EP1062049B1 - Tankreinigungsvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1062049B1
EP1062049B1 EP99910236A EP99910236A EP1062049B1 EP 1062049 B1 EP1062049 B1 EP 1062049B1 EP 99910236 A EP99910236 A EP 99910236A EP 99910236 A EP99910236 A EP 99910236A EP 1062049 B1 EP1062049 B1 EP 1062049B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cleaning device
rotation
tank
tank cleaning
nozzle arrangement
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99910236A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1062049A1 (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
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 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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    • 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 an insertable into an opening of a tank Housing, one with a feed line for the Cleaning fluid connected non-rotatable Housing part and one opposite the non-rotatable Housing part rotatable about a first axis of rotation Has nozzle holder, and with at least one Nozzle holder rotatable about a second axis of rotation arranged nozzle arrangement with four nozzles.
  • a similar tank cleaning device is out of the EP 0 430 659 A2 known.
  • This well-known Tank cleaning device has a narrow Housing that you can even in a narrow tank opening can introduce.
  • the nozzle arrangement has only two Nozzles arranged at an angle of 180 ° to each other are.
  • the nozzle assembly is rotated so that the common axis of the two nozzles parallel to Longitudinal axis of the housing stands.
  • the tank opening therefore only needs a slightly larger one Diameter than the narrow housing of the Tank cleaning device.
  • a small tank opening can advantageously be made much cheaper be considered a big one.
  • the two nozzles generate during the Cleaning process on the inside of the tank certain net-like spray pattern, which at a fixed ratio of the two Rotational movements around the two mentioned axes of rotation after a certain number of turns repeated and has a fixed "mesh size".
  • the through the liquid jets on the Lanes drawn inside the tank get one fixed density, also by a long Cleaning time cannot be increased because the liquid jets repeatedly on the same Run tracks.
  • the object is achieved in that in each case two nozzles of the nozzle arrangement in the tip Angles to each other are arranged as a V formation, the two V-formations essentially in point in opposite directions.
  • the rotation of the nozzle holder about the first Axis of rotation and the rotation of the nozzle arrangement around the second axis of rotation mechanically coupled are and have a fixed relationship to each other, so that the spray pattern after a certain Number of rotations repeated and that the acute angle of the V-formations with respect to uniform spray pattern on the ratio of two rotations are coordinated. With a fixed Ratio of turns can then be skilful Choice of the acute angle an even Spray patterns are generated without major gaps, that essentially does not differ from the spray pattern known tank cleaning devices with four each arranged at right angles different.
  • first axis of rotation is aligned with the longitudinal axis of the Housing coincides and is perpendicular to the second Axis of rotation is arranged and if the ratio of two turns is 45:43, then it is in Optimal with regard to a uniform spray pattern, that the acute angle of the V formations is about 40 ° be. With this arrangement of the axes of rotation uniform rotary movements with simple means be generated.
  • the nozzles can be under optimal use of the small installation space be advantageously long to the quality of the liquid jet and the effectiveness of the Improve cleaning.
  • a turbine and a gearbox for driving the rotatable nozzle arrangement in this way are arranged that from the supply line under Pressure inflowing cleaning fluid the housing flows through and drives the turbine before turning it off emerges from the nozzles, you get a slim Device for insertion into narrow Tank openings is suitable and a simple one Includes drive for the two rotary movements a thorough and even cleaning of the Ensure tank interior surfaces.
  • the invention can be further improved in that between one around the rotational movement of the nozzle arrangement the second axis of rotation driving element and the Drive shaft of the nozzle arrangement an angular play of approximately 180 ° is provided. This will put in the area the angular play an alignment of the nozzle arrangement in the longitudinal direction of the housing from any Rotation position allows without the Rotary drive should be activated. One can therefore those for insertion into a narrow tank opening possibly not correctly positioned Align the nozzle arrangement by hand without the Having to turn the drive elements and without otherwise required for the drive Consuming cleaning liquid unnecessarily.
  • Angular play is the drive shaft with a radial protruding pin beyond its outer diameter provided that in a direction of rotation over a Angle range of 180 ° extending recess in Hub area rotatable on the drive shaft stored bevel gear engages.
  • Has projection that on the drive shaft rotatable bevel gear in the hub area axially outwards against the first projection protruding, in the same axial area as the first protruding and turning in the direction of rotation extending over an angular range of 90 ° has second projection, so that the relative Rotation between the plate-shaped veneer and the bevel gear against each other in the direction of rotation abutting projections to an angular range of Is limited to 180 °.
