EP1062049A1 - Tankreinigungsvorrichtung - Google Patents

Tankreinigungsvorrichtung

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Publication number
EP1062049A1
EP1062049A1 EP99910236A EP99910236A EP1062049A1 EP 1062049 A1 EP1062049 A1 EP 1062049A1 EP 99910236 A EP99910236 A EP 99910236A EP 99910236 A EP99910236 A EP 99910236A EP 1062049 A1 EP1062049 A1 EP 1062049A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotation
axis
cleaning device
tank
nozzle arrangement
Prior art date
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Granted
Application number
EP99910236A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1062049B1 (de
Inventor
Robert A. Owens
Poul Anton Daugaard
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.)
Alfa Laval Kolding AS
Original Assignee
Alfa Laval LKM AS
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Filing date
Publication date
Application filed by Alfa Laval LKM AS filed Critical Alfa Laval LKM AS
Publication of EP1062049A1 publication Critical patent/EP1062049A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1062049B1 publication Critical patent/EP1062049B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/04Spraying 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
    • B05B3/0409Spraying 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
    • B05B3/0418Spraying 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
    • B05B3/0422Spraying 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
    • B05B3/0445Spraying 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
    • B08B9/0936Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays using rotating jets

Definitions

  • the invention relates to a tank cleaning device with a housing which can be inserted into an opening of a tank, which has a non-rotatable housing part connected to a supply line for the cleaning liquid and a nozzle holder which can be rotated about a first axis of rotation relative to the non-rotatable housing part, and with at least one on the nozzle holder about a second axis of rotation rotatable nozzle arrangement with four nozzles.
  • a similar tank cleaning device is known from EP 0 430 659 A2.
  • This known tank cleaning device has a narrow housing that can also be inserted into a narrow tank opening.
  • the nozzle arrangement has only two nozzles, which are arranged at an angle of 180 ° to one another. When the housing is inserted into a narrow tank opening, the nozzle arrangement is rotated so that the common axis of the two nozzles is parallel to the longitudinal axis of the housing.
  • the tank opening therefore only needs a slightly larger one
  • a small tank opening can advantageously be manufactured much more cost-effectively than a large one.
  • the two nozzles generate during the
  • the cleaning time cannot be increased because the liquid jets always run on the same path.
  • the cleaning density has been reduced by the arrangement of four instead of two nozzles.
  • the four nozzles in the known nozzle arrangements are always arranged at equal angular intervals of 90 ° to one another.
  • the reason for this is that the nozzles in the known tank cleaning devices rotate uniformly about a usually horizontally arranged axis of rotation, while the entire nozzle arrangement rotates uniformly about a usually vertical axis of rotation. Given the uniform 90 ° angular spacing of the nozzles, there is therefore a uniform spray pattern on the inside of the tank without major gaps.
  • the known nozzle arrangements with four nozzles have the disadvantage, however, that when they are introduced into a narrow tank opening, not all nozzle axes can be set parallel to Gehauselangsach.se, at least not without further complex structural measures. In the case of very narrow tank openings, one is therefore forced to shorten the nozzle length, but this leads to poorer quality of the liquid jet and less effective cleaning with poorer cleaning results. However, this means that so far there is no tank cleaning device with four nozzles that pass through a narrow tank opening 3 fits and still delivers a cleaning-effective liquid jet.
  • the object is achieved according to the invention in that two nozzles of the nozzle arrangement are arranged at an acute angle to one another as a V-formation, the two V-formations pointing essentially in opposite directions.
  • the arrangement of the nozzles according to the invention in an acute-angled V-formation can produce a uniform spray pattern without major gaps. If one rotates this nozzle arrangement in such a way that one V-formation points upwards and the other points downwards, then the longer extension of the nozzle arrangement is oriented in the direction of the longitudinal axis of the housing. The minimum required diameter of the tank opening is then only determined by the width of the housing and the narrower extent of the nozzle arrangement.
  • the rotation of the nozzle holder about the first axis of rotation and the rotation of the nozzle arrangement about the second axis of rotation are mechanically coupled to one another and have a fixed relationship to one another, so that the spray pattern is repeated after a certain number of revolutions, and that the acute angles of the V formations are matched to the ratio of the two rotations with a view to a uniform spray pattern.
  • a clever choice of the acute angle can then achieve a uniform one 4
  • Spray patterns are generated without major gaps, which essentially does not differ from the spray pattern of known tank cleaning devices with four nozzles arranged at right angles.
  • first axis of rotation coincides with the longitudinal axis of the housing and is arranged perpendicular to the second axis of rotation and if the ratio of the two rotations is 45:43, then it is optimal with regard to a uniform spray pattern that the acute angles of the V-formations are approximately 40 °. With this arrangement of the axes of rotation, uniform rotary movements can be generated with simple means.
  • the nozzles can be used optimally small installation space can advantageously be long to ensure quality 5 of the liquid jet and improve the effectiveness of cleaning.
  • a turbine and a gear for driving the rotatable nozzle arrangement are arranged such that the cleaning fluid flowing in under pressure from the supply line flows through the housing and drives the turbine before it emerges from the nozzles, one receives one slim device that m narrow for imports
  • Tank openings is suitable and contains a simple drive for the two rotary movements to ensure thorough and even cleaning of the tank interior.
