DE3617783C2 - - Google Patents
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- DE3617783C2 DE3617783C2 DE19863617783 DE3617783A DE3617783C2 DE 3617783 C2 DE3617783 C2 DE 3617783C2 DE 19863617783 DE19863617783 DE 19863617783 DE 3617783 A DE3617783 A DE 3617783A DE 3617783 C2 DE3617783 C2 DE 3617783C2
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Description
Bei Lager- und Transportbehältern aller Art, die vorüber
gehend mit irgendwelchen Flüssigkeiten befüllt sind, bleibt
auch nach dem Entleeren an den Behälterwänden oftmals ein
Belag zurück. Je nach der Art der letzten Füllung kann der
Belag aus Resten der Flüssigkeit oder deren Inhaltsstoffen
bestehen, die durch Adhäsion oder infolge einer ihnen
eigenen Klebrigkeit dort haften geblieben sind oder die sich
infolge eines Trocknungsvorganges dort niedergeschlagen
haben. Manchmal setzen sich auch aus der Flüssigkeit irgend
welche Stoffe ab, die entweder an die Flüssigkeitsoberfläche
aufschwimmen oder die in der Flüssigkeit absinken und sich
dann an den Behälterwänden festsetzen. Selbst wenn die
Flüssigkeit ihrer Art nach nicht gewechselt wird, ist es
oftmals doch erforderlich oder erwünscht, daß der Behälter
vor einer Neubefüllungen von den Resten der letzten Füllung
gereinigt wird. Für diesen Zweck werden Reinigungsvorrich
tungen verwendet, mit denen ein Arbeitsmittel, das meist aus
Wasser mit oder ohne Reinigungszusätze besteht, unter hohem
Druck aus Spritzdüsen auf die Behälterwände gespritzt wird,
wo die Spritzstrahlen meist schon durch ihre kinetische
Energie den Belag von den Behälterwänden absprengen und/oder
abspülen. Soweit Reinigungsmittel verwendet werden, dienen
sie meist dem Erweichen des Belages.
Eine bekannte Reinigungsvorrichtung für Behälter und der
gleichen weist eine Hülse auf, die als Halter dient. In der
Hülse ist eine Welle gelagert, die am unteren Ende aus der
Hülse herausragt. An diesem freien Ende der Welle ist ein
quer zur Wellenachse ausgerichteter Lagerzapfen angeordnet,
auf dem ein Spritzkopf drehbar gelagert ist. Dieser weist an
zwei diamentral gelegenen Umfangsstellen je eine Spritzdüse
auf, deren Austrittsrichtung radial in Bezug auf den Lager
zapfen ausgerichtet ist. Am unteren Ende der Hülse ist ein
Kegelrad angeordnet. Der Spritzkopf weist an der der Welle
zugekehrten Seite ebenfalls ein Kegelrad auf, das mit dem
Kegelrad an der Hülse kommt. Die beiden Kegelräder haben
unterschiedliche Zähnezahlen. Am oberen Ende der Hülse ist
ein Elektromotor angeordnet, dessen Welle mit der Welle der
Reinigungsvorrichtung gekuppelt ist. Wenn diese Welle durch
den Elektromotor angetrieben wird und dadurch der Lager
zapfen um die Wellenachse herumgeschwenkt wird, wälzt sich
das Kegelrad des Spritzkopfes an der Kegelradverzahnung der
Hülse ab. Dadurch wird der Spritzkopf auf dem Lagerzapfen
gedreht, wenn dieser um die Wellenachse herumgeschwenkt
wird.
Diese Reinigungsvorrichtung erfordert einen gesonderten
Antrieb am oberen Ende der Hülse. Die Hülse muß daher etwas
länger als die gewünschte Eintauchtiefe der Reinigungsvor
richtung ausgeführt sein. Die ganze Vorrichtung ist daher
mindestens um die Bauhöhe des Antriebsmotors und einer
Haltevorrichtung höher als die Mindesteintauchtiefe der
Reinigungsvorrichtung. Bei beschränkter Raumhöhe am Einsatz
ort, das heißt oberhalb der Reinigungsöffnung des Behälters,
kann eine solche Reinigungsvorrichtung nicht verwendet
werden. Umgekehrt ragt bei sehr flachen Behältern die
Reinigungsvorrichtung sehr weit über die Behälteroberseite
hinaus, wo sie von der Bedienungsperson freistehend fest
gehalten werden muß.
