EP2637805A2 - Behälter-innenreiniger - Google Patents

Behälter-innenreiniger

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EP2637805A2
EP2637805A2 EP11767722.9A EP11767722A EP2637805A2 EP 2637805 A2 EP2637805 A2 EP 2637805A2 EP 11767722 A EP11767722 A EP 11767722A EP 2637805 A2 EP2637805 A2 EP 2637805A2
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EP
European Patent Office
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fluid
suction
nozzle
energy
container
Prior art date
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Granted
Application number
EP11767722.9A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2637805B1 (de
Inventor
Adrian THÜLER
Hans Utiger
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.)
MOOG CLEANING SYSTEMS AG
Original Assignee
Peter Moog und Cie AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Peter Moog und Cie AG filed Critical Peter Moog und Cie AG
Publication of EP2637805A2 publication Critical patent/EP2637805A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2637805B1 publication Critical patent/EP2637805B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • B08B9/0804—Cleaning containers having tubular shape, e.g. casks, barrels, drums
    • B08B9/0813—Cleaning containers having tubular shape, e.g. casks, barrels, drums by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/58—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter preventing deposits, drying-out or blockage by recirculating the fluid to be sprayed from upstream of the discharge opening back to the supplying means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • B05B9/08—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
    • B08B9/0933—Removing sludge or the like from tank bottoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65—Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • B05B15/656—Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits whereby the flow conduit length is changeable

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for cleaning internal surfaces of containers, in particular barrels or tanks.
  • Such devices are known per se. With them, the inner surfaces of the container are cleaned by means of a fluid impinging on the inner surfaces in the form of at least one fluid jet.
  • water may be used as the fluid with additives such as surfactants or the like.
  • additives such as surfactants or the like.
  • Such devices typically include a pressure line extending from a water inlet of the device through the device to a nozzle region of the device having at least one nozzle hole, and a suction line extending from one
  • At least one suction-suction region of the device extends through the device to a water outlet of the device.
  • the water outlet is outside the container to be cleaned anordnebar, and the nozzle region and the suction region of the device can be arranged in the interior of the container to be cleaned.
  • water issuing from the nozzle area is blasted in the interior of the container to be cleaned on its inner walls, thereby adhering to the inner walls
  • Impurities are mechanically torn away and / or gradually dissolved or detached from the inner walls.
  • the water bouncing off the inner walls, dripping or flowing down with them leads to these impurities and finally collects at the lowest point of the container. From there, the water together with the impurities is sucked in via the suction area and brought to the fluid outlet. In this way, the container inner walls are gradually getting cleaner.
  • the invention provides a device for cleaning internal surfaces of containers, in particular of barrels or tanks, by means of a fluid in the form of at least one fluid jet impinging on the inner surfaces, with a first fluid path (pressure line), which extends from a fluid inlet extending the device through the device to a nozzle region of the device having at least one nozzle hole; a second fluid path
  • suction line which extends from a suction region having at least one suction hole of the device through the device to a
  • Fluid outlet of the device extends; wherein the fluid outlet can be arranged outside the container to be cleaned; and the nozzle area and the suction area of the device can be arranged inside the container to be cleaned.
  • Fluid pressure potential energy
  • a fluid flow kinetic energy
  • Nozzle region is formed by a nozzle head or spray head having at least one nozzle hole, preferably a plurality of nozzle holes, which is rotatably mounted multi-axially in the first fluid path and which is rotationally driven by the potential and / or kinetic energy of the fluid originating from the connectable fluid source.
  • the fluid source When the fluid source is connected to this device, it provides both the energy for fluid transport in the first fluid path, i. in the pressure line, as well as for the fluid transport in the second fluid path, i. in the suction line.
  • liquids and / or gases or mixtures thereof in particular water and / or air, but also others Liquids such as oil, can be used.
  • pure water can be used.
  • Other applications can use others
  • Liquids or liquids with suspended, in particular abrasive solid particles can be used.
  • abrasive solid particles micro or nano particles
  • solid particles entrained in a gas are used.
  • the fluid source which can be connected to the fluid inlet is the only active drive element of the device, while all other elements of the device
  • Suction area have been introduced into the interior of the container to be cleaned, only this one source of fluid or energy source to be connected to the device, thus cleaning the internal
  • the fluid source may be a water reservoir with a water pump, a compressor for generating compressed air or simply a water reservoir higher than the device, e.g. the public supply network for water.
  • a fluid source an oil tank with an oil pump, e.g. serve in the form of a gear pump.
  • the first fluid path can be assigned a first fluid delivery device, with which a fluid can be conveyed through the first fluid path from the fluid inlet to the nozzle region.
  • the first fluid delivery means is disposed within the first fluid path.
  • a second fluid delivery device can be associated with the second fluid path, with which fluid can be conveyed through the second fluid path from the suction region to the fluid outlet.
  • the second fluid conveying means is also arranged in the interior of the second fluid path. It is again particularly advantageous if both the first fluid conveying means and the second fluid conveying means by the energy, ie by the fluid pressure and / or the fluid flow rate of the through
  • the nozzle area is at least part of the first fluid delivery means, i. at least part of the conversion of the potential and / or kinetic energy of the fluid originating from the external fluid source into rotational energy of the nozzle head takes place in and / or at the nozzle head itself.
  • a jet head water drive combination i. the pulse-transmitting elements of the water drive are arranged in or on the nozzle head itself.
  • the nozzle head is a multi-part structure in which a first nozzle head part is rotatably mounted on a housing or line section of the inventive device about a first axis of rotation, and a second nozzle head part rotatably mounted on the first nozzle head part about a second axis of rotation is.
  • the second nozzle head portion includes a plurality of nozzles, typically one to four nozzles, which are coronary,
  • Circumferential direction are arranged around the second axis of rotation around.
  • the first and the second axis of rotation to each other
  • the nozzle axes may be arranged radially with respect to the second axis of rotation or with respect to the radial direction of a respective nozzle obliquely.
  • the liquid jet pattern ie the spray pattern, can also be influenced.
  • the first nozzle head part contains a first bevel gear concentrically extending about the first axis of rotation.
  • the second nozzle head portion includes a second bevel gear concentrically extending about the second axis of rotation and meshing with the first bevel gear.
  • the first nozzle head part is rotationally driven by the energy of the fluid source and transmits this drive energy via the two meshing bevel gears on the second nozzle head part.
  • the nozzle head is preferably a part of a mechanical drive train, which has a first section for converting the flow energy of the fluid into
  • the first nozzle head part is doing by the energy of
  • Fluid source rotates about this drive train and transmits this drive energy through the two meshing bevel gears on the second nozzle head part.
  • Drive train can be designed as an impeller, as a turbine, as a reverse-rotating rotary pump, etc. Between this first section of the drive train and the rotatable nozzle head, the drive train may have a further part or further section with a transmission or reduction gear to the speed of the above the first section (impeller, turbine, etc.) registered in the drive train
  • Rotary movement for the rotatable nozzle head adapt.
  • the speed generated in the first section is reduced via the transmission to a lower speed for the rotatable nozzle head.
  • various types of reduction gears such as e.g. Planetary gearbox, "Harmony Drive”,
  • Cycloidal gear, etc. can be used. These reduction gear units can both single-stage and multi-stage in the other section
  • Transmission section of the drive train may be arranged, wherein if necessary. Also different types of reduction gear units can be used mixed in a multi-stage arrangement. Alternatively, the function of the first section of the
  • a part of the fluid flowing through the first fluid path which supplies the flow energy necessary for the rotary drive, can be branched out of the first fluid path into a path parallel thereto, i. a first part of the fluid flowing in from the connected fluid source passes directly into the rotatable nozzle head, while a second part of the fluid flowing from the connected fluid source enters the rotatable nozzle head indirectly via the first section (impeller, turbine, etc.) described above.
  • the ratio of the split between the directly flowing direct fluid flow rate and the indirectly flowing and for the rotary drive providing indirect fluid flow rate can be achieved similar to the above-mentioned transmission adjustment of the rotational speed of the nozzle head. It is advantageous that the adjustment of the ratio and thus the nozzle head speed can be stepless or stepped.
  • the suction region is at least a part of the second fluid conveying means and is formed by a suction head having at least one suction hole, which is arranged in the second fluid path and by the potential and / or kinetic energy of originating from the connectable fluid source Fluid is suction driven.
  • the second fluid-conveying means according to the Venturi principle (jet pump with jet nozzle), which from the
  • the suction drive includes a suction line nozzle section, in which a jet nozzle (injector) protrudes, the opening in the interior of the suction line nozzle section opens in the suction direction.