  • the invention can be further improved by providing a play of approximately 180 ° between an element driving the rotary movement of the nozzle arrangement about the second axis of rotation and the drive shaft of the nozzle arrangement. This enables the nozzle arrangement to be aligned in the longitudinal direction of the housing from any desired rotational position in the region of the play, without the rotary drive having to be activated. It is therefore possible that the narrow tank opening for importing m may not be correctly positioned
  • Hub area of a bevel gear rotatably mounted on the drive shaft engages.
  • a plate-shaped facing in the hub area which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft has an axially inwardly projecting and extending in the direction of rotation over an angular range of 90 °
  • the projections can easily be molded in during manufacture, in particular when casting bevel gear and facing, without the need for further work steps, such as inserting a pin into the drive shaft.
  • Figure 1 shows a tank cleaning device according to the invention in a plan view
  • Figure 2 is a side view of the same
  • FIG. 3 is a sectional view of the same tank cleaning device
  • Figure 4 shows a detail of an inventive
  • Figure 5 is a generated with the inventive tank cleaning device
  • Figure 6 shows a detail of the spray pattern of tank cleaning devices with four and with two nozzles in a direct comparison.
  • the tank cleaning device according to the invention shown in the figures consists of a housing 1 which can be inserted into a narrow tank opening (not shown) and therefore has a slim shape.
  • the housing has a non-rotatable housing part 2, which has a feed opening 3 on its upper side for connecting a feed line (not shown) for the cleaning fluid.
  • the housing 1 has a nozzle holder 4 which is arranged such that it can rotate about a first axis of rotation 5 with respect to the non-rotatable housing part 2.
  • a nozzle arrangement 6 is mounted on the nozzle holder 4 so as to be rotatable about a second axis of rotation 7.
  • the nozzle arrangement 6 has four nozzles 8, 9, 10, 11, of which two 8, 9 and 10, 11 each have a tip
  • Angles 12 of approximately 40 ° to one another are arranged as a V formation 13 or 14.
  • the tank cleaning device can be introduced even in very narrow tank openings.
  • the two V-formations 13, 14 are arranged symmetrically to one another, the nozzles 9 and 10 pointing in opposite directions 15 on the one hand, and the nozzles 8 and 11 pointing in corresponding opposite directions on the other hand.
  • the V formations 13, 14 are also offset from one another so that their tips 16, 17 are at a distance from the second axis of rotation 7.
  • the connecting line 18 between the two tips 16, 17 is approximately perpendicular to the respective bisector 19, 20 of the two acute angles 12.
  • the two V-formations 13, 14 can also be used differently to improve the compactness of the nozzle arrangement 4 than in the exemplary embodiment shown offset, in particular shifted along the bisector 19, 20, may be arranged.
  • the first axis of rotation 5 is arranged perpendicular to the second axis of rotation 7 and coincides with the longitudinal axis of the housing 1.
  • the rotatable housing part 2 is elongated and narrow so that it fits through narrow tank openings. Cleaning fluid flows under pressure into the interior of the housing 1 through the supply opening 3.
  • a turbine 21 with a stator 22 and a rotor 23 is arranged in the housing part 2.
  • the rotor 23 is seated on a rotor shaft 24 to which a sun gear 25 of a planetary gear 26 is also connected in a rotationally fixed manner.
  • the cleaning fluid flows through the blades of the stator 22 and the rotor 23 and drives them.
  • the rotor 23 rotates the sun gear 25 and this drives first rotating gear wheels 27, which in turn are connected in a rotationally fixed manner to second rotating gear wheels 28.
  • the second gear wheels 28 run on an internal toothing 29 of a rotating part 30, which is connected in a rotationally fixed manner to the rotatable nozzle holder 4.
  • the first gear wheels 27 run on an internal toothing 31 of the rotationally fixed housing part 2.
  • the two gear wheels 27, 28 have the same number of teeth.
  • One internal toothing 29 has a different number of teeth by one tooth than the other internal toothing 31, so that after one revolution of the two toothed wheels 27, 28 the rotating part 30 and the nozzle holder 4 correspond to the difference in the number of teeth by a small angle with respect to that have rotated housing part 2.
  • the non-rotatable housing part 2 has in its lower area a conical toothing 32 which is in engagement with a bevel gear 33 m arranged on the second axis of rotation 7.
  • the bevel gear 33 is connected in a rotationally fixed manner to the nozzle arrangement 6 which is rotatably mounted about the second axis of rotation 7. If the turbine drive forcibly rotates the nozzle holder 4 about the first axis of rotation 5, then the second axis of rotation 7 is pivoted and the bevel gear 33 rolls on the conical toothing 32 of the rotationally fixed housing part 2.
  • the bevel gear 33 rotates the nozzle arrangement 6 about the second axis of rotation 7. Both rotary movements take place uniformly.
  • the conical toothing 32 has 45 teeth, while the bevel gear 33 has only 43 teeth. This means that the spray pattern generated by the nozzles 8, 9, 10, 11 only after 45 revolutions of the 10
  • the mechanical coupling with the fixed ratio of 45:43 between the two rotary movements together with the acute angle 12 of 40 ° results in an optimal match.