Der Antriebsmodus für die Welle ist im allgemeinen als
Elektromotor ausgebildet. Dieser muß dann spritzwasser
geschützt sein, um die Unfallgefahr zu vermindern. Das
erhöht den Preis der Reinigungsvorrichtung beträchtlich.
Bei dieser Reinigungsvorrichtung ist ein starres Über
setzungsverhältnis zwischen der Drehbewegung des Spritz
kopfes und der Schwenkbewegung seines Lagerzapfens gegeben.
Die Fluchtlinien der Spritzstrahlen des Spritzkopfes be
schreiben daher auf der Innenfläche einer gedachten Hohl
kugel, in deren Mittelpunkt die Reinigungsvorrichtung ange
ordnet ist, ein ganz bestimmtes räumliches Linienmuster,
dessen Linien in einem bestimmten Abstand gleichmäßig neben
einander liegen. Je nach der Wahl des Übersetzungsver
hältnisses gibt es mehr oder minder große Flächenbereiche,
die entweder überhaupt nicht oder erst nach einer großen
Anzahl von Umläufen durch einen der Spritzstrahlen über
strichen werden. Dieses auf eine Hohlkugel mit bestimmter
lichter Weite bezogene theoretische Spritzmuster weicht in
der Praxis noch stärker von den Anforderungen ab, die sowohl
der einzelnen Behälter auf Grund seiner geometrischen Innen
oder Hohlform und seiner Abmessungen, wie auch der Belag auf
Grund seiner Natur und seines Haftvermögens an die Reini
gungsvorrichtung stellt. Daraus ergibt sich im Einzelfalle
bis zur vollständigen Reinigung der Behälterwände eine un
verhältnismäßig lange Einsatzzeit der Reinigungsvorrichtung
mit einem entsprechend großen Verbrauch an Arbeitsmitteln
und Energie. Wenn das Arbeitsmittel wiederverwendet werden
soll, um wenigstens diesen Verbrauchsanteil zu verringern,
erfordert das im allgemeinen einen nicht unerheblichen
Reinigungsaufwand für das Arbeitsmittel, weil verhindert
werden muß, daß Rückstände des abgelösten Belages in die
Reinigungsvorrichtung gelangen und diese, vor allem ihre
Spritzdüsen, verstopfen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Reinigungsvorrichtung
ist der, daß die Drehbewegung des Spritzkopfes durch ein
freiliegendes Zahnradgetriebe bewirkt wird. Dieses Getriebe
ist völlig ungeschützt der Einwirkung kompakter Schmutzteil
chen ausgesetzt, die von dem Spritzkopf bestimmungsgemäß von
der Behälterwand abgelöst werden und die dabei statt zu
Boden zufallen auf das Getriebe fallen. Im ungünstigen
Falle, insbesondere bei sehr harten Belagteilchen, kann das
Getriebe blockiert und/oder beschädigt werden.
Wegen der starren Ausrichtung der Spritzdüsen dieser
Reinigungsvorrichtung ist es bei Behältern mit einer großen
Reinigungsöffnung außerdem erforderlich, nach dem Einführen
der Reinigungsvorrichtung diese Reinigungsöffnung aus
reichend vollständig und dicht zu verschließen, wenn nicht
die Umgebung des Behälters durch diejenigen Spritzstrahlen
getroffen werden soll, die periodisch durch den Flächen
bereich der Reinigungsöffnung hindurch nach außen austreten.
Eine solche Abdeckung verteuert die Reinigungsvorrichtung
und erschwert auch ihre Handhabung.
