 17 erhält, und zwar gleichsinnig bzw. gegensinnig zur Drehbewegung des Spritzkopfes 13.
  • Die aus Fig. 4 und 5 ersichtliche Reinigungsvorrichtung 110 ist zum Teil gleich oder ähnlich der Reinigungs­vorrichtung 10 ausgebildet und zum Teil gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel abgewandelt. Soweit im folgenden Bau­teile oder Baugruppen nicht gesondert erläutert werden, ist davon auszugehen, daß sie gleich oder zumindest ähnlich den entsprechenden Teilen oder Baugruppen der Reinigungs­vorrichtung 10 ausgebildet sind.
  • Die Reinigungsvorrichtung 110 weist den Halter 111, das Lagergehäuse 112 und den Spritzkopf 113 auf. Das Lager­gehäuse 112 ist mittels des Schwenklagers 114 am Halter 11 schwenkbar gelagert. Der Spritzkopf 113 ist mittels des Drehlagers 115 am Lagergehäuse 112 drehbar gelagert. Die Schwenkachse 116 des Lagergehäuses 112 und die Drehachse 117 des Spritzkopfes 113 schließen wiederum einen Winkel von zumindest annähernd 135° ein. Für die Drehbewegung des Lagergehäuses 112 sorgt der Antrieb 118 in Form einer Antriebsturbine. Für die Drehbewegung des Spritzkopfes 113 sorgt der Antrieb 119 ebenfalls in Form einer Antriebs­turbine.
  • Der Halter 111 weist einen kurzen Stangenteil 121 auf. An dessen einem Ende sind wiederum die mit dem Halter 111 ver­bundenen Lagerteile des Schwenklagers 114 angeordnet. An seinem anderen Ende ist ein Kupplungsstück 122 aufge­schraubt. Auf der vom Stangenteil 121 abgekehrten Seite ist am Kupplungsstück 122 eine Steckmuffe 123 angeordnet, und zwar im allgemeinen angeformt. Diese Steckmuffe 123 hat näherungsweise Hülsenform. Sie dient der Aufnahme einer Führungs- oder Haltestange 124. Für die kraftschlüssige Koppelung zwischen der Haltestange 124 und der Steck­muffe 123 ist ein Renkverschluß 125 vorhanden. Dessen einer Teil ist als diametral verlaufender Kuppelstift 126 an der Haltestange 124 angeordnet, aus der er beiderseits um ein gewisses Maß herausragt. An der Steckmuffe 123 sind die auf den Kuppelstift 126 abgestimmten Schlitze 127 vorhanden, die in Bezug auf die Schwenkachse 116 spiegelbildlich angeordnet sind.
  • Die Haltestange 124 hat hier reine Halte- und Führungs­funktion für die Reinigungsvorrichtung 110. Für die Zuführung des Arbeitsmittels ist am Kupplungsstück 122 neben der Steckmuffe 123 ein Gewindeloch 128 vorhanden, in das ein Schlauchstutzen 129 eingeschraubt ist, der mit einem Zuleitungsschlauch 131 für das Arbeitsmittel verbunden ist. An das Gewindeloch 128 schließen mehrere Verbindungs­kanäle 132 ... 134 an, von denen der letzte Verbindungs­kanal 134 an die als Sackloch ausgebildete Zulaufleitung 135 im Stangenteil 121 anschließt.
  • Diese Ausbildung des Halters 111 hat den Vorteil, daß die Zuleitung des Arbeitsmittels getrennt ist von den Halte­teilen, so daß im Bedarfsfalle die Haltestange 124 angebaut oder abgebaut oder verlängert oder verkürzt werden kann, ohne daß dabei der Zulauf des Arbeitsmittels jedesmal unter­brochen werden muß, da dieser jetzt über den gesonderten Zuleitungsschlauch 131 erfolgt.