  • the protrusions can be on simple way of manufacturing, especially when Cast the bevel gear and the facing with it be molded without further Steps are required, such as inserting one Pin in the drive shaft.
  • Tank cleaning device consists of a housing 1, in a narrow tank opening, not shown is insertable and therefore has a slim shape.
  • the housing has a non-rotatable housing part 2, the at its top a feed opening 3 for connection a feed line, not shown, for the Has cleaning fluid.
  • the Housing 1 has a nozzle holder 4 which is opposite the non-rotatable housing part 2 about a first axis of rotation 5 is rotatably arranged.
  • Nozzle arrangement 6 is rotatable about a second axis of rotation 7 stored.
  • the nozzle arrangement 6 has four nozzles 8, 9, 10, 11, of which two 8, 9 and 10, 11 in the tips Angle 12 of approximately 40 ° to one another as a V formation 13 or 14 are arranged.
  • the two V formations 13, 14 are arranged to each other so that they in opposite directions 15 point. Thereby creates a nozzle arrangement 4 which in the directions 15 has a greater extent than transverse to this Directions 15.
  • the two V formations 13, 14 are symmetrical arranged to each other, the nozzles 9 and 10 in opposite directions 15 and on the other hand, the nozzles 8 and 11 in corresponding point in opposite directions. How best to recognizable in FIG. 1 are the V formations 13, 14 also staggered so that their Tips 16, 17 at a distance from the second axis of rotation 7 lie.
  • the connecting line 18 is between the two tips 16, 17 approximately perpendicular to the respective bisectors 19, 20 of the two acute angle 12.
  • the non-rotatable housing part 2 is elongated and narrowly designed to fit through tight Tank openings fit. Flows through the feed opening 3 Cleaning fluid under pressure in the interior of the housing 1.
  • a turbine 21 arranged with a stator 22 and a rotor 23.
  • the rotor 23 sits on a rotor shaft 24 with the also a sun gear 25 of a planetary gear 26 is rotatably connected.
  • the cleaning fluid flows by shoveling the Stator 22 and the rotor 23 and drives this.
  • the rotor 23 rotates the sun gear 25 and this drives first rotating gears 27, which in turn rotationally fixed with second rotating gears 28 are connected.
  • the second gears 28 run on an internal toothing 29 of a rotating part 30 um, the rotatably connected to the rotatable nozzle holder 4 is.
  • the first gears 27 run on one Internal teeth 31 of the rotatable housing part 2 around.
  • the two gears 27, 28 have the same number of Teeth.
  • One internal toothing 29 has one around Tooth different number of teeth than the other Internal toothing 31 so that after one revolution of the two gears 27, 28, the rotating part 30 and Nozzle holder 4 according to the difference in Number of teeth at a small angle to the have rotated housing part 2.
  • the rotatable housing part 2 has in its lower Area a conical toothing 32 that with one arranged on the second axis of rotation 7 Bevel gear 33 is engaged.
  • the bevel gear 33 is rotatably with the rotatable about the second axis of rotation 7 mounted nozzle assembly 6 connected. If the Turbine drive the nozzle holder 4 forcibly around the first axis of rotation 5 rotates, the second axis of rotation 7 pivoted and the bevel gear 33 rolls on the conical toothing 32 of the rotationally fixed Housing part 2 from.
  • the bevel gear 33 rotates Nozzle arrangement 6 about the second axis of rotation 7. Both Rotational movements are uniform.
  • the conical toothing 32 has 45 teeth while the bevel gear 33 has only 43 teeth. This means, that generated by the nozzles 8, 9, 10, 11 Spray pattern only after 45 revolutions of the Nozzle arrangement 6 and after 43 revolutions of the Nozzle holder 4 repeated. The result is mechanical coupling with the fixed 45:43 ratio between the two Rotary movements together with the acute angle 12 of 40 ° an optimal coordination.
  • the cleaning liquid flows after the turbine 21 also through the planetary gear 26 and then arrives in the nozzle holder 4, from where it into the Nozzle assembly 6 is finally pressed out of the To exit nozzles 8, 9, 10, 11 and the Hosing down the inside of the tank. Due to the uniform double rotation around the two Axes of rotation 5, 7, a spray pattern is generated evenly covers the inside of the tank.
  • FIG. 5 Such a spray pattern is shown in FIG. 5.
  • the webs drawn by the liquid jet are in the essentially evenly over the inside of the tank distributed.