  • the cleaning fluid also flows through the planetary gear 26 and then reaches the nozzle holder 4, from where it is pressed into the nozzle arrangement 6, in order to finally emerge from the nozzles 8, 9, 10, 11 and to spray off the inside surface of the tank. Due to the uniform double rotation about the two axes of rotation 5, 7, a spray pattern is generated which covers the inside of the tank evenly.
  • FIG. 5 Such a spray pattern is shown in FIG. 5.
  • the webs drawn by the liquid jet are essentially evenly distributed over the inner surface of the tank.
  • Figure 6 shows a direct comparison between the spray patterns of a four-nozzle machine and a two-nozzle machine. As can easily be seen, the .distance between adjacent webs and the mesh size in a two-nozzle machine are twice as large as in a four-nozzle machine.
  • the pin 34 provided, which is pressed into a bore provided for this purpose in the drive shaft 36.
  • the pin 34 projects radially outwards and engages in a recess
  • the recess 35 in the hub area of the bevel gear 33 rotatably mounted on the drive shaft 36.
  • the recess 35 extends in the direction of rotation over an angular range of 180 °, so that the bevel gear 33 with respect to the drive shaft 36 within the 11
  • Angular play can rotate by up to 180 ° before the pin 34 strikes against one of the boundaries of the recess 35 in the direction of rotation and the drive shaft 36 is driven by the bevel gear 33.
  • This measure ensures free rotatability of the nozzle arrangement 6, which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 36, within the angular play with the bevel gear 33 stationary, so that alignment of the two V formations 13, 14 in the longitudinal direction of the housing is possible even when the drive is stationary.
  • a plate-shaped cover 37 which covers the rear side of the nozzle holder 4, is connected to the drive shaft 36 in a rotationally fixed manner and rotates together with it, and is equipped in its hub area with an axially inward projection 38
  • Direction of rotation extends over an angular range of 90 °.
  • the bevel gear 33 which is rotatably mounted on the drive shaft 36, is also equipped in its hub area with an axial projection 39 which projects axially outwards against the first projection 38 into the same axial area as this and also extends over an angular range of 90 ° in the direction of rotation extends.
  • the two projections 38, 39 together cover an angular range of 180 °, so that the relative rotation between the plate-shaped cover 37 and the bevel gear 33 is limited to the remaining angular range of likewise 180 ° by the projections 38, 39 abutting in the direction of rotation.
  • the bevel gear 33 can thus be rotated by up to 180 ° with respect to the blind 37 within the angular play, 12 before the projection 39 of the bevel gear 33 abuts the projection 38 of the cover 37 in the direction of rotation and the drive shaft 36 is driven by the bevel gear 33 via the cover 37.
  • a special spray nozzle 40 is provided, which is arranged in the upper region of the non-rotatable housing part 2 and whose spray direction is oriented downwards in the direction of the nozzle arrangement 6. Additional spray nozzles for self-cleaning can also be provided.

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Abstract

Eine Tankreinigungsvorrichtung mit einem in eine Öffnung eines Tanks einführbaren Gehäuse (1), das einen mit einer Zuführleitung für die Reinigungsflüssigkeit verbundenen drehfesten Gehäuseteil (2) und einen gegenüber dem drehfesten Gehäuseteil (2) um eine erste Drehachse (5) drehbaren Düsenhalter (4) aufweist, und mit mindestens einer am Düsenhalter (4) um eine zweite Drehachse (7) drehbar angeordneten Düsenanordnung (6) mit vier Düsen (8, 9, 10, 11), erlaubt bei einfachem Aufbau eine gründliche Reinigung von Tanks mit schmalen Tanköffnungen, wenn jeweils zwei Düsen (8, 9; 10, 11) der Düsenanordnung (6) im spitzen Winkel (12) zueinander als V-Formation (13, 14) angeordnet sind, wobei die beiden V-Formationen (13, 14) im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen (15) weisen.

Description

TankreinigungsVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Tankreinigungsvorrichtung mit einem in eine Öffnung eines Tanks einführbaren Gehäuse, das einen mit einer Zuführleitung für die Reinigungsflüssigkeit verbundenen drehfesten Gehäuseteil und einen gegenüber dem drehfesten Gehäuseteil um eine erste Drehachse drehbaren Düsenhalter aufweist, und mit mindestens einer am Düsenhalter um eine zweite Drehachse drehbar angeordneten Düsenanordnung mit vier Düsen.
Eine ähnliche Tankreinigungsvorrichtungen ist aus der EP 0 430 659 A2 Bekannt. Diese bekannte Tankreinigungsvorrichtung besitzt ein schmales Gehäuse, das man auch in eine enge Tanköffnung einführen kann. Die Düsenanordnung hat nur zwei Düsen, die im Winkel von 180° zueinander angeordnet sind. Beim Einführen des Gehäuses in eine enge Tanköffnung wird die Düsenanordnung so gedreht, daß die gemeinsame Achse der beiden Düsen parallel zur Längsachse des Gehäuses steht. Die Tanköffnung braucht daher nur einen geringfügig größeren
Durchmesser aufzuweisen als das schmale Gehäuse der Tankreinigungsvorrichtung. Eine kleine Tanköffnung kann mit Vorteil sehr viel kostengünstiger gefertigt werden als eine große.