  • Das Schwenklager 114 ist weitgehend gleich dem Schwenk­lager 14 ausgebildet. Bei ihm sind lediglich der Lager­zapfen 136 und die unten gelegene äußere Lagerscheibe 137 abgewandelt. Das als Zuleitung 135 dienende Sackloch ist tiefer ausgeführt. Neben den etwa in der mittleren Quer­schnittsebene gelegenen ersten Gruppe Querbohrungen 138 ist in einem gewissen axialen Abstand darunter eine zweite Gruppe Querbohrungen 139 vorhanden. In der Querschnittsebene dieser Querbohrungen 139 ist in der Lagerscheibe 137 in ihrer inneren Umfangsfläche eine Umfangsnut 141 angebracht. An diese schließt auf einer Seite ein Abflußkanal 142 an.
  • Das Lagergehäuse 112 wird durch einen einzigen kreiszylin­drischen Körper gebildet. Seine eine Stirnseite ist normal zur Zylinderachse ausgerichtet. Seine andere Stirnseite ist gegenüber der Zylinderachse um einen Winkel von zumindest annähernd 135° geneigt. An der letztgenannten Stirnseite ist das Drehlager 115 für den Spritzkopf 113 angeordnet.
  • Am Lagergehäuse 112 ist in der dem Schwenklager 114 zuge­kehrten Stirnfläche eine Ringnut 143 angeordnet. Deren mittlerer Halbmesser ist etwa gleich dem mittleren Achs­abstand der Abflußkanäle 144 in der unten gelegenen Lager­scheibe 137. Die Ringnut 143 dient als Sammelkanal für das aus der Antriebsturbine 118 durch die Abflußkanäle 144 abfließende Arbeitsmittel. Dieses wird über den lediglich als axiales Sackloch ausgebildeten Verbindungskanal 145 der als Steuerdüse wirkenden Spritzdüse 61 an der Außenseite des Lagergehäuses 112 zugeleitet. Die Spritzdüse 61 ist dadurch hydraulich mit der Antriebsturbine hintereinandergeschaltet.
  • Im Lagergehäuse 112 ist in der Fluchtlinie des axial ausge­richteten Abflußkanals 142 ein Verbindungskanal 146 vor­handen, der parallel zur Schwenkachse 116 verläuft und in ein Sackloch 147 im unteren Teil des Lagergehäuse 112 mündet.
  • Das Drehlager 115 ist gegenüber dem Drehlager 15 abge­wandelt. Das Sackloch 147 im Lagergehäuse 112 ist mit einem Innengewinde versehen. Darin ist der Lagerzapfen 151 einge­schraubt. Auf ihm sitzt die innere Lagerscheibe 152. Der Scheibenteil 153 des Spritzkopfes 113 dient hier gleich­zeitig als die eine äußere Lagerscheibe des Drehlagers 115. In dem kreiszylindrischen Innenraum des Randwulstes 154 des Spritzkopfes 113 sitzt der Abstandsring 155. Außen davor ist die zweite äußere Lagerscheibe 156 angeordnet.
  • Einige der Lagerteile haben auch hier wiederum zugleich die Funktion von Teilen der Antriebsturbine 119. Die innere Lagerscheibe 152 ist zugleich als Leitrad 158 und der Abstandsring 155 als Laufrad 159 ausgebildet.
  • Im Lagerzapfen 151 wird über die als axiales Sackloch ausge­bildete Zulaufleitung 161 das Arbeitsmittel dem Spritz­kopf 113 zugeleitet. Von dieser Zulaufleitung 161 tritt das Arbeitsmittel über zwei diametral verlaufende Quer­bohrungen 162 in eine Umfangsnut 163 an der inneren Umfangs­fläche im Leitrad 158 über. Von dort strömt es durch tangential zum Nutgrund der Umfangsnut 163 ausgerichtete Leitkanäle 164 und tritt an der Außenseite des Leitrades 158 mit einer tangentialen Komponente aus. An der inneren Umfangsfläche des Laufrades 159 sind die Laufschaufeln 165 angeordnet, die hier die Form von hohlen Kreiszylinder­abschnitten haben, die sich über die gesamte Höhe des Lauf­rades 159 ausdehnen. Im Hintergrund der Laufschaufeln 165 ist je ein Abflußkanal 166 vorhanden. Sie münden alle in einen Ringraum 167, der durch je eine Umfangsnut in der äußeren Umfangsfläche des Laufrades 159 und in der inneren Umfangsfläche des Randwulstes 154 des Spritzkopfes 113 gebildet wird. An diesen Ringraum 167 schließen die Verteilerleitungen 168 für das Arbeitsmittel an, die hier als diametral verlaufende Durchgangsbohrung des Rand­wulstes 154 ausgebildet sind. An ihren Mündungen an der Außenseite des Randwustes 154 sind diese Bohrungen mit einem nicht dargestellten Verschlußstopfen verschlossen. Von den Verteilerleitungen 168 gehen Stichleitungen ähnlich den Stichleitungen 99 ab. Daran sind einmal die Spritzdüse 171 und einmal die Spritzdüse 172 angeschlossen, die gleich den Spritzdüsen 101 bzw. 102 ausgebildet sind.