  • a direct comparison between the Spray patterns of a four-nozzle machine and one Figure 2 shows two-nozzle machine. How to do it easily can see the distances between adjacent tracks and the mesh size in a two-nozzle machine twice the size of a four-nozzle machine.
  • the Drive shaft 36 of the nozzle arrangement 6 with a pin protruding radially beyond its outer diameter 34 provided, in a designated bore the drive shaft 36 is pressed.
  • the pin 34 protrudes radially outwards and engages in a recess 35 in the hub area of the on the drive shaft 36 rotatably mounted bevel gear 33.
  • the recess 35 extends in the direction of rotation over a Angular range of 180 °, so that the bevel gear 33rd with respect to the drive shaft 36 within the Angle play can rotate up to 180 ° before the Pin 34 on one of the boundaries of the recess 35 stops in the direction of rotation and the drive shaft 36 is driven by the bevel gear 33.
  • the two projections 38, 39 cover together an angular range of 180 ° so that the relative Rotation between the plate-shaped cover 37 and the bevel gear 33 by the in the direction of rotation abutting projections 38, 39 on the remaining angular range of also 180 ° is limited.
  • a special spray nozzle 40 is provided which in upper area of the non-rotatable housing part 2 arranged and their spray direction down in Direction of the nozzle arrangement 6 is aligned. It can also spray nozzles for the Self cleaning can be provided.

Description

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 nach einer bestimmten Anzahl von Drehungen stets wiederholt und eine feste "Maschenweite" aufweist. Die durch die Flüssigkeitsstrahlen auf der Tankinnenfläche 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 Düsenanordnungen stets in gleichmäßigen Winkelabständen 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, während sich die gesamte Düsenanordnung gleichmäßig um eine üblicherweise vertikale Drehachse dreht. Bei den gleichmäßigen 90°-Winkelabständen der Düsen ergibt sich daher auf der Tankinnenfläche ein gleichmäßiges Spritzmuster ohne größere Lücken.
Die bekannten Düsenanordnungen mit vier Düsen haben aber den Nachteil, daß beim Einführen in eine enge Tanköffnung nicht mehr alle Düsenachsen parallel zur Gehäuselängsachse eingestellt werden können, jedenfalls nicht ohne weitere aufwendige konstruktive Maßnahmen. Bei sehr engen Tanköffnungen ist man daher gezwungen, die Düsenlänge zu verkürzen, was aber zu einer schlechteren Qualität des Flüssigkeitsstrahls und einer weniger effektiven Reinigung mit schlechteren Reinigungsergebnissen führt. Dies heißt aber, daß es bisher keine Tankreinigungsvorrichtung mit vier Düsen gibt, die durch eine enge Tanköffnung paßt und dabei trotzdem einen reinigungseffektiven Flüssigkeitsstrahl liefert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tankreinigungsvorrichtung anzugeben, die bei einfachem Aufbau eine gründliche Reinigung von Tanks mit schmalen Tanköffnungen erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei Düsen der Düsenanordnung 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 erfindungsgemäßen Anordnung der Düsen in spitzwinkliger V-Formation ein gleichmäßiges Spritzmuster ohne größere Lücken erzeugen kann. Wenn man diese Düsenanordnung so dreht, daß die eine V-Formation nach oben und die andere nach unten weist, dann ist die längere Ausdehnung der Düsenanordnung in Richtung auf die Gehäuselängsachse ausgerichtet. Der mindestens erforderliche Durchmesser der Tanköffnung wird dann nur durch die Gehäusebreite und die schmalere Ausdehnung der Düsenanordnung bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Drehung des Düsenhalters um die erste Drehachse und die Drehung der Düsenanordnung 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 gleichmäßiges 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 Spritzmuster ohne größere Lücken 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 Längsachse des Gehäuses zusammenfällt und senkrecht zur zweiten Drehachse angeordnet ist und wenn das Verhältnis der beiden Drehungen 45:43 beträgt, 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 in 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 Tanköffnung dar.
Auch die Maßnahme, daß die beiden V-Formationen symmetrisch zueinander angeordnet sind, so daß jeweils zwei Düsen in entgegengesetzte Richtungen weisen trägt 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 des Flüssigkeitssrahls und die Effektivität der Reinigung zu verbessern.
Wenn in dem länglich und schmal ausgebildeten drehfesten Gehäuseteil eine Turbine und ein Getriebe zum Antrieb der drehbaren Düsenanordnung derart angeordnet sind, daß die aus der Zuführleitung unter Druck zufließende Reinigungsflüssigkeit das Gehäuse durchströmt und die Turbine antreibt, bevor sie aus den Düsen austritt, erhält man eine schlanke Vorrichtung, die zum Einführen in schmale Tanköffnungen geeignet ist und dabei einen einfachen Antrieb für die beiden Drehbewegungen enthält, um eine gründliche und gleichmäßige Reinigung der Tankinnenflächen zu gewährleisten.
