DE2629982A1

DE2629982A1 - Vorrichtung zur entfernung von materialrueckstaenden von behaelterinnenwaenden

Info

Publication number: DE2629982A1
Application number: DE19762629982
Authority: DE
Inventors: Sven Karl Lennart Goof
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-07-03
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2629982C2; NO149164B; CH614869A5; NO762287L; BE843708A; JPS528671A; DK302975A; GB1547593A; SE7607596L; NO149164C; NL7607331A; SE424408B; US4225803A; FR2316007A1; DK150679B; FI761892A; FR2316007B1

Description

Sven Karl Lennart Goof,
Gammel Strandvej 236 B, DK - Humlebeek , Dänemark

Vorrichtung zur Entfernung von Materialrückständen von Behälterinnenwänden .

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfernung von Materialrückständen von den Innenwänden eines Behälters mit einem zum Eintauchen in die Behälterflüssigkeit ausgebildeten Gehäuse, wobei das Gehäuse wenigstens ein die Gehäusewand in hochfrequente Schwingungen versetzendes Vibratorelement aufweist.

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Bei verschiedenen Flüssigkeitsbehältern verbleiben an den Innenflächen sehr oft unerwünschte Materialrückstände in Form von Schichten oder dgl. Bei verschiedenen Sanitäreinrichtungen, wie Waschbehältern ,entstehen beispielsweise Kalziumschichten, wobei Eisenanteile in den Schichten darüberhinaus eine unästhetische Verfärbung bewirken.

Derartige Schichten und Rückstände werden durch Wegschlagen oder durch Lösung mit Säuren entfernt, wobei diese Verfahren sehr zeitaufwendig und schwierig sind und gleichzeitig Beschädigungen an der Behälterwand selbst oder anderen Bauteilen im Behälterinneren verursachen.

Verfahren zur Entfernung derartiger Rückstände verwenden sogenannte Schall- oder Ultraschallreinigungsvorrichtungen, durch welche Energie in eine Flüssigkeit eines zu reinigenden Gefäßes oder Behälters über eine Oszillationswand gegeben wird, welche in die Flüssigkeit derart eingetaucht oder eingeführt wird, daß sich Hohlstellen bilden, wodurch ein hochwirksames und intensives Abschrubben der Behälterinnenfläche bewirkt wird. Aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades und insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die Energie- oder Kraftübertragung derart gerichtet ist, daß während der Arbeitsweise eine Drehung oder eine sonstige Orientierung der Vorrichtung notwendig ist, um eine wirksame Säuberung aller Behälterinnenflächen zu erzielen, sind diese bekannten Verfahren nicht erfolgreich. Der geringe oder nicht zufriedenstellende Wirkungsgrad der bekannten Verfahren wird entweder durch eine starke Hohlraumbildung an der Grenzfläche zwischen der Oszillationswand der Vorrichtung und der umgebenden Flüssigkeit oder durch ungenügende Schwingungsübertragung zur eingetauchten Wand verursacht.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur Reinigung von Innenflächen verschiedener Arten von Behaltern zu schaffen, wobei die Vorrichtung ein zum Eintauchen in die Behälterflüssigkeit ausgebildetes Gehäuse beinhaltet, welches wenigstens ein die Gehäusewände in hochfrequente Schwingungen versetzendes Vibratorelement aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens einige der Vibratorelernente als im wesentlichen stangenförmige,das Gehäuseinnere überspannende Elemente ausgebildet sind, welche an gegenüberliegenden Wandabschnitten des Gehäuses anschließbar sind.

Durch diese Anordnung wird die Übertragung mechanischer Schwingungen zwischen den stangenförmigen Elementen und der Gehäusewand äußerst wirksam durchgeführt. Darüberhinaus kann durch entsprechende Einstellung und Anordnung der Elemente,abhängig von der Gehäusegestalt die Leistungsabgabe pro Flächeneinheit von Außenfläche zu Gehäuse relativ gleichmäßig gehalten werden, wodurch die Vorrichtung bei einer maximalen Kraftabgabe auf betreffende Gehäuseteile betrieben werden kann, ohne daß beträchtliche Hohlraumbildungen an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gehäuse, und zwar nicht einmal örtlich, auftreten, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verbessert wird.

Das erfindungsgemäße Gehäuse kann abhängig vom zu säubernden Behälter unterschiedlich gestaltet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch das Gehäuse eine Zylinderhülse, wobei wenigstens ein Ende dieser Hülse abgedichtet und zum Eintauchen ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform sind die stangenförmigen Vibratorelemente oder übertragungseinheiten im wesentlichen diametral im Gehäuse und gegeneinander

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winkelförmig versetzt angeordnet.