  • Jet nozzle is in fluid communication with a pressure line section.
  • This fluid connection is a pressure line branch from the pressure line leading to the nozzle head (spray head).
  • a portion of the cleaning liquid flowing to the nozzle head preferably after having given up some of its energy for conversion into rotational energy of the mechanical drive train, enters the jet nozzle from which it discharges in the suction direction into the suction line nozzle section and there another part of its Energy for conversion into suction energy gives.
  • a shut-off device e.g. in the form of a rotary valve (faucet) is arranged.
  • Cleaning liquid is sprayed into the container interior; and if that
  • Absperrrorgan is to suck only cleaning liquid from the container interior, but no new cleaning liquid sprayed into the container interior.
  • the second fluid delivery means is preferably a part of the mechanical drive train or coupled to this drive, which has a second portion for converting flow energy of the fluid into suction energy of the suction head.
  • This second part or second section of the drive train can be designed as an impeller, as a turbine, etc., but in the reverse arrangement, ie. the rotational energy of the drive train is converted into flow energy in the second fluid path.
  • movably mounted parts in particular rotatably mounted parts of the device between the respective part and the respective bearing a game or a gap, wherein originating from the connected fluid source and in the gap penetrating fluid as
  • Fluid lubrication for the rotatably mounted parts acts.
  • the maximum particle size i. the diameter of approximately spherical or cube-shaped particles, only a fraction, preferably less than 1/4, of this game.
  • the first fluid path i. the pressure line
  • the second fluid path i. the suction line
  • a telescopic arrangement are provided, by means of which the total length of the pressure line and / or the suction line is adjustable.
  • Container interior rotating fluid jet pattern
  • the first fluid path i. the pressure line
  • the second fluid path i. the suction line
  • Pressure line has an annular cross section which extends concentrically around a circular cross section of the suction line.
  • the device has a formation which is sealingly attachable to an opening of the container to be cleaned, preferably the opening, wherein both the first fluid path (pressure line) and the second fluid path (suction line) extend through the formation.
  • this sealing formation contains a vent opening. This prevents that in the interior of the container too much negative pressure is created, which would make it difficult to aspirate cleaning fluid from the interior of the container or even impossible.
  • an air filter can be used.
  • the air filter is replaceable e.g. in the form of an air filter cartridge inserted in a venting channel of the sealing formation.
  • the device has three formations, by means of which it can be supported or fastened to three regions of the container, wherein preferably a first formation of the device can be fastened to the opening of the container to be cleaned and a second formation and a third formation of Device can be supported on an outer surface or an inner surface of the container.
  • the first formation is a bunghole plug with vent hole
  • the second formation is an outside support e.g. in the form of an extendable support leg and the third formation as
  • the drive of the device according to the invention preferably contains four different movably mounted, in particular rotatably mounted assemblies and contains a total of a maximum of 30 different individual parts.
  • suitable embodiment of the device includes the second fluid path forming suction line, which is different from the
  • Fluid outlet of the device extends, a sprung bendable
  • the sprung bendable portion is preferably a hose extending inside a coil spring along the longitudinal direction of the coil spring.
  • This elastically bendable suction line section preferably forms a bridge between two rigid suction line sections, one of which leads to the suction head and the other leads to the second fluid conveying means, ie to the suction drive.
  • the helical spring has tightly contiguous or even touching turns with only very little play in the axial direction or no clearance of preferably less than 1/5 of the filament diameter. As a result, a high bending stiffness and thus a high buckling load is achieved, from which the bendable hose / coil spring section of the suction line is kinked. This high kink resistance of the hose / coil spring section the suction line is important for the support function effected by the suction line, ie by its suction foot.
  • Fig. 1A, 1 B and 1 C show a first embodiment of the invention as a perspective view, an exploded view and a sectional view, respectively;
  • FIGS. 2A, 2B and 2C show a second embodiment of the invention as a perspective view, an exploded view and a sectional view, respectively.
  • the first embodiment of the invention in the form of a particular suitable for wine barrels container interior cleaner as a perspective view, as an exploded view or as
  • the container internal cleaner BIR1 has a plurality of components, some of which are summarized as modules and described in the other figures, namely a Saugfuss- assembly 1, a nozzle head assembly 2, a bung-pin assembly 3, a connecting pipe assembly 4, an injector assembly 5, a
  • Water drive assembly 6 a support assembly 7, a handle tube piece 8, a handle 9 and a connecting line assembly 10th
  • this rectilinear container internal cleaner BIR1 is introduced into a container (not shown) and supplied via the water drive 6 to a water source (not shown) which supplies the drive energy for the container internal cleaner BIR1.
  • the entire cleaning water can be sucked out of the container.
  • the nozzle head 2a When fully inserted into the container suction cup 1 is also the nozzle head 2a in the container interior.
  • the nozzle head 2a is mounted biaxially and has for this purpose two mutually orthogonal axes of rotation. As a result, the new cleaning water sprayed in the form of water jets during the cleaning operation by the rotating nozzle head 2a can reach the entire inner surface of the container to be cleaned.
  • the bunghole pin 3 provided with a vent opening is in a form-fitting manner in the bunghole of the container to be cleaned.
  • the connecting pipe 4 is located during the
  • Connecting pipe 4 extends in the axial direction, a portion 13 a of a mechanical drive train 13 a, 13 b, which transmits a generated in the water drive 6 rotational movement of the water drive 6 to the nozzle head 2 a.
  • a portion 14 a of a suction line 14 a, 14 b extends in the interior of the connecting pipe 4 in the axial direction, a portion 14 a of a suction line 14 a, 14 b, the one
  • Injector 5 forms. Thereby, during the cleaning operation by the negative pressure generated in the injector 5 spent cleaning water on the Suction cup 1 are sucked out of the container interior. Finally, a portion of a pressure line (not visible in FIG. 1) extends in the axial direction in the interior of the connecting tube 4 and forms a fluid connection between the water drive 6 and the nozzle head 2a. As a result, water supplied during the cleaning operation by the connected external water source can be supplied to the nozzle head 2a.
  • the connecting pipe 4 includes a transversely projecting from him high pressure connection nozzle 4a, through which the to the nozzle head 2a
  • the connecting pipe 4 also includes a transversely projecting from him suction connection stub 4 b, via which the reaching to the suction head 1 a suction line is connected to the injector 5.
  • the arranged in the interior of the connecting pipe 4 section 13 a of the mechanical drive train 13 a, 13 b is also formed as a tube so that it generated in addition to the transmission of the water drive 6
  • Rotary movement and the arranged in the interior of the connecting pipe 4 section 14a of the suction line 14a, 14b forms.
  • Via one or more openings 17 in this end region of the suction line 14a or of the drive train section 13a the continuity of the suction line 14a, 14b is ensured even during operation with the drive train 13a, 13b rotating and with the opening or openings 17 rotating.
  • high pressure line is thus in its running in the connecting pipe 4 section through a channel with annular
  • the injector 5 forms the suction drive of the container Innerutzs BIR1.
  • a suction pipe nozzle portion 5a projects a jet nozzle 5b
  • This jet nozzle 5b is in fluid communication with a pressure line section 18 via a pressure line branch 19 from the pressure line leading to the nozzle head 2.
  • a part of the high-pressure water flowing to the nozzle head 2 is branched off into the injector 5 and flows there into the suction line nozzle section 5a.
  • a stopcock 20 is downstream of the delivery line branch 19 leading to the jet nozzle arranged downstream. When the stopcock 20 is open, water flows to the nozzle head.
  • Stopcock is 20 to, only used or polluted water is sucked out of the container interior, but no fresh water sprayed into the container interior.
  • the water drive 6 forms the first section of the mechanical drive train, which extends from the water drive 6 via the axially extending in the interior of the connecting pipe 4 section of the drive train to the nozzle head 2a.
  • the water drive 6 includes a 6a
  • the transmission 6b includes three planetary gear stages (not shown) for adjusting the rotational speed of the rotational movement for the rotary nozzle head 2a registered in the mechanical drive train via the impeller 6a.
  • the support 7 is attached to the pressure line in an area where it branches off from the pressure line branch 19 to the jet nozzle 5b.
  • the support 7 extends substantially parallel to the connecting pipe 4 and has at its end a foot 7 a, which the curvature of the
  • Support 7 with its foot 7a a stable three-point storage of the container Internal cleaner BRI1 on the container to be cleaned and in particular on a wine barrel.