Die Erfindung läßt sich dadurch noch verbessern, daß zwischen einem die Drehbewegung der Düsenanordnung um die zweite Drehachse antreibenden Element und der Antriebswelle der Düsenanordnung ein Winkelspiel von ungefähr 180° vorgesehen ist. Dadurch wird im Bereich des Winkelspiels eine Ausrichtung der Düsenanordnung in Längsrichtung des Gehäuses aus jeder beliebigen Drehposition heraus ermöglicht, ohne daß der Drehantrieb aktiviert werden müßte. Man kann daher die zum Einführen in eine enge Tanköffnung gegebenenfalls nicht korrekt positionierte Düsenanordnung per Hand ausrichten, ohne die Antriebselemente mitdrehen zu müssen und ohne die ansonsten zum Antrieb erforderliche Reinigungsflüssigkeit unnötig zu verbrauchen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des genannten Winkelspiels ist die Antriebswelle mit einem radial über ihren Außendurchmesser vorstehenden Stift versehen, der in eine sich in Drehrichtung über einen Winkelbereich von 180° erstreckende Ausnehmmung im 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;
Figur 4
ein Detail einer erfindungsgemäßen Tankreinigungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
Figur 5
ein mit der erfindungsgemäßen Tankreinigungsvorrichtung erzeugtes Spritzmuster;
Figur 6
einen Ausschnitt aus den Spritzmustern von Tankreinigungsvorrichtungen mit vier und mit zwei Düsen im direkten Vergleich.
Die in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Tankreinigungsvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das in eine nicht gezeigt schmale Tanköffnung einführbar ist und daher eine schlanke Form aufweist. Das Gehäuse besitzt ein drehfestes Gehäuseteil 2, das an seiner Oberseite eine Zuführöffnung 3 zum Anschluß einer nicht gezeigten Zuführleitung für die Reinigungsflüssigkeit aufweist. Weiterhin besitzt das Gehäuse 1 einen Düsenhalter 4, der gegenüber dem drehfesten Gehäuseteil 2 um eine erste Drehachse 5 drehbar angeordnet ist. Am Düsenhalter 4 ist eine Düsenanordnung 6 um eine zweite Drehachse 7 drehbar gelagert.
Die Düsenanordnung 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 Düsenanordnung 4, die in den Richtungen 15 eine größere Ausdehnung besitzt als quer zu diesen Richtungen 15.
Wenn man nun die Düsenanordnung 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 in sehr schmale Tanköffnungen eingeführt 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 in 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 Düsenanordnung 4 auch anders als im gezeigten Ausführungsbeispiel 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 fällt mit der Längsachse des Gehäuses 1 zusammen. Das drehfeste Gehäuseteil 2 ist länglich und schmal ausgebildet, damit es durch enge Tanköffnungen paßt. Durch die Zuführöffnung 3 strömt Reinigungsflüssigkeit unter Druck in den Innenraum des Gehäuses 1. In dem Gehäuseteil 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.
Die Reinigungsflüssigkeit 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 Zahnräder 27 an, die wiederum drehfest mit zweiten umlaufenden Zahnrädern 28 verbunden sind. Die zweiten Zahnräder 28 laufen auf einer Innenverzahnung 29 eines Drehteils 30 um, das drehfest mit dem drehbaren Düsenhalter 4 verbunden ist. Die ersten Zahnräder 27 laufen auf einer Innenverzahnung 31 des drehfesten Gehäuseteils 2 um. Die beiden Zahnräder 27, 28 haben dieselbe Zahl von Zähnen. Die eine Innenverzahnung 29 hat eine um einen Zahn verschiedene Anzahl von Zähnen als die andere Innenverzahnung 31, so daß sie nach einem Umlauf der beiden Zahnräder 27, 28 das Drehteil 30 und den Düsenhalter 4 entsprechend der Differenz der Zähnezahl um einen kleinen Winkel gegenüber dem drehfesten Gehäuseteil 2 gedreht haben.