Mit dieser bevorzugten Ausführungsform durchgeführte Versuche haben dargelegt, daß die Kraftübertragung nahezu in allen Richtungen in zur Gehäuseachse senkrechten Ebenen erfolgt und zwar nahezu entlang der gesamten Axiallänge des Gehäuses. Demgemäß ist eine Drehung oder sonstige Bewegung der Vorrichtung relativ zur zu säubernden Behälterfläche nicht erforderlich. Weiter wurde durch die Versuche gezeigt, daß sogar ein stark beschichteter Waschbehälter vollständig innerhalb weniger Minuten gereinigt werden kann.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung weist ein eintauchbares Gehäuse mit einer kugelförmigen Gestalt auf, in dem stangenförmige Vibratorelernente sich durch den Mittelpunkt des Gehäuses erstreckend angeordnet sind, wodurch ein zur Verwendung in verschieden gestalteten Behältern geeignete Vorrichtung gegeben ist.

Erfindungsgemäß können die stangenförmigen Vibratorelemente mehrere entlang derselben Schwingungsachse arbeitende Vibratoreinheiten beinhalten, wodurch der gewünschte Leistungsbetrag verbessert werden kann.

Darüberhinaus können die stangenförmigen Vibratorelemente durch andere Vibratorelemente ergänzt werden, die mit der Innenwand des Gehäuses verbunden sind. Dadurch können spezifische Flächenbereiche des Gehäuses, wie beispielsweise die eingetauchte Endfläche in der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform, mit solchen zusätzlichen Elementen ausgerüstet werden, wodurch die gewünschte gleichförmige Schwingungsübertragung weiter verbessert wird.

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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung können jeweilige Enden der Vibratorelernente an der Gehäuseinnenwand durch separate und starr zwischen dem jeweiligen Vibratorelement und Innenwand befestigten Anschlüsse verbunden sein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang Linie II-II nach Figur 1,

Fig. 3 einen Schemaschnitt einer alternativen Anordnung von Vibratorelementen in der erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform sowie

Fig.4 eine schematische zusätzliche Vibratorelemente zur Ergänzung der stangenähnlichen Elemente darstellende Ansicht.

Das wesentliche Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Gehäuse oder ein Hüllmantel, in dessen Inneren die Vibratorelemente angeordnet sind.

Das Gehäuse kann unterschiedlich gestaltet sein, jedoch sind Ausführungsformen mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt bevorzugt, da bei diesen während der Verwendung der Vorrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Energieabgabe gewährleistet wird, d. h. in allen Richtungen von senkrecht zu einer Vertikalachse gerichteten Ebenen. Eine ähnliche Wirkung kann jedoch auch mit anders gestalteten Gehäusen oder

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Hüllmänteln erzielt werden, wie beispielsweise Ausführungsformen mit verschiedenen polygonalen Querschnitten. Darüberhinaus kann es zweckmäßig sein, das Gehäuse abhängig von den zu säubernden Flüssigkeitsbehältern zu gestalten, insbesondere dann, falls diese spezielle Formen aufweisen.

Das Gehäuse ist derart ausgebildet, daß es voll oder zum Teil in eine Flüssigkeit eingetaucht werden kann. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse mit einem Handgriff oder einem sonstigen Halter ausgebildet sein. Schließlich muß das Gehäuse einen Eingang für ein Kabel oder einen Draht aufweisen, der insbesondere bei vollem Eintauchen des Gehäuses flüssigkeitsdicht ausgebildet sein muß. Der Drahteingang kann mit einem Handgriff oder einer Haltestange am Gehäuse kombiniert sein, wie es in Figur 1 angegeben ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Gehäuse die· Gestalt einer Zy linder hülse, deren Endflächen eben oder gekrümmt ausgebildet.-sein können. In einer weiteren Ausführungsform besitzt das Gehäuse eine kugelförmige Gestalt, welche aus zwei flüssigkeitsdichten Hälften zusammengesetzt sein kann.

Als Vibratorelement können im wesentlichen irgendwelche Konstruktionen verwendet werden, die im Inneren des Gehäuses angeordnet sind und die notwendigen Frequenzen und Kräfte erzeugen kann. Ein bevorzugtes Vibratorelement ist ein piezoelektrisches Bauteil, dessen Hauptbestandteil ein Quarzkristall oder ein anderes piezoelektrisches Material, wie Barium, Titanat oder Bleizirconiumtitanat sein kann. Dieses Material ist zwischen verschiedenen Materialschichten, welche die erforderlichen elektrischen Anschlüsse enthalten, eingelegt oder eingespannt. Derartige Vibratorelemente sind

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insbesondere in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gut geeignet, da sie als kleine Einheiten ausgebildet sind, die unmittelbar an der Innenwand des Gehäuses, beispielsweise durch Kleben, befestigt werden können.