  • the connecting line 10 forms part of the pressure line and constitutes a bypass line 8, 9, 10, 12, which as a parallel branch bypasses a section of the mechanical drive train 13a, 13b which extends axially inside the connecting tube 4.
  • This bypass line 8 containing the connecting line 8, 9, 10, 12 opens out of the
  • FIGs. 2A, 2B and 2C the second embodiment of the invention in the form of a particular for staggered wine barrels suitable container interior cleaner as a perspective view, as
  • the container interior cleaner BIR2 has a plurality of components, some of which are summarized as assemblies and described in the other figures, namely a Saugfuss assembly 1 * a nozzle head assembly 2, a bung-hole assembly 3, a connecting pipe assembly 4, an injector assembly 5, a water drive assembly 6, a support assembly 7, a connecting line assembly 10 and a bevel gear assembly 1 1.
  • the container internal cleaner BIR2 differs from the container internal cleaner BIR1 essentially in two points.
  • the first major difference is that the squeegee 1 * of the internal container cleaner BIR2 has a sprung, bendable one
  • Suction foot section 1b has.
  • the second essential difference is that the container internal cleaner BIR2 contains no handle tube piece 8 and no handle 9 (see Fig. 1). Instead, there is the angled
  • the Saugfuss 1 * has a sprung bendable Saugfuss- section 1 b, which contains a tube 21, which is located inside a
  • Coil spring 22 extends along the longitudinal direction of the coil spring.
  • This elastically bendable suction line section 1 b of the Saugfusses 1 is disposed between the two rigid suction line sections, of which one leads to the suction head 1 a and the other to the suction, ie the injector 5 leads.
  • the sprung bendable suction line section 1 b is located between the arranged at the end of the Saugfusses 1 * suction head 1 a and arranged at the end of the pressure line nozzle head 2a.
  • the angle gear 1 1 has two mutually angled shafts 1 1 a, 1 1 b, of which one 1 1 a is rotatably connected to the downstream output shaft of the water drive 6 and the other 1 1 b with the section 13 a of the mechanical drive train is rotatably connected, which extends in the interior of the connecting pipe 4 in the axial direction to the nozzle head 2.
  • the angled mechanical drive train thus formed transmits the rotational movement generated in the water drive 6 from the water drive 6 to the nozzle head 2a.
  • Connecting line assembly 10 are contained in both the rectilinear container interior cleaner BIR1 and in the angled container interior cleaner BIR2 identical, it is unnecessary at this point already given with reference to FIGS. 1A, 1 B and 1 C description of these modules.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (BIR1; BIR2) zur Reinigung innenliegender Flächen von Behältern, insbesondere von Fässern oder Tanks, mittels eines in Form mindestens eines Fluidstrahls auf die innenliegenden Flächen auftreffenden Fluids. Die Vorrichtung enthält eine Druckleitung (6, 8, 9, 10, 12, 4), welche sich von einem Fluideinlass (FE) der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem Düsenbereich (2) der Vorrichtung erstreckt, sowie eine Saugleitung (1 a, 14b, 14a, 5), welche sich von einem Saugbereich (1) der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem Fluidauslass (FA) der Vorrichtung erstreckt. Der Fluidauslass wird ausserhalb des zu reinigenden Behälters angeordnet. Der Düsenbereich (2) sowie der Saugbereich (1 ) der Vorrichtung werden im Innern des zu reinigenden Behälters angeordnet. Erfindungsgemäss kann an den Fluideinlass (FE) eine Fluiddruck und Fluiddurchsatz bereitstellende Fluidquelle angeschlossen werden, wobei während des Reinigungsbetriebs der Vorrichtung mit angeschlossener Fluidquelle sowohl die Strömungsenergie eines aus einem Düsenloch austretenden Fluidstrahls als auch die Saugenergie an einem Saugloch durch die an den Fluideinlass angeschlossene Fluidquelle bereitgestellt werden. Der Düsenbereich (2) ist durch einen mindestens ein Düsenloch aufweisenden Düsenkopf (2a) bzw. Sprühkopf gebildet, welcher in der ersten Druckleitung (6, 8, 9, 10, 12, 4) drehbar gelagert ist und welcher durch die potentielle und/oder kinetische Energie des aus der anschliessbaren Fluidquelle stammenden Fluids drehangetrieben ist.

Description

Behälter-Innenreiniger
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung innenliegender Flächen von Behältern, insbesondere von Fässern oder Tanks.
Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt. Bei ihnen werden mittels eines in Form mindestens eines Fluidstrahls auf die innenliegenden Flächen auftreffenden Fluids die Innenflächen des Behälters gereinigt.
Typischerweise wird als Fluid Wasser ggfs. mit Zusätzen wie Tensiden oder dgl. verwendet. Bei der Reinigung von Weinfässern aus Holz verwendet man aber bevorzugt geschmacksneutrales Wasser ohne Zusätze.
Solche Vorrichtungen enthalten in der Regel eine Druckleitung, welche sich von einem Wassereinlass der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem mindestens ein Düsenloch aufweisenden Düsenbereich der Vorrichtung erstreckt, sowie eine Saugleitung, welche sich von einem
mindestens ein Saugloch aufweisenden Saugbereich der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem Wasserauslass der Vorrichtung erstreckt. Der Wasserauslass ist dabei ausserhalb des zu reinigenden Behälters anordnebar, und der Düsenbereich sowie der Saugbereich der Vorrichtung sind dabei im Innern des zu reinigenden Behälters anordenbar. Dadurch wird aus dem Düsenbereich austretendes Wasser im Innern des zu reinigenden Behälters an dessen Innenwände gestrahlt, wodurch an den Innenwänden haftende
Verunreinigungen mechanisch weggerissen und/oder nach und nach aufgelöst bzw. von den Innenwänden abgelöst werden. Das von den Innenwänden abprallende, herabtropfende oder an ihnen herunterfliessende Wasser führt diese Verunreinigungen mit sich und sammelt sich schliesslich an der tiefsten Stelle des Behälters. Von dort wird das Wasser samt der Verunreinigungen über den Saugbereich eingesaugt und zu dem Fluidauslass gebracht. Auf diese Weise werden die Behälter-Innenwände nach und nach immer sauberer.
Bei herkömmlichen Vorrichtungen dieser Bauart werden gesonderte Antriebe (Pumpen) für die Druckleitung und für die Saugleitung verwendet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau sowie die Bedienung einer derartigen Vorrichtung zu vereinfachen.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Vorrichtung bereit zur Reinigung innenliegender Flächen von Behältern, insbesondere von Fässern oder Tanks, mittels eines in Form mindestens eines Fluidstrahls auf die innenliegenden Flächen auftreffenden Fluids, mit einem ersten Fluidpfad (Druckleitung), welcher sich von einem Fluideinlass der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem mindestens ein Düsenloch aufweisenden Düsenbereich der Vorrichtung erstreckt; einem zweiten Fluidpfad
(Saugleitung), welcher sich von einem mindestens ein Saugloch aufweisenden Saugbereich der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem
Fluidauslass der Vorrichtung erstreckt; wobei der Fluidauslass ausserhalb des zu reinigenden Behälters anordenbar ist; und der Düsenbereich sowie der Saugbereich der Vorrichtung im Innern des zu reinigenden Behälters anordenbar sind. Erfindungsgemäss ist an den Fluideinlass eine einen
Fluiddruck (potentielle Energie) und einen Fluiddurchsatz (kinetische Energie) bereitstellende Fluidquelle anschliessbar, wobei während des
Reinigungsbetriebs der Vorrichtung mit angeschlossener Fluidquelle sowohl die Strömungsenergie eines aus einem Düsenloch austretenden Fluidstrahls als auch die Saugenergie an einem Saugloch durch die an den Fluideinlass angeschlossene Fluidquelle bereitgestellt werden, und wobei der
Düsenbereich durch einen mindestens ein Düsenloch, vorzugsweise eine Vielzahl Düsenlöcher, aufweisenden Düsenkopf bzw. Sprühkopf gebildet ist, welcher in dem ersten Fluidpfad mehrachsig drehbar gelagert ist und welcher durch die potentielle und/oder kinetische Energie des aus der anschliessbaren Fluidquelle stammenden Fluids drehangetrieben ist.
Wenn die Fluidquelle an diese Vorrichtung angeschlossen wird, liefert sie sowohl die Energie für den Fluidtransport in dem ersten Fluidpfad, d.h. in der Druckleitung, sowie für den Fluidtransport in dem zweiten Fluidpfad, d.h. in der Saugleitung.