  • Dadurch, daß der Antriebsturbine 119 das Arbeitsmittel über die zweite Gruppe Querbohrungen 139 und die daran anschließenden Kanäle, den Abflußkanal 142, den Verbindungs­kanal 176 und die Zuleitung 161, zugeleitet wird, ist die Antriebsturbine 119 zur Antriebsturbine 118 parallel­geschaltet. Je nach der Ausbildung der Durchlaßquerschnitte an der Verzweigungsstelle für das Arbeitsmittel im Lager­zapfen 136 und je nach dem Druckabfall in den daran anschließenden Leitungen lassen sich die Drehzahlen der beiden Antriebsturbinen 118 und 119 auf das gewünschte Verhältnis untereinander einstellen. Eine weitere Einstell­möglichkeit läßt sich dadurch schaffen, daß die Hohlschraube für die Steuerdüse 61 nicht wie die Hohlschraube 103 sondern wie die Hohlschraube 64 ausgebildete wird, die mit einem Gewindestift 68 und mit einer Kegelspitze 69 versehen ist. Durch die axial verstellbare Kegelspitze kann der Durchlaß­querschnitt zur Steuerdüse 61 und damit der Durchlaß­querschnitt der Antriebsturbine 118 verändert werden und so der Mengenstrom des Arbeitsmittels in der Antriebs­turbine 118 vergrößert oder verkleinert werden, was eine entgegengesetzte Änderung des Mengenstromes für die Antriebsturbine 119 nach sich zieht.

Claims (13)

1. Reinigungsvorrichtung für Behälter und dergleichen mit den Merkmalen:
- ein Spritzkopf (13) ist mit einer oder mehreren Spritzdüsen (101; 102) für das Verspritzen eines Arbeitsmittels versehen,
- der Spritzkopf (13) ist an einem Lagergehäuse (12) mittels eines Drehlagers (15) um eine Drehachse (17) drehbar gelagert, das durch mit dem Lagergehäuse (12) verbundene Lagerteile (73; 74; 75) und durch mit dem Spritzkopf (13) verbundene Lagerteile (71; 72) gebildet wird, die jeweils aufeinander abgestimmte radiale und axiale Lagerflächen aufweisen,
- für die Drehbewegung des Spritzkopfes (13) ist ein Antrieb (19) vorhanden,
- das Lagergehäuse (12) ist an einem Halter (11) mittels eines Schwenklagers (14) um eine Schwenkachse (16) schwenkbar gelagert, das durch mit dem Halter (11) verbundene Lagerteile (31; 32) und durch mit dem Lagergehäuse (12) verbundene Lagerteile (35; 36; 37) gebildet wird, die jeweils aufeinander abgestimmte radiale und axiale Lagerflächen aufweisen,
- für die Schwenkbewegung des Lagergehäuses (12) ist ein Antrieb (18) vorhanden,
- der Lagerzapfen (71) für den Spritzkopf (13) weist eine Zuleitung (87) für das Arbeitsmittel auf,
- der Spritzkopf (13) weist für jede vorhandene Spritz­düse (101; 102) eine Verteilerleitung (97; 99) auf, die an die Zuleitung (87) angeschlossen ist,
gekennzeichent durch die Merkmale:
- die Drehachse (17) des Spritzkopfes (13) schließt mit der Schwenkachse (16) des Lagergehäuses (12) einen Winkel (a) ein, der größer als 90° und kleiner als 180° ist,
- der Antrieb (19) des Spritzkopfes (13) und der Antrieb (18) des Lagergehäuses (12) sind nicht mechanisch miteinander gekoppelt.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die Drehachse (17) des Spritzkopfes (13) schließt mit der Schwenkachse (16) des Lagergehäuses (12) einen Winkel (a) ein, der zumindest annähernd 135° ist.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- das Lagergehäuse (12) wird durch zwei zumindest annähernd kreiszylindrische Körper (56; 57) gebildet, die an einer tatsächlichen oder gedachten Begrenzungs­fläche aneinander anschließen, die gegenüber ihrer Zylinderachse um den halben Wert des Winkels (a) geneigt sind, den die Drehachse (17) des Spritz­kopfes (13) und die Schwenkachse (16) des Lager­gehäuses (12) miteinander einschließen,