Die beiden Düsen erzeugen während des
Reinigungsvorgangs auf der Tankinnenfläche ein bestimmtes netzartiges Spritzmuster, das sich bei einem fest vorgegebenen Verhältnis der zwei Drehbewegungen um die beiden genannten Drehachsen 2 nach einer bestimmten Anzahl von Drehungen stets wiederholt und eine feste "Maschenweite" aufweist. Die durch die Flussigkeitsstrahlen auf der Tankinnenflache gezogenen Bahnen erhalten dabei eine festgelegte Dichte, die auch durch eine lange
Reinigungsdauer nicht vergrößert werden kann, weil die Flüssigkeitsstrahlen immer wieder auf denselben Bahnen laufen.
Man hat daher bei anderen bekannten Vorrichtungen die Reinigungsdichte durch die .Anordnung von vier statt zwei Düsen verringert. Dabei sind die vier Düsen in den bekannten Dusenanordnungen stets in gleichmaßigen Winkelabstanden von jeweils 90° zueinander angeordnet. Dies hat seinen Grund darin, daß sich die Düsen bei den bekannten Tankreinigungsvorrichtungen gleichmäßig um eine üblicherweise horizontal angeordnete Drehachse drehen, wahrend sich die gesamte Dusenanordnung gleichmaßig um eine üblicherweise vertikale Drehachse dreht. Bei den gleichmaßigen 90°-Winkelabständen der Düsen ergibt sich daher auf der Tankinnenflache ein gleichmaßiges Spritzmuster ohne größere Lucken.
Die bekannten Dusenanordnungen mit vier Düsen haben aber den Nachteil, daß beim Einführen in eine enge Tankoffnung nicht mehr alle Düsenachsen parallel zur Gehauselangsach.se eingestellt werden können, jedenfalls nicht ohne weitere aufwendige konstruktive Maßnahmen. Bei sehr engen Tanköffnungen ist man daher gezwungen, die Dusenlange zu verkurzen, was aber zu einer schlechteren Qualität des Flussigkeitsstrahls und einer weniger effektiven Reinigung mit schlechteren Reinigungsergebnissen fuhrt. Dies heißt aber, daß es bisher keine Tankreinigungsvorrichtung mit vier Düsen gibt, die durch eine enge Tanköffnung 3 paßt und dabei trotzdem einen reinigungseffektiven Flussigkeitsstrahl liefert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tankreinigungsvorrichtung anzugeben, die bei einfachem Aufbau eine gründliche Reinigung von Tanks mit schmalen Tankoffnungen erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß jeweils zwei Düsen der Dusenanordnung im spitzen Winkel zueinander als V-Formation angeordnet sind, wobei die beiden V-Formationen im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen weisen.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß man mit der erfmdungsgemäßen .Anordnung der Düsen m spitzwinkliger V-Formation ein gleichmaßiges Spritzmuster ohne größere Lucken erzeugen kann. Wenn man diese Dusenanordnung so dreht, daß die eine V- For ation nach oben und die andere nach unten weist, dann ist die längere Ausdehnung der Dusenanordnung in Richtung auf die Gehauselangsachse ausgerichtet. Der mindestens erforderliche Durchmesser der Tankoffnung wird dann nur durch die Gehausebreite und die schmalere Ausdehnung der Dusenanordnung bestimmt.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist vorgesehen, daß die Drehung des Dusenhalters um die erste Drehachse und die Drehung der Dusenanordnung um die zweite Drehachse mechanisch miteinander gekoppelt sind und ein festes Verhältnis zueinander aufweisen, so daß sich das Spritzmuster nach einer bestimmten .Anzahl von Umdrehungen wiederholt, und daß die spitzen Winkel der V-Formationen im Hinblick auf ein gleichmaßiges Spritzmuster auf das Verhältnis der beiden Drehungen abgestimmt sind. Bei einem festen Verhältnis der Drehungen kann dann durch geschickte Wahl des spitzen Winkels ein gleichmäßiges 4
Spritzmuster ohne größere Lucken erzeugt werden, das sich im wesentlichen nicht von dem Spritzmuster bekannter Tankreinigungsvorrichtungen mit vier jeweils rechtwinklig angeordneten Düsen unterscheidet.
Wenn die erste Drehachse mit der Langsachse des Gehäuses zusammenfallt und senkrecht zur zweiten Drehachse angeordnet ist und wenn das Verhältnis der beiden Drehungen 45:43 betragt, dann ist es im Hinblick auf ein gleichmäßiges Spritzmuster optimal, daß die spitzen Winkel der V-Formationen ungefähr 40° betragen. Bei dieser .Anordnung der Drehachsen können gleichförmige Drehbewegungen mit einfachen Mitteln erzeugt werden. Man kann berechnen, daß bei dem o.g. Verhältnis der beiden Drehungen die folgenden Winkel zwischen den Düsen zur Erzielung eines gleichmäßigen Spritzmusters m Frage kommen: 90,00°; 81,63°; 73,26°; 64,88°; 56,51°; 48,14°; 39,77°; 31,40°; 23,02°; 14,65°; 6,28°. Dabei stellt der hier gewählte Winkel von 39,77°, oder rund 40°, einen vorteilhaften Kompromiß im Hinblick auf ein gleichmäßig dichtes Spritzmuster bei möglichst kleiner Tankoffnung dar.