Als Fluid können Flüssigkeiten und/oder Gase bzw. deren Gemische, insbesondere Wasser und/oder Luft, aber auch andere Flüssigkeiten wie Öl, verwendet werden. Für spezielle Anwendungen, insbesondere zur Reinigung von Weinfässern aus Holz, kann reines Wasser verwendet werden. Bei anderen Anwendungen können auch andere
Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit suspendierten, insbesondere abrasiven Feststoff-Partikeln (Mikro- oder Nano-Partikel) verwendet werden. Es gibt auch Anwendungen, bei denen in einem Gas mitgeführte Feststoff-Partikel verwendet werden.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung ist die an den Fluideinlass anschliessbare Fluidquelle das einzige aktive Antriebselement der Vorrichtung, während alle anderen Elemente der
Vorrichtung passive, d.h. durch die Energie der Fluidquelle direkt oder indirekt angetriebene Elemente sind. Dies erleichtert den Umgang mit der
erfindungsgemässen Vorrichtung. Nachdem der Düsenbereich und der
Saugbereich ins Innere des zu reinigenden Behälters eingeführt worden sind, muss nur diese eine Fluidquelle bzw. Energiequelle an die Vorrichtung angeschlossen zu werden, um damit die Reinigung der innenliegenden
Flächen des Behälters zu beginnen.
Als Fluidquelle kann ein Wasserspeicher mit einer Wasserpumpe, ein Kompressor zur Erzeugung von Druckluft oder einfach ein gegenüber der Vorrichtung höher liegender Wasserspeicher dienen, wie z.B. das öffentliche Versorgungsnetz für Wasser. Als Fluidquelle kann auch ein Öltank mit einer Ölpumpe z.B. in Form einer Zahnradpumpe dienen.
Dem ersten Fluidpfad kann ein erstes Fluid-Fördermittel zugeordnet sein, womit ein Fluid durch den ersten Fluidpfad von dem Fluideinlass zu dem Düsenbereich förderbar ist. Vorzugsweise ist das erste Fluid-Fördermittel innerhalb des ersten Fluidpfades angeordnet. Genauso kann dem zweiten Fluidpfad ein zweites Fluid-Fördermittel zugeordnet sein, womit ein Fluid durch den zweiten Fluidpfad von dem Saugbereich zu dem Fluidauslass förderbar ist. Vorzugsweise ist auch das zweite Fluid-Fördermittel im Innern des zweiten Fluidpfades angeordnet. Dabei ist es wiederum besonders vorteilhaft, wenn sowohl das erste Fluid-Fördermittel als auch das zweite Fluid-Fördermittel durch die Energie, d.h. durch den Fluiddruck und/oder den Fluiddurchsatz des durch die
angeschlossene Fluidquelle bereitgestellten Fluids antreibbar sind, so dass während des Betriebs der Vorrichtung sowohl die Strömungsenergie eines aus einem Düsenloch austretenden Fluidstrahls als auch die Saugenergie an einem Saugloch durch die an den Fluideinlass angeschlossene Fluidquelle bereitgestellt werden.
Bei einer speziellen Ausführung stellt der Düsenbereich zumindest einen Teil des ersten Fluid-Fördermittels dar, d.h. zumindest ein Teil der Umwandlung der potentiellen und/oder kinetischen Energie des aus der externen Fluidquelle stammenden Fluids in Drehenergie des Düsenkopfes erfolgt im und/oder am Düsenkopf selbst. Ein solcher Düsenbereich ist z.B. eine Düsenkopf-Wasserantrieb-Kombination, d.h. die impulsübertragenden Elemente des Wasserantriebs sind im bzw. am Düsenkopf selbst angeordnet.
Zweckmässigerweise ist der Düsenkopf ein mehrteiliges Gebilde, bei dem ein erster Düsenkopf-Teil an einem Gehäuse- oder Leitungsabschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung um eine erste Drehachse drehbar gelagert ist, und ein zweites Düsenkopf-Teil an dem ersten Düsenkopf-Teil um eine zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Das zweite Düsenkopf-Teil enthält eine Vielzahl Düsen, typischerweise eine bis vier Düsen, die kranzartig,
typischerweise entlang einer zur zweiten Drehachse konzentrischen
Umfangsrichtung, um die zweite Drehachse herum angeordnet sind. Je nach Anwendungsfall sind die erste und die zweite Drehachse zueinander
rechtwinklig oder in einem Winkel kleiner als 90° zueinander angeordnet.
Dadurch erhält man Flüssigkeitsstrahl-Muster, welche die gesamte Behälter- Innenfläche erreichen bzw. einen Teilbereich der Behälter-Innenfläche mit entsprechend mehr Strahlenergie erreichen. Bei den kranzartig bzw. entlang einer Umfangsrichtung am zweiten Düsenkopf-Teil angeordneten Düsen können die Düsenachsen radial bezüglich der zweiten Drehachse oder bezüglich der Radialrichtung einer jeweiligen Düse schräg angeordnet sein. Durch diese Ausrichtung der Düsen kann das Flüssigkeitsstrahl-Muster, d.h. das Sprühbild, ebenfalls beeinflusst werden. Das erste Düsenkopf-Teil enthält ein sich um die erste Drehachse herum konzentrisch erstreckendes erstes Kegelzahnrad. Das zweite Düsenkopf-Teil enthält ein sich um die zweite Drehachse herum konzentrisch erstreckendes zweites Kegelzahnrad, das mit dem ersten Kegelzahnrad kämmt. Das erste Düsenkopf-Teil wird durch die Energie der Fluidquelle drehangetrieben und überträgt diese Antriebsenergie über die beiden kämmenden Kegelzahnräder auf das zweite Düsenkopf-Teil.
Um den Drehantrieb des Düsenkopfes zu erzielen, ist der Düsenkopf vorzugsweise ein Teil eines mechanischen Antriebsstranges, welcher einen ersten Abschnitt zum Umwandeln von Strömungsenergie des Fluids in
Drehenergie des Antriebsstranges und somit in Drehenergie des Düsenkopfes aufweist. Das erste Düsenkopf-Teil wird dabei durch die Energie der
Fluidquelle über diesen Antriebsstrang drehangetrieben und überträgt diese Antriebsenergie über die beiden kämmenden Kegelzahnräder auf das zweite Düsenkopf-Teil.
Der weiter oben erwähnte erste Teil oder erste Abschnitt des
Antriebsstranges kann als Laufrad, als Turbine, als umgekehrt arbeitende Drehkolbenpumpe, etc. ausgebildet sein. Zwischen diesem ersten Abschnitt des Antriebsstranges und dem drehbaren Düsenkopf kann der Antriebsstrang einen weiteren Teil oder weiteren Abschnitt mit einem Übersetzungs- oder Untersetzungs-Getriebe aufweisen, um die Drehzahl der über den ersten Abschnitt (Laufrad, Turbine, etc.) in den Antriebstrang eingetragenen
Drehbewegung für den drehbaren Düsenkopf anzupassen.
Zweckmässigerweise wird die in dem ersten Abschnitt erzeugte Drehzahl über das Getriebe zu einer geringeren Drehzahl für den drehbaren Düsenkopf reduziert. Als Getriebe können verschiedene Arten von Reduktionsgetrieben wie z.B. Planetengetriebe, Gleitkeilgetriebe („Harmonie Drive"),
Zykloidengetriebe, etc. verwendet werden. Diese Reduktionsgetriebe-Einheiten können sowohl einstufig als auch mehrstufig in dem weiteren Abschnitt
(Getriebe-Abschnitt) des Antriebsstrangs angeordnet sein, wobei ggfs. auch verschiedene Arten von Reduktionsgetriebe-Einheiten in einer Mehrstufen- Anordnung gemischt verwendet werden können. Alternativ können die Funktion des ersten Abschnitts des
Antriebsstranges (Laufrad, Turbine, etc.) und die Funktion des drehbaren Düsenkopfes bzw. Sprühkopfes) miteinander kombiniert werden, d.h. das Laufrad bzw. die Turbine etc. einerseits und der Düsenkopf andererseits sind in einer Einheit zusammengefasst, wobei die Düsenkanäle im Düsenkopf zumindest in Teilbereichen der radialen Ausdehnung des Düsenkopfes gegenüber der radialen Richtung einheitlich abgewinkelt bzw. gekrümmt sind.