- an der jeweils voneinander abgekehrten Stirnseite sind die Lagerteile (35, 36, 37; 72, 73, 74) für die Verbindung mit dem Spritzkopf (13) bzw. mit dem Halter (11) angeordnet.
4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- das Lagergehäuse (112) wird durch einen einzigen zumindest annähernd kreiszylindrischen Körper gebildet, dessen eine Stirnseite zumindest annähernd normal zur Zylinderachse des Körpers ausgerichtet ist, und dessen andere Stirnseite gegenüber der Zylinder­achse zumindest annähernd um den Winkel (a) geneigt ausgerichtet ist, den die Drehachse (117) des Spritz­kopfes (113) und die Schwenkachse (116) des Lager­gehäuses (112) miteinander einschließen.
5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- als Antrieb des Spritzkopfes (13) und/oder des Lager­gehäuses (12) ist je eine Turbine (19 bzw. 18) vor­handen, die vorzugsweise vom Arbeitsmittel beauf­schlagt werden.
6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- bei der Turbine (119) liegt das Laufrad (159) außen und das Leitrad (158) innen,
- der Spritzkopf (123) und/oder das Lagergehäuse ist mit dem Laufrad (159) der zugehörigen Turbine (119) gekoppelt.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die Anzahl der Leitelemente (84; 165) im Lauf­rad (79; 159) ist verschieden von der Anzahl der Leit­elemente (83; 164) im Leitrad (78; 158).
8. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die beiden Turbinen (18; 19) werden vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmt.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die beiden Turbinen (118; 119) werden vom Arbeits­mittel unabhängig voneinander durchströmt.
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- der Antrieb des Lagergehäuses (12) weist zusätzlich zur Turbine (18) eine Spritzdüse (61) auf, die in einem gewissen Abstand von der Schwenkachse (16) ange­ordnet ist,
- diese Spritzdüse (61) ist vorzugsweise in einer Tangentialebene zur Schwenkachse (16) einstellbar ausgebildet.
11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- die Spritzdüsen (101; 102) am Spritzkopf (13) sind um eine Achse einstellbar angeordnet, die mit der Dreh­achse (17) des Spritzkopfes (13) vorzugsweise einen Winkel von 45° einschließt.
12. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- am Spritzkopf (13) sind an der Mündung einer Ver­teilerleitung (99) mehr als eine Spritzdüse (62) ange­ordnet,
- diese Spritzdüsen (62) sind vorzugsweise an je einem eigenen Düsenhalter (63) angeordnet,
- die Düsenhalter (63) sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Fluchtlinie angeordnet,
- die Austrittsöffnungen (62) der Düsen sind auf unterschiedliche Austrittsrichtungen einstellbar.
13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- bei mindestens einer der Spritzdüsen hat der Spritz­strahl eine Austrittsrichtung, die eine Umfangs­komponente aufweist,
- diese Spritzdüse oder Spritzdüsen bilden allein den Antrieb des Spritzkopfes
- als Antriebsmittel dient das Arbeitsmittel der Reinigungsvorrichtung.
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