Auch die Maßnahme, daß die beiden V-Formationen symmetrisch zueinander angeordnet sind, so daß jeweils zwei Düsen in entgegengesetzte Richtungen weisen tragt zur Gleichmäßigkeit des Spritzmusters bei .
Wenn die beiden V-Formationen versetzt zueinander angeordnet sind, so daß ihre Spitzen jeweils im radialen Abstand zur zweiten Drehachse liegen, wobei die Verbindungslinie zwischen den beiden Spitzen im wesentlichen senkrecht auf den Winkelhalbierenden der beiden spitzen Winkel steht, können die Düsen unter optimaler Ausnutzung des geringen Einbauraums vorteilhaft lang ausgebildet sein, um die Qualität 5 des Flussigkeitssrahls und die Effektivität der Reinigung zu verbessern.
Wenn m dem länglich und schmal ausgebildeten drehfesten Gehauseteil eine Turbine und ein Getriebe zum Antrieb der drehbaren Dusenanordnung derart angeordnet sind, daß die aus der Zufuhrleitung unter Druck zufließende Reinigungsflussigkeit das Gehäuse durchströmt und die Turbine antreibt, bevor sie aus den Düsen austritt, erhalt man eine schlanke Vorrichtung, die zum Einfuhren m schmale
Tankoffnungen geeignet ist und dabei einen einfachen .Antrieb für die beiden Drehbewegungen enthalt, um eine gründliche und gleichmäßige Reinigung der Tankinnenflachen zu gewährleisten.
Die Erfindung laßt sich dadurch noch verbessern, daß zwischen einem die Drehbewegung der Dusenanordnung um die zweite Drehachse antreibenden Element und der .Antriebswelle der Dusenanordnung ein Wmkelspiel von ungefähr 180° vorgesehen ist. Dadurch wird im Bereich des Wmkelspiels eine Ausrichtung der Dusenanordnung m Längsrichtung des Gehäuses aus jeder beliebigen Drehposition heraus ermöglicht, ohne daß der Drehantrieb aktiviert werden mußte. Man kann daher die zum Einfuhren m eine enge Tankoffnung gegebenenfalls nicht korrekt positionierte
Dusenanordnung per Hand ausrichten, ohne die Antriebselemente mitdrehen zu müssen und ohne die ansonsten zum .Antrieb erforderliche Reinigungsflussigkeit unnötig zu verbrauchen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des genannten
Wmkelspiels ist die Antriebswelle mit einem radial über ihren Außendurchmesser vorstehenden Stift versehen, der m eine sich m Drehrichtung über einen Wmkelbereich von 180° erstreckende Ausnehmmung im 6
Nabenbereich eines auf der .Antriebswelle drehbar gelagerten Kegelrades eingreift.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß eine mit der Antriebswelle drehfest verbundene, tellerförmige Verblendung im Nabenbereich einen axial nach innen vorspringenden und sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 90° erstreckenden ersten Vorsprung aufweist, daß ein auf der Antriebswelle drehbar gelagertes Kegelrad im Nabenbereich einen axial nach außen entgegen dem ersten Vorsprung vorspringenden, in denselben Axialbereich wie der erste Vorsprung ragenden und sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 90° erstreckenden zweiten Vorsprung aufweist, so daß die relative Drehung zwischen der tellerförmigen Verblendung und dem Kegelrad durch die in Drehrichtung aneinander anschlagenden Vorsprünge auf einen Winkelbereich von 180° beschränkt ist. Die Vorsprünge können auf einfache Weise bei der Fertigung, insbesondere beim Gießen von Kegelrad und Verblendung gleich mit eingeformt werden, ohne daß es weiterer Arbeitsschritte bedarf, wie etwa das Einsetzen eines Stiftes in die Antriebswelle.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Tankreinigungsvorrichtung in einer Draufsicht;
Figur 2 eine Seitenansicht derselben
Tankreinigungsvorrichtung;
Figur 3 eine geschnittene Darstellung derselben Tankreinigungsvorrichtung; 7
Figur 4 ein Detail einer erfmdungsgemaßen
Tankreinigungsvorrichtung m einer weiteren Ausfuhrungsform;
Figur 5 ein mit der erfmdungsgemaßen Tankreinigungsvorrichtung erzeugtes
Spritzmuster;
Figur 6 einen Ausschnitt aus den Spritzmustern von Tankreinigungsvorrichtungen mit vier und mit zwei Düsen im direkten Vergleich.