Gemäss einer weiteren Alternative kann ein Teil des durch den ersten Fluidpfad strömenden Fluids, das die für den Drehantrieb notwendige Strömungsenergie liefert, aus dem ersten Fluidpfad in einen dazu parallel verlaufenden Pfad abgezweigt werden, d.h. ein erster Teil des von der angeschlossenen Fluidquelle einströmenden Fluids gelangt direkt in den drehbaren Düsenkopf, während ein zweiter Teil des von der angeschlossenen Fluidquelle einströmenden Fluids indirekt über den oben beschriebenen ersten Abschnitt (Laufrad, Turbine, etc.) in den drehbaren Düsenkopf gelangt. Durch Einstellen des Verhältnisses der Aufspaltung zwischen dem direkt strömenden Direkt-Fluiddurchsatz und dem indirekt strömenden und für den Drehantrieb sorgenden Indirekt-Fluiddurchsatz kann ähnlich wie mit dem weiter oben erwähnten Getriebe eine Einstellung der Drehzahl des Düsenkopfes erreicht werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Einstellung des Verhältnisses und somit der Düsenkopf-Drehzahl stufenlos oder abgestuft erfolgen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung stellt der Saugbereich zumindest einen Teil des zweiten Fluid-Fördermittels dar und ist durch einen mindestens ein Saugloch aufweisenden Saugkopf gebildet, welcher in dem zweiten Fluidpfad angeordnet ist und durch die potentielle und/oder kinetische Energie des aus der anschliessbaren Fluidquelle stammenden Fluids saugangetrieben ist.
Zur Erzeugung des Saugantriebs für den Saugkopf arbeitet bei einer besonders vorteilhaften Ausführung das zweite Fluid-Fördermittel nach dem Venturi-Prinzip (Strahlpumpe mit Strahldüse), wobei das aus der
angeschlossenen Fluidquelle stammende Fluid den Saugstrahl bildet. Dies hat den Vorteil, dass für die Erzeugung der Saugfunktion keine beweglichen Teile benötigt werden.
Zweckmässigerweise enthält der Saugantrieb einen Saugleitung- Düsenabschnitt, in welchen eine Strahldüse (Injektor) ragt, deren Öffnung im Innern des Saugleitung-Düsenabschnitts in Saugrichtung mündet. Die
Strahldüse steht mit einem Druckleitung-Abschnitt in Fluidverbindung. Bei dieser Fluidverbindung handelt es sich um eine Druckleitung-Abzweigung aus der zu dem Düsenkopf (Sprühkopf) führenden Druckleitung. Im Betrieb gelangt ein Teil der zum Düsenkopf strömenden Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise nachdem sie die einen Teil ihrer Energie zur Umwandlung in Drehenergie des mechanischen Antriebsstranges abgegeben hat, in die Strahldüse, aus der sie in Saugrichtung in den Saugleitung-Düsenabschnitt mündet und dort einen weiteren Teil ihrer Energie zur Umwandlung in Saugenergie abgibt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Druckleitung stromab (förderabseitig) von der zur Strahldüse führenden Druckleitung-Abzweigung ein Absperrorgan z.B. in Form eines Drehschiebers (Wasserhahn) angeordnet ist. Solange die Energie bereitstellende Fluidquelle an die erfindungsgemässe Vorrichtung angeschlossen ist, ergibt sich bei diesem Aufbau des Saugantriebs
unabhängig von der Stellung (offen oder zu) des Absperrorgans ein ständiger Saugbetrieb. Die Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit an den Düsenkopf ist hingegen von der Stellung des Absperrorgans abhängig. Bei geöffnetem
Absperrorgan strömt Reinigungsflüssigkeit zu dem Düsenkopf. Bei
geschlossenem Absperrorgan strömt keine Reinigungsflüssigkeit zu dem Düsenkopf. Anders gesagt: wenn das Absperrorgan offen ist, wird sowohl Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter-Innern abgesaugt und
Reinigungsflüssigkeit in das Behälter-Innere versprüht; und wenn das
Absperrorgan zu ist, wird nur Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter-Innern abgesaugt, aber keine neue Reinigungsflüssigkeit in das Behälter-Innere versprüht.
In einer alternativen Ausführung zur Erzeugung des Saugantriebs für den Saugkopf ist das zweite Fluid-Fördermittel vorzugsweise ein Teil des mechanischen Antriebsstranges bzw. mit diesem antriebsmässig gekoppelt, welcher einen zweiten Abschnitt zum Umwandeln von Strömungsenergie des Fluids in Saugenergie des Saugkopfes aufweist.
Dieser zweite Teil oder zweite Abschnitt des Antriebsstranges kann ähnlich wie der weiter oben beschriebene erste Abschnitt als Laufrad, als Turbine, etc. ausgebildet sein, allerdings in umgekehrter Anordnung, d.h. die Drehenergie des Antriebsstranges wird in Strömungsenergie in dem zweiten Fluidpfad umgewandelt.
Vorzugsweise haben beweglich gelagerte Teile, insbesondere drehbar gelagerte Teile der Vorrichtung zwischen dem jeweiligen Teil und dem jeweiligen Lager ein Spiel bzw. einen Spalt, wobei aus der angeschlossenen Fluidquelle stammendes und in den Spalt eindringendes Fluid als
Fluidschmierung für die drehbar gelagerten Teile wirkt. Durch diese
hydrodynamische Lagerung erübrigen sich weitere Massnahmen zur
Schmierung. Wenn als Reinigungsfluid eine Mikro- oder Nano- Festkörperpartikel enthaltende Flüssigkeit verwendet wird, darf die maximale Partikelgrösse, d.h. der Durchmesser näherungsweise kugelförmiger oder würfelförmiger Partikel, nur ein Bruchteil, vorzugsweise weniger als 1/4, dieses Spiels sein.
Vorzugsweise verlaufen der erste Fluidpfad, d.h. die Druckleitung, und/oder der zweite Fluidpfad, d.h. die Saugleitung, zumindest in einem Teilbereich des jeweiligen Pfades geradlinig und sind in diesem geradlinigen Teilbereich längenverstellbar. Hierfür kann z.B. eine Teleskop-Anordnung vorgesehen werden, mittels der die Gesamtlänge der Druckleitung und/oder der Saugleitung verstellbar ist. Alternativ können austauschbare,
unterschiedlich lange Saugleitungen vorgesehen werden, an deren Ende jeweils der Saugkopf angeordnet ist. Auf diese Weise kann bei Behältern unterschiedlicher Grösse und/oder Form gewährleistet werden, dass der Saugkopf bei der tiefsten Stelle des Behälter-Inneraums an der Behälter- Innenwand anliegt, während der Düsenkopf in einem zentralen Bereich des Behältervolumens angeordnet ist. Somit erreicht man eine praktisch
vollständige Absaugung der die Verschmutzungen enthaltenden Reinigungsflüssigkeit und gleichzeitig eine gute Verteilung des sich im
Behälterinnern drehenden Flüssigkeitsstrahl-Musters.
Vorzugsweise verlaufen der erste Fluidpfad, d.h. die Druckleitung, und der zweite Fluidpfad, d.h. die Saugleitung, zumindest in dem geradlinigen Teilbereich parallel zueinander und sind vorzugsweise konzentrisch
zueinander angeordnet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die
Druckleitung einen kreisringförmigen Querschnitt hat, der sich konzentrisch um einen kreisförmigen Querschnitt der Saugleitung erstreckt. Dadurch kann dem Antriebsstrang, der auch die beiden Düsenkopf-Teile des Düsenkopfs antreibt, mehr Leistung (Drehmoment x Drehzahl) zugeführt werden.
Vorzugsweise besitzt die Vorrichtung eine Formation, welche an einer Öffnung des zu reinigenden Behälters vorzugsweise die Öffnung abdichtend befestigbar ist, wobei sowohl der erste Fluidpfad (Druckleitung) als auch der zweite Fluidpfad (Saugleitung) durch die Formation hindurch verlaufen. Zweckmässigerweise enthält diese abdichtende Formation eine Entlüftungsöffnung. Dadurch wird verhindert, dass im Innern des Behälters ein zu grosser Unterdruck entsteht, der das Absaugen von Reinigungsflüssigkeit aus dem Innern des Behälters erschweren oder gar unmöglich machen würde. In die Entlüftungsöffnung kann ein Luftfilter eingesetzt sein. Vorzugsweise ist der Luftfilter austauschbar z.B. in Form einer Luftfilter-Patrone, die in einen Entlüftungskanal der abdichtenden Formation eingesetzt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung drei Formationen aufweist, mittels derer sie an drei Bereichen des Behälters abstützbar oder befestigbar ist, wobei vorzugsweise eine erste Formation der Vorrichtung an der Öffnung des zu reinigenden Behälters befestigbar ist und eine zweite Formation sowie eine dritte Formation der Vorrichtung an einer Aussenfläche oder einer Innenfläche des Behälters abstützbar sind. Typischerweise ist im Falle eines (Wein-)Fasses die erste Formation ein Spundlochzapfen mit Entlüftungsloch, die zweite Formation eine Aussenabstützung z.B. in Form eines ausfahrbaren Stützbeins und die dritte Formation ein als
Innenabstützung dienender Saugfuss mit Saugkopf. Dadurch wird eine stabile Dreipunkt-Positionierung der Vorrichtung bezüglich des zu reinigenden
Behälters gewährleistet.