Bei einer anderen Reinigungsvorrichtung ist der Spritzkopf
nach Art eines Segerrades ausgebildet, bei dem die Aus
trittsrichtung der Spritzstrahlen tangential zur Drehachse
des Spritzkopfes ausgerichtet ist, so daß die Spritzstrahlen
ein Drehmoment auf den Spritzkopf ausüben. Der Lagerzapfen
für den Spritzkopf ist an einem Lagergehäuse angeordnet, das
seinerseits an einem Halter drehbar gelagert ist. Der Lager
zapfen ist am Lagergehäuse radial zu dessen Drehachse ausge
richtet, die damit zugleich eine Schwenkachse für die
Schwenkbewegung des Lagerzapfens und des darauf gelagerten
Spritzkopfes bildet. Im Inneren des Lagergehäuses ist ein
Winkeltrieb untergebracht, dessen eines Zahnrad mit dem
Spritzkopf und dessen anderen Zahnrad mit dem Halter
gekoppelt ist, so daß bei einer Drehbewegung des Spritz
kopfes infolge einer Abwälzbewegung seiner Verzahnung an der
Verzahnung des Halters auf das Lagergehäuse ein Drehmoment
ausgeübt wird, das den Lagerzapfen mit dem Spritzkopf herum
schwenkt.
Bei dieser Reinigungsvorrichtung entfällt der gesonderte
Elektromotor als Antrieb für die Schwenkbewegung des Lager
gehäuses und für die Drehbewegung des Spritzkopfes, weil
hier der Spritzkopf selbst das Antriebsmoment liefert. Bei
dieser Reinigungsvorrichtung bewegen sich die aus dem Seger
rad austretenden Spritzstrahlen jedoch ebenfalls in einer
Ebene, die nur in einem geringen seitlichen Abstand von der
Schwenkachse des Lagergehäuses verläuft. Das von ihnen
erzeugte Spritzmuster entspricht ganz dem der zuvor
beschriebenen Reinigungsvorrichtung. Auch hier ist eine
starre Übersetzung zwischen der Drehbewegung des Spritz
kopfes und der Schwenkbewegung des Lagergehäuses gegeben,
die die schon geschilderten Nachteile hat.
Das als Antrieb dienende Segerrad würde bei freiem Lauf mit
sehr hohen Drehzahlen umlaufen, wobei die Spritzstrahlen
infolge der dann auftretenden sehr hohen Winkelgeschwindig
keit nur noch eine geringe Reinigungswirkung ergäben. Aus
diesem Grunde ist in dieser Reinigungsvorrichtung eine
Bremsvorrichtung eingebaut, durch die die Drehzahl des
Spritzkopfes und damit auch die Drehzahl des Lagergehäuses
vermindert wird. Damit wird notgedrungen ein Teil der
Strömungsenergie des Arbeitsmittels vernichtet.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung für Behälter und
dergleichen zu schaffen, die auf wirtschaftliche Weise eine
gründliche Reinigung der Behälter ermöglicht und die sich
auch auf die Erfordernisse unterschiedlicher Behälter leicht
einstellen läßt.
Dadurch, daß die Drehachse des Spritzkopfes mit der Schwenk
achse des Lagergehäuses einen Winkel einschließt, der
zwischen 90° und 180° liegt, und dadurch, daß dabei die
Drehbewegung des Spritzkopf und die Schwenkbewegung des
Lagergehäuses nicht starr miteinander gekoppelt sind, führen
die Spritzdüsen gewissermaßen Taumelbewegungen aus, deren
Ausrichtung im Raum sich ständig ändert. Dadurch, daß der
Antrieb des Spritzkopfes und der Antrieb des Lagergehäuses
miteinander mechanisch nicht gekoppelt sind, lassen sie sich
getrennt voneinander leicht auf die Erfordernisse unter
schiedlicher Behälter einstellen, indem etwa für Behälter
mit größerer lichter Weite eine geringere Schwenkge
schwindigkeit des Lagergehäuses im Verhältnis zur Drehzahl
des Spritzkopfes eingestellt wird und dieses Drehzahlver
hältnis bei kleinerer lichter Weite anders gewählt wird.