In den Figuren 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Srfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung dargestellt. Schematisch ist eine Anzahl von piezoelektrischen Vibratorelementen mit einem zwischen zwei Blöcken 2 eingelegten oder gespannten Material 1 gezeigt, wobei die Blöcke 2 Oszillationsbauteile bilden. Ein derartiges im wesentlichen stangenähnliches Vibratorelement 3 wird derart eingesetzt und befestigt, daß es sich diametral durch den Innenraum des Gehäuses erstreckt. Die Endabschnitte der Elemente sind entsprechend des ümrißes der Innenwand gestaltet und an der Innenwand über ihre gesamte Berührfläche durch beispielsweise Kleben befestigt.

Weitere Vibratorelemente, wie die Elemente 4 und 5, können in ähnlicher Weise eingesetzt sein. Falls es vorteilhaft ist, können die Elemente wechselseitig um einen bestimmten Winkel'zueinander versetzt sein, wie es insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist. Jedes sich diametral erstreckendes Vibratorelement kann zusätzlich aus einer Anzahl von Vibratorelementen zusammengesetzt sein, welche entlang der gleichen Schwingungsachse arbeiten. Weiter können entsprechende Zwischenstücke, falls erforderlich, eingesetzt sein.

Durch diesen Aufbau wird eine wirksame Schwingungsübertragung des Vibratorelernents zur Wand 6 des Gehäuses gewährleistet und weiter eine gleichmäßige Kraftübertragung in eine Flüssigkeit an der Außenseite des Gehäuses, wobei eine übertragung in Richtungen senkrecht zur Mittelachse des Gehäuses erreicht wird.

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In Figur' 3 ist eine Alternative der Vibraiorelementeanordnung im Inneren des Gehäuses dargestellt. Eine Anzahl von Vibratorelementen sind in der gleichen Ebene angeordnet und an einer Seite mit der Innenwand des Gehäuses und an der anderen Seite mit einem Mittelteil 7 verbunden, dessen Gestalt von der Anzahl der verwendeten Vibratorelemente abhängig ist. Um eine Schwingungsübertragung mit gleichem Wirkungsgrad vom Vibrator zum Gehäuse, wie in der in den Figuren 1 und dargestellten Ausführungsform, zu erreichen, sind die Vibratorelemente als paarweise aufeinander ausgerichtete Elemente entlang der gleichen Schwingungsachse angeordnet. Durch diesen Aufbau wird die Anordnung mehrerer in der gleichen Ebene arbeitender Vibratorelemente ermöglicht, wobei in einem langgestreckten Gehäuse eine Anzahl derartiger Vibratorelemente an verschiedenen Stellen entlang der Gehäuseachse angeordnet sein können.

Dieser Aufbau ist jedoch auch zur Verwendung in Verbindung mit kugelförmig gestalteten Gehäusen hervorragend geeignet. In Figur 3 kann das Mittenteil 7 kubisch ausgebildet sein und ein zusätzliches Paar der Vibratorelemente kann senkrecht zur Zeichenebene vorgesehen sein, wodurch ein durch einen kugelförmigen Hüllmantel umgebender Aufbau erzielt wird. Die Zahl der Vibratorelementenpaare kann selbstverständlich variieren. Die Anzahl erfordert lediglich eine entsprechende Gestaltung des Mittenteiles.

Figur 4 zeigt zusätzliche freihängend angeordnete Vibratorelemente, die mit nur einem Ende an der Innenwand des im Querschnitt dargestellten zylindrisch oder kugelförmig gestalteten Gehäuses befestigt sind. Derartige zusätzliche Elemente 9 können in Verbindung mit einem irgendwie gestalteten Gehäuse zur Ergänzung der stangenähnlichen Elemente

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verwendet werden. Somit können ein oder mehrere zusätzliche Elemente 9 am Boden des Gehäuses 6, wie in Figur 1 dargestellt/ vorgesehen sein.

In allen beschriebenen Ausführungsformen, können die Vibratorelemente durch entsprechende Anschlüsse oder Verbindungsglieder 8 befestigt sein. Damit können im Handel verfügbare Vibratorelemente verwendet werden, ohne daß es notwendig ist, ihre ebenen Endflächen zu bearbeiten, um eine Anpassung an die Form der Innenwand des Gehäuses zu erzielen. Die notwendige Anpassung an die Gehäusegestalt kann somit an den Verbindungsgliedern vorgenommen werden, die dann an die ebenen Endflächen der Vibratorelemente geklebt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet selbstverständlich Drahtanschlüsse (nicht gezeichnet) für die Stromzuführung zu den jeweiligen Vibratorelementen. Darüberhinaus können Einrichtungen zur Steuerung verschiedener Parameter, wie Frequenz etc., vorgesehen sein.