Das drehfeste Gehäuseteil 2 hat in seinem unteren Bereich eine kegelförmige Verzahnung 32, die mit einem auf der zweiten Drehachse 7 angeordneten Kegelrad 33 in Eingriff steht. Das Kegelrad 33 ist drehfest mit der um die zweite Drehachse 7 drehbar gelagerten Düsenanordnung 6 verbunden. Wenn nun der Turbinenantrieb den Düsenhalter 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 Gehäuseteils 2 ab. Dabei dreht das Kegelrad 33 die Düsenanordnung 6 um die zweite Drehachse 7. Beide Drehbewegungen erfolgen dabei gleichförmig.
Die kegelförmige Verzahnung 32 hat 45 Zähne, während das Kegelrad 33 nur 43 Zähne besitzt. Dies bedeutet, daß sich das von den Düsen 8, 9, 10, 11 erzeugte Spritzmuster erst nach 45 Umdrehungen der Düsenanordnung 6 und nach 43 Umdrehungen des Düsenhalters 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 Reinigungsflüssigkeit strömt nach der Turbine 21 auch durch das Planetengetriebe 26 und gelangt dann in den Düsenhalter 4, von wo sie in die Düsenanordnung 6 gepreßt wird, um schließlich aus den Düsen 8, 9, 10, 11 auszutreten und die Tankinnenfläche abzuspritzen. Aufgrund der gleichförmigen zweifachen Drehbewegung um die beiden Drehachsen 5, 7 wird ein Spritzmuster erzeugt, das die Tankinnenfläche gleichmäßig abdeckt.
Ein solches Spritzmuster ist in Figur 5 dargestellt. Die vom Flüssigkeitsstrahl gezogenen Bahnen sind im wesentlichen gleichmäßig über die Tankinnenfläche verteilt. Einen direkten Vergleich zwischen den Spritzmustern einer Vier-Düsen-Maschine und einer Zwei-Düsen-Maschine zeigt Figur 6. Wie man leicht erkennen kann, sind die Abstände benachbarter Bahnen und die Maschenweite bei einer Zwei-Düsen-Maschine doppelt so groß wie bei einer Vier-Düsen-Maschine.
Wie man in Figur 3 erkennen kann, ist die Antriebswelle 36 der Düsenanordnung 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 Winkelspiels um bis zu 180° drehen kann, bevor der Stift 34 an einer der Begrenzungen der Ausnehmung 35 in Drehrichtung anschlägt und die Antriebswelle 36 vom Kegelrad 33 angetrieben wird.
Diese Maßnahme gewährleistet eine freie Drehbarkeit der mit der Antriebswelle 36 drehfest verbundenen Düsenanordnung 6 innerhalb des Winkelspiels bei feststehendem Kegelrad 33, so daß eine Ausrichtung der beiden V-Formationen 13, 14 in Gehäuselängsrichtung auch bei stehendem Antrieb möglich ist.
Bei der in Figur 4 dargestellten abgewandelten Realisierung des Winkelspiels ist eine die Rückseite des Düsenhalters 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 Vorsprüngen 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 Vorsprünge 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, bevor der Vorsprung 39 des Kegelrades 33 in Drehrichtung an dem Vorsprung 38 der Verblendung 37 anschlägt und die Antriebswelle 36 über die Verblendung 37 vom Kegelrad 33 angetrieben wird.
Zur Selbstreinigung der Tankreinigungsvorrichtung ist eine besondere Spritzdüse 40 vorgesehen, die im oberen Bereich des drehfesten Gehäuseteils 2 angeordnet und deren Spritzrichtung nach unten in Richtung der Düsenanordnung 6 ausgerichtet ist. Es können auch noch weitere Spritzdüsen für die Selbstreinigung vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste
1
Gehäuse
2
Gehäuseteil
3
Zuführöffnung
4
Düsenhalter
5
Drehachse
6
Düsenanordnung
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
Zahnräder
29
Innenverzahnung
30
Drehteil
31
Innenverzahnung
32
Verzahnung
33
Kegelrad
34
Stift
35
Ausnehmung
36
Antriebswelle
37
Verblendung
38
Vorsprung
39
Vorsprung
40
Spritzdüse

Claims (9)

  1. 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), dadurch gekennzeichnet, daß 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.
  2. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Düsenhalters (4) um die erste Drehachse (5) und die Drehung der Düsenanordnung (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 gleichmäßiges Spritzmuster abgestimmt sind.
  3. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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 (21) antreibt, bevor sie aus den Düsen (8, 9, 10, 11) austritt.
  7. Tankreinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Antriebswelle (36) 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 Kegelrad (33) durch die in Drehrichtung aneinander anschlagenden Vorsprünge (38, 39) auf einen Winkelbereich von 180° beschränkt ist.
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