Dadurch erzeugen ihre Spritzstrahlen bereits nach einer ver
hältnismäßig kurzen Zeit auf den Behälterwänden ein sehr
dichtes Spritzmuster oder Linienmuster, dessen Linien je
nach dem Verhältnis der Drehgeschwindigkeit des Spritzkopfes
und der Schwenkgeschwindigkeit des Lagergehäuses einander
mehr oder minder schräg kreuzen und mehr oder minder eng
nebeneinander liegen. Das ergibt eine gründliche Reinigung
in verhältnismäßig kurzer Zeit.
Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 2 können durch die Spritzstrahlen alle Raum
koordinaten erreicht werden, ohne daß zusätzliche Verstell
bewegungen am Halter der Reinigungsvorrichtung erforderlich
sind.
Durch eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 3 ergibt sich ein Lagergehäuse, bei dem an beiden
Enden die Anschlußflächen als ebene Kreisflächen oder gerade
Kreiszylinderflächen erscheinen, was sowohl für die
mechanische Bearbeitung wie auch für die Montage sehr
günstig ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung nach
Anspruch 4 ergibt sich ein Lagergehäuse, das aus einem
einzigen zylindrischen Körper hergestellt werden kann, bei
dem wenigstens an einem Ende ebene Kreisflächen oder gerade
Kreiszylinderflächen erscheinen, wenn auch am anderen Ende
wohl ebene Flächen möglich sind, deren Umrißlinie allerdings
eine Ellipse ist. Da die mechanische Bearbeitung und die
Montage der daran anzubauenden Teile ohnehin überwiegend
wenn nicht ausschließlich an der Stirnseite erfolgt, stört
die Ellipsenform dabei nicht.
Eine Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5
ergibt einen Antrieb mit einem sehr guten hydraulischen
Wirkungsgrad, so daß insbesondere bei der Verwendung des
Arbeitsmittels als Antriebsmittel der Druckverlust im
Arbeitsmittel nur sehr gering ist und der größere Teil der
Energie des Arbeitsmittels für die Reinigungswirkung der
Spritzstrahlen zur Verfügung steht. Das erhöht den Gesamt
wirkungsgrad sowohl hinsichtlich der Betriebszeit der
Reinigungsvorrichtung wie auch hinsichtlich des Verbrauches
an Energie und an Arbeitsmittel. Durch eine Ausgestaltung
der Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 wird das Dreh
moment der Turbine erhöht, so daß zur Überwindung der Wider
stände, insbesondere aufgrund der Reibung an den Lager
flächen und den Dichtflächen, ein geringeres Druckgefälle im
Arbeitsmittel erforderlich ist. Bei einer Ausgestaltung der
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 wird die Gefahr von
Druckstößen und Schwingungen im Arbeitmittel verringert. Das
ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Turbine aus Gründen
der einfacheren und billigeren Herstellung nicht mit einer
strömungsgünstigen Turbinenbeschaufelung im engeren Sinne
des Wortes ausgerüstet wird sondern sie mehr nach Art einer
Freistrahlturbine ausgeführt wird, deren Schaufeln die
Idealform nicht erreichen.
Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 8 sind die beiden Turbinen hydraulisch in Reihe
geschaltet. Dadurch wird eine gewisse wenn auch nicht starre
Koppelung der Drehzahlen erreicht, die jedoch durch unter
schiedliche Auslegung der beiden Turbinen und das dadurch
bedingte Drehzahlverhalten immer noch verändert werden kann.