Die m den Figuren dargestellte erf dungsgemaße Tankreinigungsvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das m eine nicht gezeigt schmale Tankoffnung einfuhrbar ist und daher eine schlanke Form aufweist. Das Gehäuse besitzt ein drehfestes Gehauseteil 2, das an seiner Oberseite eine Zufuhroffnung 3 zum .Anschluß einer nicht gezeigten Zufuhrleitung für die Reinigungsflussigkeit aufweist. Weiterhin besitzt das Gehäuse 1 einen Dusenhalter 4, der gegenüber dem drehfesten Gehauseteil 2 um eine erste Drehachse 5 drehbar angeordnet ist. Am Dusenhalter 4 ist eine Dusenanordnung 6 um eine zweite Drehachse 7 drehbar gelagert.
Die Dusenanordnung 6 besitzt vier Düsen 8, 9, 10, 11, von denen jeweils zwei 8, 9 bzw. 10, 11 im spitzen
Winkel 12 von etwa 40° zueinander als V-Formation 13 bzw. 14 angeordnet sind. Die beiden V-Formationen 13,
14 sind zueinander so angeordnet, daß sie in entgegengesetzte Richtungen 15 weisen. Dadurch entsteht eine Dusenanordnung 4, die den Richtungen
15 eine größere Ausdehnung besitzt als quer zu diesen Richtungen 15. Wenn man nun die Dusenanordnung 4 durch Drehen so, wie in den Figuren gezeigt, d.h. mit den Richtungen 15 parallel zur Längsrichtung des Gehäuses 1 ausrichtet, dann kann die Tankreinigungsvorrichtung selbst m sehr schmale Tankoffnungen eingef hrt werden.
Die beiden V-Formationen 13, 14 sind symmetrisch zueinander angeordnet, wobei einerseits die Düsen 9 und 10 in entgegengesetzte Richtungen 15 und andererseits auch die Düsen 8 und 11 in entprechende entgegengesetzte Richtungen weisen. Wie man am besten Figur 1 erkennt, sind die V-Formationen 13, 14 außerdem versetzt zueinander angeordnet, so daß ihre Spitzen 16, 17 im Abstand zur zweiten Drehachse 7 liegen. Dabei steht die Verbindungslinie 18 zwischen den beiden Spitzen 16, 17 ungefähr senkrecht auf den jeweiligen Winkelhalbierenden 19, 20 der beiden spitzen Winkel 12. Selbstverständlich können die beiden V-Formationen 13, 14 zur Verbesserung der Kompaktheit der Dusenanordnung 4 auch anders als im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel versetzt, insbesondere entlang der Winkelhalbierenden 19, 20 verschoben, angeordnet sein.
Wie man am besten in Figur 3 erkennt, ist die erste Drehachse 5 senkrecht zur zweiten Drehachse 7 angeordnet und fallt mit der Langsachse des Gehäuses 1 zusammen. Das drehfeste Gehauseteil 2 ist länglich und schmal ausgebildet, damit es durch enge Tankoffnungen paßt. Durch die Zufuhroffnung 3 strömt Reinigungsflussigkeit unter Druck in den Innenraum des Gehäuses 1. In dem Gehauseteil 2 ist eine Turbine 21 mit einem Stator 22 und einem Rotor 23 angeordnet. Der Rotor 23 sitzt auf einer Rotorwelle 24 mit der außerdem ein Sonnenrad 25 eines Planetengetriebes 26 drehfest verbunden ist. 9
Die Reinigungsflussigkeit strömt durch Schaufeln des Stators 22 und des Rotors 23 und treibt diesen an. Der Rotor 23 dreht dabei das Sonnenrad 25 und dieses treibt erste umlaufende Zahnrader 27 an, die wiederum drehfest mit zweiten umlaufenden Zahnradern 28 verbunden sind. Die zweiten Zahnrader 28 laufen auf einer Innenverzahnung 29 eines Drehteils 30 um, das drehfest mit dem drehbaren Dusenhalter 4 verbunden ist. Die ersten Zahnrader 27 laufen auf einer Innenverzahnung 31 des drehfesten Gehauseteils 2 um. Die beiden Zahnrader 27, 28 haben dieselbe Zahl von Zahnen. Die eine Innenverzahnung 29 hat eine um einen Zahn verschiedene .Anzahl von Zahnen als die andere Innenverzahnung 31, so daß sie nach einem Umlauf der beiden Zahnrader 27, 28 das Drehteil 30 und den Dusenhalter 4 entsprechend der Differenz der Zahnezahl um einen kleinen Winkel gegenüber dem drehfesten Gehauseteil 2 gedreht haben.
Das drehfeste Gehauseteil 2 hat in seinem unteren Bereich eine kegelförmige Verzahnung 32, die mit einem auf der zweiten Drehachse 7 angeordneten Kegelrad 33 m Eingriff steht. Das Kegelrad 33 ist drehfest mit der um die zweite Drehachse 7 drehbar gelagerten Dusenanordnung 6 verbunden. Wenn nun der Turbinenantrieb den Dusenhalter 4 zwangsweise um die erste Drehachse 5 dreht, so wird die zweite Drehachse 7 geschwenkt und das Kegelrad 33 rollt auf der kegelförmigen Verzahnung 32 des drehfesten Gehauseteils 2 ab. Dabei dreht das Kegelrad 33 die Dusenanordnung 6 um die zweite Drehachse 7. Beide Drehbewegungen erfolgen dabei gleichförmig.