Wie bereits erwähnt, kann jeder in der Praxis verwendete Typ eines

Hochfrequenzvibratorelements bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden. Ein wesentliches Merkmal ist jedoch, daß die verwendeten Elemente in der oben angezeigten Art an der Gehäuseinnenwand angeschlossen sind, d. h. in Anpassung an die Gestalt des Umrisses der Innenwand und durch eine Befestigung, beispielsweise durch Kleben, über der gesamten Berührfläche mit der Innenwand des Gehäuses. Eine derartige Verbindung oder Befestigung kann in vorteilhafter Weise durch einzelne Verbindungsglieder, entsprechend den oben beschriebenen Verbindungsgliedern 8, in Verbindung mit zusätzlichen oder ergänzenden Elementen 9 ausgeführt werden.

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Obwohl die Reinigungsvorrichtung nach Maßgabe der Erfindung hauptsächlich zur Säuberung von sanitären Behältern und ähnlichem vorgesehen ist, kann dasselbe Prinzip natürlich bei Reinigung verschiedener anderer Flüssigkeitsbehälter/ wie Wärmeaustauschbehälter, verwendet werden, welche jedenfalls derart ausgebildet sind, daß die Vorrichtung in die Flüssigkeit im Inneren des Flüssigkeitsbehälters eingetaucht oder eingeführt werden kann. Insbesondere in Verbindung mit der Reinigung derartiger Behälter, welche möglicherweise speziell gestaltet sind oder zusätzliche Bauteile aufweisen, wie Wärmeaustauschröhren, kann·'es erforderlich sein, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in spezieller Weise gestaltet ist, um das Eintauchen der Vorrichtung sowie eine wirksame und gleichförmige Kraftübertragung durch die Flüssigkeit im Behälter zu den verschiedenen beschichteten Innenflächen des Behälters zu erzielen.

Darüberhinaus kann die Zahl der Vibratorelemente und deren Verteilung und Anordnung im Gehäuseinneren gemäß den besonders beabsichtigten Reinigungsarbeiten abgeändert werden.

Selbstverständlich können über die hierin beschriebenen Ausführungsformen beliebig viele weitere Abänderungen getroffen werden. So kann die Vorrichtung anstelle oder zusätzlich zum Handgriff oder Halter einen nach außen sich erstreckenden und entsprechend gestalteten Flansch am oberen Gehäuseabschnitt beinhalten. Ein derartiger Flansch könnte beispielsweise derart ausgestaltet sein, daß er die Vorrichtung in einer Lage am oberen Rand eines Waschbehälters hält.

Darüberhinaus kann die Vorrichtung entsprechende Polklemmen zum Anschluß an-.eine elektrische Zuführleitung beinhalten

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oder kann die Vorrichtung beständig durch ein Kabel mit einem entsprechenden Hochfrequenzgenerator verbunden sein.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentans prüche

1. Mit einem zum Eintauchen in die Behälterflüssigkeit ausgebildeten Gehäuse versehene Vorrichtung zur Entfernung von Materialrückständen von den Innenwänden eines Behälters, wobei das Gehäuse wenigstens ein die Gehäusewand in hochfrequente Schwingungen versetzendes Vibratorelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Vibratorelemente (3, 4, 5) als im wesentlichen stangenförmige, das Gehäuseinnere überspannende Elemente ausgebildet sind, welche an gegenüberliegenden Wandabschnitten des Gehäuses anschließbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem zylinderförmigen wenigstens eine abgeschlossene Endfläche aufweisenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die stangenähnlichen Vibratorelemente (3, 4, 5) im Gehäuse im wesentlichen diametral und winkelförmig gegeneinander versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem kugelförmigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die stangenförmigen Vibratorelemente (3, 4, 5) durch den Mittelpunkt des Gehäuses sich erstreckend angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stangenförmigen Vibratoreleir.ente (3, 4, 5) mehrere entlang derselben Schwingungsachse arbeitende Vibratoreinheiten beinhalten.

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5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stangenförmigen Vibratorelemente (3, 4, 5) durch zusätzliche an der Innenwand des Gehäuses anschließbare Vibratorelemente

(9) ergänzt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweilige Enden der Vibratorelemente (3, 4, 5, 9) mit der Gehäuseinnenwand durch separate und starr zwischen Vibratorelement und Innenwand befestigte Anschlüsse verbunden werden.

Starnberg, den 1. Juli 1976/10/62

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