Bei einer alternativen Ausgestaltung nach Anspruch 9 werden
die beiden Turbinen hydraulisch parallelgeschaltet. Dadurch
können sie je nach der Art der Aufteilung des Arbeitsmittels
in die beiden Teilströme und je nach dem Betriebsverhalten
der Aufteilungsstelle weitgehend unabhängig voneinander
betrieben werden und dementsprechend auch einzeln einge
stellt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 10 kann die zusätzliche Spritzdüse als Steuerdüse
eingesetzt werden. Sie kann entweder gleichsinnig zur
Turbine eingestellt werden, wobei sie die Antriebswirkung
der Turbine erhöht, oder sie kann gegensinnig zur Turbine
eingestellt werden, wobei sie die Antriebswirkung der
Turbine vermindert. Im letztgenannten Falle kann die Winkel
geschwindigkeit der Schwenkbewegung des Lagergehäuses bis
auf sehr geringe Werte, im Extremfall sogar bis Null, ver
mindert werden. Im erstgenannten Fall wird sie über den
normalen Wert hinaus erhöht. Daneben sind selbstverständlich
alle Zwischenwerte möglich.
Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 11 kann wenigstens eine oder können mehrere der
Spritzdüsen so eingestellt werden, daß diese Spritzdüsen bei
einem Umlauf zweimal genau achsparallel und senkrecht dazu
spritzen und so die gesamte Innenseite einer Hohlkugel be
streichen in deren Mittelpunkt die Reinigungsvorrichtung an
geordnet gedacht wird. Die Spritzdüsen können aber auch so
eingestellt werden, daß der Flächenbereich der Reinigungs
öffnung des Behälters von den Spritzstrahlen nicht be
strichen wird. Dann benötigt man keine gesonderte Abdeckung
für die Reinigungsöffnung, was die Handhabung der
Reinigungsvorrichtung beim Einsetzen in den Behälter und
beim Betrieb der Reinigungsvorrichtung merklich erleichtert,
ohne daß dabei die Umgebung des Behälters vom Arbeitsmittel
getroffen wird. Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvor
richtung nach Anspruch 12 können bei einer geringen Anzahl
von Verteilerleitungen, zum Beispiel bei einer einzigen
durch den Spritzkopf diametral verlaufenden Verteiler
leitung, mehrere Spritzdüsen untergebracht und auf ver
schiedene erwünschte oder erforderliche Richtungen einge
stellt werden. Bei einer Ausgestaltung der Reinigungsvor
richtung nach Anspruch 13 kann die Turbine des Spritzkopfes
eingespart werden, wenn es im Einzelfall auf den guten
Antriebswirkungsgrad der Turbine gegenüber demjenigen des
Spritzdüsenantriebes nicht ankommt und die dadurch erziel
bare Verbilligung der Reinigungsvorrichtung wichtiger ist.
Gleiches gilt selbstverständlich auch bei einem Ersatz der
Turbine für das Lagergehäuse durch einen Spritzdüsenantrieb,
wie er beispielsweise durch die Steuerdüse gemäß Anspruch 10
gegeben ist. Eine solche Betriebsweise kommt aushilfsweise
aber auch dann in Betracht, wenn eine der Turbinen ausfällt
und sie nicht sofort ersetzt werden kann, der Betrieb der
Reinigungsvorrichtung aber nicht so lange unterbrochen
werden kann, bis die Ersatzturbine beschafft worden ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der
Zeichnung dargestellter Ausführungbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispieles
der Reinigungsvorrichtung;
Fig. 2 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispieles
nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispieles
nach der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungs
beispieles der Reinigungsvorrichtung;
Fig. 5 einen Querschnitt des zweiten Ausführungsbeispieles
nach der Linie V-V in Fig. 4.
Die Reinigungsvorrichtung 10 weist einen Halter 11, ein
Lagergehäuse 12 und einen Spritzkopf 13 auf. Das Lagerge
häuse 12 ist an seinem einen Ende mittels eines axial und
radial wirkenden Schwenklagers 14 am Halter 11 schwenkbar
gelagert. Am entgegengesetzten Ende des Lagerhäuses 12 ist
der Spritzkopf 13 mittels eines ebenfalls axial und radial
wirkenden Drehlagers 15 drehbar gelagert. Die Schwenk
achse 16 des Schwenklagers 14 und die Drehachse 17 des Dreh
lagers 15 schneiden einander in einem Winkel α von zumindest
annähernd 135°. Außerdem ist für die Schwenkbewegung des
Lagergehäuses 12 ein Antrieb 18 und für die Drehbewegung des
Spritzkopf 13 ein Antrieb 19 vorhanden, die ihre Antriebs
energie aus der Druck- und Stömungsenergie des Arbeits
mittels der Reinigungsvorrichtung 10 beziehen.