Die kegelförmige Verzahnung 32 hat 45 Zahne, wahrend das Kegelrad 33 nur 43 Zahne besitzt. Dies bedeutet, daß sich das von den Düsen 8, 9, 10, 11 erzeugte Spritzmuster erst nach 45 Umdrehungen der 10
Dusenanordnung 6 und nach 43 Umdrehungen des Dusenhalters 4 wiederholt. Dabei ergibt die mechanische Kopplung mit dem fest vorgegebenen Verhältnis von 45:43 zwischen den beiden Drehbewegungen zusammen mit dem spitzen Winkel 12 von 40° eine optimale .Abstimmung.
Die Reinigungsflussigkeit strömt nach der Turbine 21 auch durch das Planetengetriebe 26 und gelangt dann in den Dusenhalter 4, von wo sie in die Dusenanordnung 6 gepreßt wird, um schließlich aus den Düsen 8, 9, 10, 11 auszutreten und die Tankinnenflache abzuspritzen. Aufgrund der gleichförmigen zweifachen Drehbewegung um die beiden Drehachsen 5, 7 wird ein Spritzmuster erzeugt, das die Tankinnenflache gleichmaßig abdeckt.
Ein solches Spritzmuster ist in Figur 5 dargestellt. Die vom Flussigkeitsstrahl gezogenen Bahnen sind im wesentlichen gleichmäßig über die Tankinnenflache verteilt. Einen direkten Vergleich zwischen den Spritzmustern einer Vier-Dusen-Maschine und einer Zwei-Dusen-Maschine zeigt Figur 6. Wie man leicht erkennen kann, sind die .Abstände benachbarter Bahnen und die Maschenweite bei einer Zwei-Dusen-Maschine doppelt so groß wie bei einer Vier-Dusen-Maschine.
Wie man in Figur 3 erkennen kann, ist die
Antriebswelle 36 der Dusenanordnung 6 mit einem radial über ihren Außendurchmesser vorstehenden Stift
34 versehen, der in eine dafür vorgesehene Bohrung der .Antriebswelle 36 eingepreßt ist. Der Stift 34 ragt radial nach außen und greift in eine Ausnehmung
35 im Nabenbereich des auf der Antriebswelle 36 drehbar gelagerten Kegelrades 33 ein. Die Ausnehmung 35 erstreckt sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 180°, so daß man das Kegelrad 33 gegenüber der Antriebswelle 36 innerhalb des 11
Winkelspiels um bis zu 180° drehen kann, bevor der Stift 34 an einer der Begrenzungen der Ausnehmung 35 in Drehrichtung anschlagt und die Antriebswelle 36 vom Kegelrad 33 angetrieben wird.
Diese Maßnahme gewährleistet eine freie Drehbarkeit der mit der Antriebswelle 36 drehfest verbundenen Dusenanordnung 6 innerhalb des Winkelspiels bei feststehendem Kegelrad 33, so daß eine Ausrichtung der beiden V-Formationen 13, 14 in Gehauselangsrichtung auch bei stehendem Antrieb möglich ist.
Bei der in Figur 4 dargestellten abgewandelten Realisierung des Wmkelspiels ist eine die Ruckseite des Dusenhalters 4 abdeckende, mit der Antriebswelle 36 drehfest verbundene und mit dieser zusammen rotierende, tellerförmige Verblendung 37 in ihrem Nabenbereich mit einem axial nach innen ragenden Vorsprung 38 ausgestattet, der sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 90° erstreckt. Das auf der .Antriebswelle 36 drehbar gelagerte Kegelrad 33 ist in seinem Nabenbereich ebenfalls mit einem axialen Vorsprung 39 ausgestattet, der in axialer Richtung nach außen entgegen dem ersten Vorsprung 38 in denselben Axialbereich wie dieser ragt und sich in Drehrichtung ebenfalls über einen Winkelbereich von 90° erstreckt.
Die beiden Vorsprungen 38, 39 überdecken zusammen einen Winkelbereich von 180°, so daß die relative Drehung zwischen der tellerförmigen Verblendung 37 und dem Kegelrad 33 durch die in Drehrichtung aneinander anschlagenden Vorsprunge 38, 39 auf den verbleibenden Winkelbereich von ebenfalls 180° beschränkt ist. Bei dieser Anordnung kann man also das Kegelrad 33 gegenüber der Verblendung 37 innerhalb des Winkelspiels um bis zu 180° drehen, 12 bevor der Vorsprung 39 des Kegelrades 33 in Drehrichtung an dem Vorsprung 38 der Verblendung 37 anschlagt und die Antriebswelle 36 über die Verblendung 37 vom Kegelrad 33 angetrieben wird.
Zur Selbstreinigung der Tankreinigungsvorrichtung ist eine besondere Spritzduse 40 vorgesehen, die im oberen Bereich des drehfesten Gehauseteils 2 angeordnet und deren Spritzrichtung nach unten in Richtung der Dusenanordnung 6 ausgerichtet ist. Es können auch noch weitere Spritzdusen für die Selbstreinigung vorgesehen werden.