Der Antrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält vorzugsweise vier unterschiedliche bewegt gelagerte, insbesondere drehbar gelagerte Baugruppen und enthält insgesamt maximal 30 unterschiedliche Einzelteile.
Bei einer besonders bevorzugten, insbesondere für die Reinigung versetzt gestapelter Weinfässer geeigneten Ausführung der Vorrichtung enthält die den zweiten Fluidpfad bildende Saugleitung, welche sich von dem
Saugbereich der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu dem
Fluidauslass der Vorrichtung erstreckt, einen gefederten abwinkelbaren
Abschnitt, wobei vorzugsweise der Drehenergie übertragende Antriebsstrang ebenfalls abgewinkelt ist. Der abwinkelbare Abschnitt ist in seiner entspannten Ruhestellung, d.h. bei nicht vorhandener Biegekraft, im wesentlichen
geradlinig. Wenn z.B. manuell eine Biegekraft auf den abwinkelbaren Abschnitt ausgeübt wird, gelangt dieser in seine gekrümmt-abgewinkelte und gespannte Stellung. In dieser Stellung lässt sich die Saugleitung der Vorrichtung in die Öffnung des zu reinigenden Behälters auch dann problemlos einführen
(„einfädeln"), wenn in der äusseren Umgebung dieser Behälter-Öffnung wenig Platz vorhanden ist. Dies ist z.B. bei versetzt gestapelten Weinfässern der Fall.
Der gefederte abwinkelbare Abschnitt ist vorzugsweise ein Schlauch, der sich im Innern einer Schraubenfeder entlang der Längsrichtung der Schraubenfeder erstreckt. Dieser elastisch abwinkelbare Saugleitung- Abschnitt bildet vorzugsweise eine Überbrückung zwischen zwei starren Saugleitung-Abschnitten, wovon der eine zu dem Saugkopf führt und der andere zum dem zweiten Fluid-Fördermittel, d.h. zu dem Saugantrieb führt. Die Schraubenfeder hat dicht aneinanderliegende oder einander sogar berührende Windungen mit in axialer Richtung nur sehr wenig Spiel bzw. keinem Spiel von vorzugsweise weniger als 1/5 des Filament-Durchmessers. Dadurch wird eine hohe Biegesteifigkeit und somit eine hohe Knicklast erzielt, ab welcher der abwinkelbare Schlauch/Schraubenfeder-Abschnitt der Saugleitung geknickt wird. Diese hohe Knickbeständigkeit des Schlauch/Schraubenfeder-Abschnitts der Saugleitung ist für die durch die Saugleitung, d.h. durch deren Saugfuss, bewirkte Stützfunktion wichtig.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden, nicht einschränkend
aufzufassenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnung, wobei:
Fig. 1A, 1 B und 1 C ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung als Perspektivansicht, als Explosionszeichnung bzw. als Schnittansicht zeigen; und
Fig. 2A, 2B und 2C ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung als Perspektivansicht, als Explosionszeichnung bzw. als Schnittansicht zeigen.
In Fig. 1A, 1 B und 1 C ist das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines insbesondere für Weinfässer geeigneten Behälter- Innenreinigers als Perspektivansicht, als Explosionszeichnung bzw. als
Schnittansicht gezeigt. Der Behälter-Innenreiniger BIR1 weist eine Vielzahl von Bauteilen auf, von denen einige als Baugruppen zusammengefasst dargestellt und in den weiteren Figuren beschrieben werden, nämlich eine Saugfuss- Baugruppe 1 , eine Düsenkopf-Baugruppe 2, eine Spundlochzapfen-Baugruppe 3, eine Verbindungsrohr-Baugruppe 4, eine Injektor-Baugruppe 5, eine
Wasserantrieb-Baugruppe 6, eine Abstützung-Baugruppe 7, ein Handgriff- Rohrstück 8, ein Handgriff 9 sowie eine Verbindungsleitung-Baugruppe 10.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden der Einfachheit halber die mit dem Zusatz„Baugruppe" bezeichneten und die Bezugszeichen 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 10 tragenden Baugruppen auch ohne den Zusatz „Baugruppe" verwendet. Dennoch soll dabei immer die jeweilige Baugruppe gemeint sein.
Bei diesem geradlinigen Behälter-Innenreiniger BIR1 liegen die Achse des Wasserantriebs 6, die Achse des Saugfusses 1 und die Achse des Verbindungsrohrs 4 im wesentlichen auf einer Geraden. Er eignet sich besonders gut zum Reinigen der Innenwände eines Weinfasses.
Um eine Behälter-Innenreinigung durchzuführen, wird dieser geradlinige Behälter-Innenreiniger BIR1 in einen Behälter (nicht gezeigt) eingeführt und über den Wasserantrieb 6 an eine die Antriebsenergie für den Behälter-Innenreiniger BIR1 liefernde Wasserquelle (nicht gezeigt)
angeschlossen. Beim Einführen wird der Saugfuss 1 über ein Spundloch (nicht gezeigt) des Behälters ins Behälter-Innere eingeschoben, wobei man bestrebt ist, den Saugfuss 1 mit seinem Saugkopf 1 a möglichst am tiefsten Ort des Behälter-Innenraums in Anschlag zu bringen, damit am Ende des
Reinigungsvorgangs das gesamte Reinigungswasser aus dem Behälter abgesaugt werden kann.
Bei vollständig in den Behälter eingeschobenem Saugfuss 1 befindet sich auch der Düsenkopf 2a im Behälter-Innern. Der Düsenkopf 2a ist zweiachsig gelagert und weist hierfür zwei zueinander orthogonale Drehachsen auf. Dadurch kann das während des Reinigungsbetriebs durch den rotierenden Düsenkopf 2a in Form von Wasserstrahlen versprühte neue Reinigungswasser die gesamte Innenfläche des zu reinigenden Behälters erreichen.
Bei vollständig eingeschobenem Saugfuss 1 befindet sich der mit einer Entlüftungsöffnung versehene Spundlochzapfen 3 formschlüssig im Spundloch des zu reinigenden Behälters.
Das Verbindungsrohr 4 befindet sich während des
Reinigungsvorgangs ausserhalb des Behälters. Im Innern des
Verbindungsrohrs 4 erstreckt sich in axialer Richtung ein Abschnitt 13a eines mechanischen Antriebsstrangs 13a, 13b, der eine in dem Wasserantrieb 6 erzeugte Drehbewegung von dem Wasserantrieb 6 zu dem Düsenkopf 2a überträgt. Ausserdem erstreckt sich im Innern des Verbindungsrohrs 4 in axialer Richtung ein Abschnitt 14a einer Saugleitung 14a, 14b, der eine
Fluidverbindung zwischen dem Saugkopf 1 a des Saugfusses 1 und dem
Injektor 5 bildet. Dadurch kann während des Reinigungsbetriebs durch den im Injektor 5 erzeugten Unterdruck verbrauchtes Reinigungswasser über den Saugfuss 1 aus dem Behälter-Innern abgesaugt werden. Schliesslich erstreckt sich im Innern des Verbindungsrohrs 4 in axialer Richtung auch ein Abschnitt einer Druckleitung (in Fig. 1 nicht sichtbar), der eine Fluidverbindung zwischen dem Wasserantrieb 6 und dem Düsenkopf 2a bildet. Dadurch kann während des Reinigungsbetriebs durch die angeschlossene externe Wasserquelle zugeführtes Wasser dem Düsenkopf 2a zugeführt werden.
Das Verbindungsrohr 4 enthält einen quer von ihm abstehenden Hochdruckanschluss-Stutzen 4a, über den die bis zum Düsenkopf 2a
reichende Hochdruckleitung an den Leitungsabschnitt 12 der
Umgehungsleitung 8, 9, 10, 12 angeschlossen ist. Das Verbindungsrohr 4 enthält auch einen quer von ihm abstehenden Sauganschluss-Stutzen 4b, über den die bis zum Saugkopf 1 a reichende Saugleitung an den Injektor 5 angeschlossen ist.