Der Halter 11 weist einen kurzen Stangenteil 21 mit kreis
rundem Querschnitt auf. Der Stangenteil 21 ist an seinem
freien Ende abgesetzt und mit einem Außengewinde 22
versehen. Darauf ist eine Kupplungsmuffe 23 aufgeschraubt.
Diese weist an ihrer freien Stirnseite ein Innengewinde als
Aufnahmegewinde 24 als auf. Damit kann die Reinigungsvor
richtung 10 am Ende einer an Fig. 1 nur strichpunktiert
angedeuteten Verlängerungs- oder Haltestange 25 angeschraubt
werden, mit der sie auch in tieferen Behältern sicher fest
gehalten und geführt werden kann. Außerdem bietet die
Kupplungsmuffe 23 mit dem Aufnahmegewinde 24 die Möglich
keit, die Haltestange 25 erst nach dem Einführen der
Reinigungsvorrichtung 10 in die Reinigungsöffnung eines
Behälters anzuschrauben, so daß die Reinigungsvorrichtung 10
auch bei sehr beengten Raumverhältnissen, insbesondere bei
einer sehr geringen Raumhöhe oberhalb der Reinigungsöffnung
des Behälters, mit der Haltestange vereinigt werden kann und
umgekehrt auch von ihr wieder getrennt werden kann, wenn die
Reinigungsvorrichtung 10 nach der Beendigung des Reinigungs
vorganges aus dem Behälter wieder herausgenommen werden
soll.
Der Stangenteil 21 weist eine Zulaufleitung 26 auf, die als
mittig angeordnetes Sackloch vom freien Ende des Stangen
teiles ausgeht. Die Kupplungsmuffe 23 weist eine damit
fluchtende Durchgangsöffnung 27 auf. In der mittleren
Querschnittsebene des Schwenklagers 14 weist der Stangen
teil 21 zwei diametral verlaufende und einander rechtwinklig
kreuzende Querbohrungen 28 auf, die der Weiterleitung des
durch die Zulaufleitung 26 zufließenden Arbeitsmittels
dienen.
Das Schwenklager 14 wird durch mehrere Lagerteile gebildet,
die zum Teil mit dem Halter 11 und zum Teil mit dem Lager
gehäuse 12 verbunden sind. Der von der Kupplungsmuffe abge
kehrte Endabschnitt des Stangenteils 21 dient als Lager
zapfen 31. In der Querschnittsebene der Querbohrungen 28 ist
am Lagerzapfen 31 eine kreiszylindrische Lagerscheibe 32
befestigt, und zwar vorzugsweise auf dem Lagerzapfen 31
aufgeschrumpft. Die Umfangsflächen 33 des Lagerzapfens 31
beiderseits der Lagerscheibe 32 und deren beiden ebenen
Stirnflächen 34 bilden die mit dem Halter 11 verbundenen
radial bzw. axial wirkenden Lagerflächen des Schwenk
lagers 14. Unterhalb und oberhalb der Lagerscheibe 32 ist je
eine weitere ebene kreisringförmige Lagerscheibe 35 bzw. 36
angeordnet, die als äußere Lagerscheiben bezeichnet werden
zur Unterscheidung von der inneren Lagerscheibe 32. Zwischen
diesen beiden äußeren Lagerscheiben 35 und 36 ist ein
Abstandsring 37 angeordnet. Die beiden Lagerscheiben 35
und 36 sowie der Abstandsring 37 sind untereinander und mit
dem Lagergehäuse 12 mittels einer Anzahl Befestigungs
schrauben 38 fest verschraubt, von denen in Fig. 2 lediglich
vier dargestellt sind, wobei in Wirklichkeit acht vorhanden
sind.