13
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Gehauseteil
3 Zufuhröffnung
4 Dusenhalter
5 Drehachse
6 Dusenanordnung
7 Drehachse
8 Düse
9 Düse
10 Düse
11 Düse
12 Winkel
13 V-Formation
14 V-Formation
15 Richtungen
16 Spitze
17 Spitze
18 Verbindungslinie
19 Winkelhalbierende
20 Winkelhalbierende
21 Turbine
22 Stator
23 Rotor
24 Rotorwelle
25 Sonnenrad
26 Planetengetriebe
27 Zahnräder
28 Zahnrader
29 Innenverzahnung
30 Drehteil
31 Innenverzahnung 32 Verzahnung 14 Kegelrad Stift Ausnehmung Antriebswelle Verblendung Vorsprung Vorsprung Spritzdüse

Claims

15P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Tankreinigungsvorrichtung mit einem in eine Öffnung eines Tanks einführbaren Gehäuse (1), das einen mit einer Zufuhrleitung für die Reinigungsflussigkeit verbundenen drehfesten Gehauseteil (2) und einen gegenüber dem drehfesten Gehauseteil (2) um eine erste Drehachse (5) drehbaren Dusenhalter (4) aufweist, und mit mindestens einer am Dusenhalter (4) um eine zweite Drehachse (7) drehbar angeordneten Dusenanordnung (6) mit vier Düsen (8, 9, 10, 11), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeweils zwei Düsen (8,9; 10,11) der Dusenanordnung (6) im spitzen Winkel (12) zueinander als V-Formation (13, 14) angeordnet sind, wobei die beiden V-
Formationen (13, 14) im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen (15) weisen.
2. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drehung des Dusenhalters (4) um die erste Drehachse (5) und die Drehung der Dusenanordnung (6) um die zweite Drehachse (7) mechanisch miteinander gekoppelt sind und ein festes Verhältnis zueinander aufweisen, so daß sich das Spritzmuster nach einer bestimmten
Anzahl von Umdrehungen wiederholt, und daß die spitzen Winkel (12) der V-Formationen (13, 14) auf das Verhältnis der beiden Drehungen im Hinblick auf ein gleichmaßiges Spritzmuster abgestimmt sind. 16
3. Tankreinigungsvorrichtung nach .Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Drehachse (5) mit der Längsachse des Gehäuses (1) zusammenfällt und senkrecht zur zweiten Drehachse (7) angeordnet ist, daß das Verhältnis der beiden Drehungen 45:43 beträgt und daß die spitzen Winkel (12) der V- Formationen (13, 14) ungefähr 40° betragen.
4. Tankreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden .Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden V- Formationen (13, 14) symmetrisch zueinander angeordnet sind, so daß jeweils zwei Düsen (8,11; 9,10) in entgegengesetzte Richtungen weisen.
5. Tankreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden V- Formationen (13, 14) versetzt zueinander angeordnet sind, so daß ihre Spitzen (16, 17) jeweils im radialen Abstand zur zweiten Drehachse (7) liegen, wobei die Verbindungslinie (18) zwischen den beiden Spitzen (16, 17) im wesentlichen senkrecht auf den Winkelhalbierenden (19, 20) der beiden spitzen Winkel (12) steht.
6. Tankreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem länglich und schmal ausgebildeten drehfesten Gehäuseteil (2) eine Turbine (21) und ein Getriebe (26) zum .Antrieb der drehbaren Düsenanordnung (6) derart angeordnet sind, daß die aus der Zuführleitung unter Druck zufließende Reinigungsflüssigkeit das Gehäuse (1) durchströmt und die Turbine 17
(21) antreibt, bevor sie aus den Düsen (8, 9, 10, 11) austritt.
7. Tankreinigungsvorrichtung nach .Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen einem die Drehbewegung der
Düsenanordnung (6) um die zweite Drehachse (7) antreibenden Element (4, 32, 33) und der Antriebswelle (36) der Düsenanordnung (6) ein Winkelspiel von ungefähr 180° vorgesehen ist.
8. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Antriebswelle (36) mit einem radial über ihren Außendurchmesser vorstehenden Stift (34) versehen ist, der in eine sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 180° erstreckende Ausnehmmung (35) im Nabenbereich eines auf der .Antriebswelle (36) drehbar gelagerten Kegelrades (33) eingreift.
9. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine mit der Antriebswelle (39) drehfest verbundene, tellerförmige Verblendung (37) im Nabenbereich einen axial nach innen vorspringenden und sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 90° erstreckenden ersten Vorsprung (38) aufweist, daß ein auf der Antriebswelle (36) drehbar gelagertes Kegelrad (33) im Nabenbereich einen axial nach außen entgegen dem ersten Vorsprung (38) vorspringenden, in denselben Axialbereich wie der erste Vorsprung (38) ragenden und sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 90° erstreckenden zweiten Vorsprung (39) aufweist, so daß die relative Drehung zwischen der tellerförmigen Verblendung (37) und dem 18
Kegelrad (33) durch die in Drehrichtung aneinander anschlagenden Vorsprünge (38, 39) auf einen Winkelbereich von 180° beschränkt ist.
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