Der im Innern des Verbindungsrohrs 4 angeordnete Abschnitt 13a des mechanischen Antriebsstrangs 13a, 13b ist ebenfalls als Rohr ausgebildet, so dass er neben der Übertragung der vom Wasserantrieb 6 erzeugten
Drehbewegung auch den im Innern des Verbindungsrohrs 4 angeordneten Abschnitt 14a der Saugleitung 14a, 14b bildet. In einem axialen Bereich des Verbindungsrohrs 4, in welchem der Sauganschluss-Stutzen 4b angeordnet ist, befindet sich im Innern des Verbindungsrohrs 4 eine mit 15 angedeutete Zwischenkammer, in welche der zu dem Wasserantrieb 6 weisende Endbereich der Saugleitung 14a bzw. des Antriebsstrang-Abschnitts 13a durch ein fluiddichtes Drehlager (bei 16) hindurch axial hineinragt. Über eine oder mehrere Öffnungen 17 in diesem Endbereich der Saugleitung 14a bzw. des Antriebsstrang-Abschnitts 13a wird die Kontinuität der Saugleitung 14a, 14b auch im Betrieb bei sich drehendem Antriebsstrang 13a, 13b und bei sich drehender Öffnung bzw. Öffnungen 17 gewährleistet. Die im vorhergehenden Absatz erwähnte Hochdruckleitung wird in ihrem im Verbindungsrohr 4 verlaufenden Abschnitt somit durch einen Kanal mit kreisringförmigem
Querschnitt zwischen der Innenfläche des Verbindungsrohrs 4 und der
Aussenfläche des auch als Saugleitung-Abschnitt 14a dienenden
Antriebsstrang-Abschnitts 13a gebildet. Der Injektor 5 bildet den Saugantrieb des Behälter-Innereinigers BIR1 . In einen Saugleitung-Düsenabschnitt 5a ragt eine Strahldüse 5b
(Injektor-Düse), deren Öffnung im Innern des Saugleitung-Düsenabschnitts 5a in Saugrichtung mündet. Diese Strahldüse 5b steht mit einem Druckleitung- Abschnitt 18 über eine Druckleitung-Abzweigung 19 aus der zu dem Düsenkopf 2 führenden Druckleitung in Fluidverbindung. Im Betrieb wird darüber ein Teil des zum Düsenkopf 2 strömenden Hochdruck-Wassers in den Injektor 5 abgezweigt und mündet dort in den Saugleitung-Düsenabschnitt 5a. In dem Druckleitung-Abschnitt 18 ist stromab (förderabseitig) von der zur Strahldüse führenden Druckleitung-Abzweigung 19 ein Absperrhahn 20 angeordnet. Bei geöffnetem Absperrhahn 20 strömt Wasser zu dem Düsenkopf. Bei
geschlossenem Absperrhahn 20 strömt kein Wasser zu dem Düsenkopf. Wenn der Absperrhahn 20 offen ist, wird sowohl Wasser aus dem Behälter-Innern abgesaugt und Wasser in das Behälter-Innere versprüht; und wenn der
Absperrhahn 20 zu ist, wird nur verbrauchtes bzw. verschmutztes Wasser aus dem Behälter-Innern abgesaugt, aber kein frisches Wasser ins Behälter-Innere versprüht.
Der Wasserantrieb 6 bildet den ersten Abschnitt des mechanischen Antriebstranges, der sich vom Wasserantrieb 6 über den sich axial im Innern des Verbindungsrohrs 4 erstreckenden Abschnitt des Antriebsstranges bis hin zum Düsenkopf 2a erstreckt. Der Wasserantrieb 6 enthält ein mit 6a
angedeutetes Laufrad, dessen Ausgangswelle mit der Eingangswelle eines mit 6b angedeuteten Getriebes drehfest verbunden ist. Das Getriebe 6b enthält drei Planetengetriebe-Stufen (nicht gezeigt), um die Drehzahl der über das Laufrad 6a in den mechanischen Antriebstrang eingetragenen Drehbewegung für den drehbaren Düsenkopf 2a anzupassen.
Die Abstützung 7 ist an der Druckleitung in einem Bereich befestigt, wo von dieser die Druckleitung-Abzweigung 19 zu der Strahldüse 5b abzweigt. Die Abstützung 7 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Verbindungsrohr 4 und hat an ihrem Ende einen Fuss 7a, welcher der Krümmung der
Aussenfläche eines Weinfasses entspricht. Zusammen mit dem Saugkopf 1 a am Ende des Saugfusses 1 und dem Spundlochzapfen 3 bildet diese
Abstützung 7 mit ihrem Fuss 7a eine stabile Dreipunkt-Lagerung des Behälter- Innenreinigers BRI1 an dem zu reinigenden Behälter und insbesondere an einem Weinfass.
Die Verbindungsleitung 10 bildet einen Teil der Druckleitung und stellt eine Umgehungsleitung 8, 9, 10, 12 dar, die als paralleler Zweig einen Teilabschnitt des mechanischen Antriebsstranges 13a, 13b umgeht, der sich im Innern des Verbindungsrohrs 4 axial erstreckt. Diese die Verbindungsleitung 10 enthaltende Umgehungsleitung 8, 9, 10, 12 mündet aus dem
stromabseitigen Endbereich des Wasserantriebs 6 heraus. Die
Umgehungsleitung verzweigt sich dann einerseits in einen ersten
Leitungszweig, der in den zum Düsenkopf 2 führenden Druckleitung-Abschnitt im Innern des Verbindungsrohrs 4 mündet, und andererseits in einen zweiten Leitungszweig, der in den zum Saugfuss 1 führenden Saugleitung-Abschnitt im Innern des Verbindungsrohrs 4 mündet. Dieser zweite Leitungszweig der Umgehungsleitung bildet somit die weiter oben erwähnte Druckleitung- Abzweigung 19 zur Strahldüse des Injektors 5.
In Fig. 2A, 2B und 2C ist das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines insbesondere für versetzt gestapelte Weinfässer geeigneten Behälter-Innenreinigers als Perspektivansicht, als
Explosionszeichnung bzw. als Schnittansicht gezeigt. Der Behälter- Innenreiniger BIR2 weist eine Vielzahl von Bauteilen auf, von denen einige als Baugruppen zusammengefasst dargestellt und in den weiteren Figuren beschrieben werden, nämlich eine Saugfuss-Baugruppe 1 * eine Düsenkopf- Baugruppe 2, eine Spundlochzapfen-Baugruppe 3, eine Verbindungsrohr- Baugruppe 4, eine Injektor-Baugruppe 5, eine Wasserantrieb-Baugruppe 6, eine Abstützung-Baugruppe 7, eine Verbindungsleitung-Baugruppe 10 sowie eine Winkelgetriebe-Baugruppe 1 1 .
In der folgenden Figurenbeschreibung werden der Einfachheit halber die mit dem Zusatz„Baugruppe" bezeichneten und die Bezugszeichen 1 * 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10 oder 1 1 tragenden Baugruppen auch ohne den Zusatz „Baugruppe" verwendet. Dennoch soll dabei immer die jeweilige Baugruppe gemeint sein. Bei diesem abgewinkelten Behälter-Innenreiniger BIR2 liegen die Achse des Saugfusses 1 * und die Achse des Verbindungsrohrs 4 im
wesentlichen auf einer Geraden, während die Achse des Wasserantriebs 6 bezüglich dieser Geraden abgewinkelt ist. Er eignet sich besonders gut zum Reinigen der Innenwände versetzt gestapelter Weinfässer.
Der Behälter-Innenreiniger BIR2 unterscheidet sich von dem Behälter-Innenreiniger BIR1 im wesentlichen in zwei Punkten.
Der erste wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Saugfuss 1 * des Behälter-Innenreinigers BIR2 einen gefederten abwinkelbaren
Saugfuss-Abschnitt 1 b aufweist.
Der zweite wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Behälter-Innenreiniger BIR2 kein Handgriff-Rohrstück 8 und keinen Handgriff 9 (siehe Fig. 1 ) enthält. Stattdessen befindet sich dort der abgewinkelt
angeordnete Wasserantrieb 6. Die Abwinkelung des sich vom Wasserantrieb 6 über das Innere des Verbindungsrohrs 4 zu dem Düsenkopf 2a erstreckenden mechanischen Antriebstrangs erfolgt über die zwischen dem Wasserantrieb 6 und dem Verbindungsrohr 4 angeordnete Winkelgetriebe-Baugruppe 1 1 .