Die innere Umfangsfläche 41 der Lagerscheibe 35 und die
innere Umfangsfläche 42 der Lagerscheibe 36 bilden die mit
dem Lagergehäuse 12 verbundenen radial wirkenden Lager
flächen des Schwenklager 14. Die der inneren Lagerscheibe 32
zugekehrte Stirnfläche 43 der Lagerscheibe 35 und die ent
sprechende Stirnfläche 44 der Lagerscheibe 36 bilden die
axial wirkenden Lagerflächen des Schwenklager 14, die mit
dem Lagergehäuse 12 verbunden sind.
Die innere Umfangsfläche 38 bzw. 39 der Lagerscheiben 35
und 36 sind auf die Umfangsflächen 33 des Lagerzapfens 31 so
abgestimmt, und zwar unter Einhaltung sehr enger Toleranzen,
daß sie neben ihrer Funktion als Lagerflächen zugleich die
Funktion von Spaltdichtungen auszuüben vermögen, die das
durch die Zulaufleitung 26 und die Querbohrungen 28 hin
durchgeleitete und unter hohem Druck stehende Arbeitsmittel
daran hindern, aus den Lagerstellen in größerer Menge ent
lang dem Lagerzapfen 31 nach außen auszutreten. Unterstützt
wird das durch eine entsprechend enge Tolerierung des
Abstandes zwischen der inneren Lagerscheibe 32 und den
beiden äußeren Lagerscheiben 35 und 36, was über die
Abstimmung der Dicke des Abstandsringes 37 geschieht. Es ist
darauf hinzuweisen, daß in Fig. 1 diese Abstände zwischen
den Lagerflächen der Deutlichkeit halber größer dargestellt
wurden, als sie in Wirklichkeit sind. Die nach oben in
Richtung des Stangenteils 21 austretende Leckmenge vermischt
sich mit dem durch den Spritzkopf 13 verspritzten Arbeits
mittel. Die nach unten austretende Leckmenge gelangt
zunächst in ein in der Fluchtlinie des Lagerzapfens 31 im
Lagergehäuse 12 vorhandenes Sackloch 45 und von dort über
ein Abflußloch 46 ins Freie. Dadurch wird vermieden, daß
sich unterhalb des Lagerzapfens 1 ein Überdruck aufbaut.
Die miteinander verbundenen außenliegenden Lagerteile des
Schwenklagers 14, nämlich die beiden Lagerscheiben 35 und 36
und der Abstandsring 37, werden auf ihrer äußeren Umfangs
fläche gemeinsam von einer Abdeckhülse 47 umgeben, die diese
drei Lagerteile nach außen gegen das Austreten des Arbeits
mittels abdichtet.
Die Lagerscheibe 32 und der Abstandsring 37 bilden nicht nur
Teile des Schwenklagers 14, sondern zugleich auch Teile des
Antriebes 18 für das Lagergehäuse 12. Dieser Antrieb 18 ist
als Turbinenantrieb ausgebildet. Die Lagerscheibe 32 ist in
ihrem Inneren als Leitvorrichtung oder Leitrad 48 und der
Abstandsring 37 in seinem Inneren als Laufrad 49 der
Turbine 18 ausgebildet (Fig. 2).
Das Arbeitsmittel wird durch die Zulaufleitung 26 zugeführt
und tritt durch die Querbohrungen 28 in einen Ringraum 51
aus. Von dort tritt das Arbeitsmittel in eine Anzahl tangen
tial zum Ringraum 51 ausgerichteter Leitkanäle 52 ein und
verläßt diese an der Außenseite des Leitrades 48 mit einer
tangentialen Komponente. Im Laufrad 49 sind eine der Anzahl
der Leitkanäle 52 gleiche Anzahl von Laufschaufeln 53 vor
handen, auf die das aus den Leitkanälen 52 austretende
Arbeitsmittel mit einer tangentialen Komponente auftrifft.