Der Saugfuss 1 * besitzt einen gefederten abwinkelbaren Saugfuss- Abschnitt 1 b, der einen Schlauch 21 enthält, der sich im Innern einer
Schraubenfeder 22 entlang der Längsrichtung der Schraubenfeder erstreckt. Dieser elastisch abwinkelbare Saugleitung-Abschnitt 1 b des Saugfusses 1 ist zwischen den beiden starren Saugleitung-Abschnitten angeordnet, wovon der eine zu dem Saugkopf 1 a führt und der andere zum Saugantrieb, d.h. dem Injektor 5 führt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der gefederte abwinkelbare Saugleitung-Abschnitt 1 b zwischen dem am Ende des Saugfusses 1 * angeordneten Saugkopf 1 a und dem am Ende der Druckleitung angeordneten Düsenkopf 2a.
Das Winkelgetriebe 1 1 hat zwei zueinander abgewinkelte Wellen 1 1 a, 1 1 b, wovon die eine 1 1 a mit der stromabseitigen Ausgangswelle des Wasserantriebs 6 drehfest verbunden ist und die andere 1 1 b mit dem Abschnitt 13a des mechanischen Antriebsstrangs drehfest verbunden ist, der sich im Innern des Verbindungsrohrs 4 in axialer Richtung zu dem Düsenkopf 2 erstreckt. Der so gebildete abgewinkelte mechanische Antriebsstrang überträgt die in dem Wasserantrieb 6 erzeugte Drehbewegung von dem Wasserantrieb 6 zu dem Düsenkopf 2a.
Da die Düsenkopf-Baugruppe 2, die Spundlochzapfen-Baugruppe 3, die Verbindungsrohr-Baugruppe 4, die Injektor-Baugruppe 5, die
Wasserantrieb-Baugruppe 6, die Abstützung-Baugruppe 7 sowie die
Verbindungsleitung-Baugruppe 10 sowohl in dem geradlinigen Behälter- Innenreiniger BIR1 als auch in dem abgewinkelten Behälter-Innenreiniger BIR2 identisch enthalten sind, erübrigt sich an dieser Stelle die schon anhand der Fig. 1A, 1 B und 1 C gegebene Beschreibung dieser Baugruppen.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (BIR1 ; BIR2) zur Reinigung innenliegender Flächen von Behältern, insbesondere von Fässern oder Tanks, mittels eines in Form mindestens eines Fluidstrahls auf die innenliegenden Flächen auftreffenden Fluids, mit einem ersten Fluidpfad (6, 8, 9, 10, 12, 4), welcher sich von einem Fluideinlass (FE) der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem mindestens ein Düsenloch aufweisenden Düsenbereich (2) der Vorrichtung erstreckt; einem zweiten Fluidpfad (1 a, 14b, 14a, 5), welcher sich von einem mindestens ein Saugloch aufweisenden Saugbereich (1 ; 1 *) der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu einem Fluidauslass (FA) der Vorrichtung erstreckt; wobei der Fluidauslass (FA) ausserhalb des zu reinigenden Behälters anordenbar ist; und der Düsenbereich (2) sowie der Saugbereich (1 ; 1 *) der Vorrichtung im Innern des zu reinigenden Behälters anordenbar sind; dadurch gekennzeichnet, dass an den Fluideinlass (FE) eine einen Fluiddruck, d.h. potentielle Energie, und einen Fluiddurchsatz, d.h. kinetische Energie, bereitstellende Fluidquelle anschliessbar ist; dass während des Reinigungsbetriebs der Vorrichtung mit
angeschlossener Fluidquelle sowohl die Strömungsenergie eines aus einem Düsenloch austretenden Fluidstrahls als auch die Saugenergie an einem Saugloch durch die an den Fluideinlass (FE) angeschlossene Fluidquelle bereitgestellt werden; und dass der Düsenbereich (2) durch einen mindestens ein Düsenloch, vorzugsweise eine Vielzahl Düsenlöcher, aufweisenden Düsenkopf (2a) bzw. Sprühkopf gebildet ist, welcher in dem ersten Fluidpfad mehrachsig drehbar gelagert ist und welcher durch die potentielle und/oder kinetische Energie des aus der anschliessbaren Fluidquelle stammenden Fluids drehangetrieben ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die an den Fluideinlass (FE) anschliessbare Fluidquelle das einzige aktive
Antriebselement der Vorrichtung ist, während alle anderen Elemente der Vorrichtung passive, durch die Energie der Fluidquelle angetriebene Elemente sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Fluidpfad (6, 8, 9, 10, 12, 4) ein erstes Fluid-Fördermittel (6) zugeordnet ist, womit ein Fluid durch den ersten Fluidpfad von dem
Fluideinlass (FE) zu dem Düsenbereich (2) förderbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Fluidpfad (1 a, 14b, 14a, 5) ein zweites Fluid-Fördermittel (5) zugeordnet ist, womit ein Fluid durch den zweiten Fluidpfad von dem Saugbereich (1 ; 1 *) zu dem Fluidauslass (FA) förderbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Fluid-Fördermittel (6) als auch das zweite Fluid-Fördermittel (5) durch die Energie, d.h. durch den Fluiddruck und/oder den Fluiddurchsatz des durch die angeschlossene Fluidquelle bereitgestellten Fluids antreibbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2a) ein Teil eines mechanischen Antriebsstranges (13a, 13b) ist, welcher einen ersten Abschnitt zum
Umwandeln von Strömungsenergie des Fluids in Drehenergie des
Antriebsstranges und somit in Drehenergie des Düsenkopfes aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Saugbereich zumindest einen Teil des zweiten Fluid- Fördermittels darstellt und durch einen mindestens ein Saugloch aufweisenden Saugkopf gebildet ist, welcher in dem zweiten Fluidpfad angeordnet ist und durch die potentielle und/oder kinetische Energie des aus der anschliessbaren Fluidquelle stammenden Fluids saugangetrieben ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid-Fördermittel ein Teil des mechanischen Antriebsstranges ist bzw. mit diesem antriebsmässig gekoppelt ist, welcher einen zweiten Abschnitt zum Umwandeln von Strömungsenergie des Fluids in Saugenergie des Saugkopfes aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid-Fördermittel (5) nach dem Venturi- Prinzip, d.h. Strahlpumpe mit Strahldüse (5b) arbeitet, wobei das aus der angeschlossenen Fluidquelle stammende Fluid den Saugstrahl bildet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beweglich gelagerte Teile, insbesondere drehbar gelagerte Teile der Vorrichtung zwischen dem jeweiligen Teil und dem jeweiligen Lager ein Spiel aufweisen und dass in dem das Spiel bildenden Spalt das aus der angeschlossenen Fluidquelle stammende Fluid als
Fluidschmierung wirkt.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidpfad (6, 8, 9, 10, 12, 4) und/oder der zweite Fluidpfad (1 a, 14b, 14a, 5) zumindest in einem Teilbereich des jeweiligen Pfades geradlinig verlaufen und in diesem geradlinigen Teilbereich längenverstellbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidpfad (6, 8, 9, 10, 12, 4) und der zweite Fluidpfad (1 a, 14b, 14a, 5) zumindest in dem geradlinigen Teilbereich (4 bzw. 14a) parallel zueinander verlaufen und vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine vorzugsweise mit einer
Entlüftungsöffnung ausgestattete Formation (3) aufweist, welche an einer Öffnung des zu reinigenden Behälters befestigbar ist, wobei sowohl der erste Fluidpfad (6, 8, 9, 10, 12, 4) als auch der zweite Fluidpfad (1 a, 14b, 14a, 5) durch die Formation (3) hindurch verlaufen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung drei Formationen (3, 7a, 1 a) aufweist, mittels derer sie an drei Bereichen des Behälters abstützbar oder befestigbar ist, wobei vorzugsweise eine erste Formation (3) der Vorrichtung an der Öffnung des zu reinigenden Behälters befestigbar ist, eine zweite Formation (7a) eine Aussenabstützung in Form eines Stützbeins ist und eine dritte Formation (1 a) der als Innenabstützung dienende Saugkopf ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine den zweiten Fluidpfad bildende Saugleitung (14b, 14a, 5a), welche sich von dem Saugbereich (1 ; 1 *) der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch zu dem Fluidauslass (FA) der Vorrichtung erstreckt, einen gefederten abwinkelbaren Abschnitt (1 b) aufweist, und dass vorzugsweise der Drehenergie übertragende Antriebsstrang ebenfalls abgewinkelt (1 1 ) ist.
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