Von den Laufschaufeln 53 fließt das Arbeitsmittel durch
Leitkanäle 54 nach außen ab und tritt dann in axiale Abfluß
kanäle 55 über, durch die hindurch es zum Lagergehäuse 12
hinübergeleitet wird. Die Leitkanäle 52 werden durch
Bohrungen im Leitrad 48 gebildet. Die Leitkanäle 54 werden
durch Bohrungen im Laufrad 49 gebildet, deren am weitesten
außen gelegene Mantellinie zumindest annähernd tangential
zur inneren Umfangsfläche des Laufrades 49 ausgerichtet ist.
Dadurch werden die in einer zur Schwenkachse 16 lotrecht
ausgerichteten Querschnittsebene verlaufenden zylindrischen
Bohrungen durch die koaxial zur Schwenkachse 16 ausge
richtete innere Umfangsfläche des Laufrades 49 bogenförmig
schräg angeschnitten. Die dabei verbleibende Wandfläche der
Bohrungen bildet je eine Laufschaufel 53 des Laufrades 49.
Das Lagergehäuse 12 wird durch zwei zumindest annähernd
kreiszylindrische Körper 56 und 57 gebildet, die im
folgenden kurz Zylinderkörper 56 und 57 genannt werden. Sie
schließen an einer in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen
nicht dargestellten Begrenzungsfläche aneinander an, die
gegenüber der Zylinderachse jedes der beiden einzelnen
Zylinderkörper 56 und 57 um die Hälfte des Winkels
geneigt ist, um den die Zylinderachsen gegeneinander geneigt
sind, was zugleich dem Neigungswinkel oder Schnittwinkel
der Schwenkachse 16 und der Drehachse 17 entspricht. An der
Begrenzungsfläche sind die Zylinderkörper 56 und 57 entweder
miteinander stumpf verschweißt oder miteinander verschraubt.
Im letztgenannten Falle können die Befestigungsschrauben 38,
die die außenliegenden Teile des Schwenklagers 14 mit
einander und mit dem Lagergehäuse 12 verbinden, zugleich für
die Verbindung der beiden Zylinderkörper 56 und 57 heran
gezogen werden.
An der freien Stirnfläche des Zylinderkörpers 56 ist das
Schwenklager 14 befestigt. An der freien Stirnfläche des
Zylinderkörpers 57 ist das Drehlager 13 befestigt. Im
Inneren des Lagergehäuses 12 sind Verbindungsleitungen oder
Verbindungskanäle 58 und 59 angebracht, die einerseits an
die Abflußkanäle 55 des Antriebes 18 und andererseits an
entsprechende Kanäle des Drehlagers 15 anschließen.
Auf der Außenseite des oberen Zylinderkörpers 56 ist, bevor
zugt in der Ebene, in der die Schwenkachse 16 und die Dreh
achse 17 liegen, eine Spritzdüse 61 angeordnet. Sie weist
ein Mündungsröhrchen 62 auf, das in einem radial ausge
richteten Durchgangsloch der Wand eines kreiszylindrischen
Trägerringes oder Einstellringes 63 sitzt. Der Einstell
ring 63 ist mittels einer Hohlschraube 64 mit dem Zylinder
körper 58 abnehmbar, aber flüssigkeitsdicht verbunden. Die
Hohlschraube 64 ist in ein Gewindeloch 65 des Zylinder
körpers 56 eingeschraubt, das mit einem der Verbindungs
kanäle 58 in Verbindung steht. Die Hohlschraube 54 weist in
der Querschnittsebene des Mündungsröhrchens 62 wenigstens
eine diametral verlaufende Querbohrung für den Austritt des
Arbeitsmittels auf. In der gleichen Querschnittsebene ist am
Einstellring 63 auf der Innenseite eine Umfangsnut 67 vor
handen, durch die das aus den Mündungen der Querbohrungen 66
austretende Arbeitsmittel zum Mündungsröhrchen 62 hinge
leitet wird. Das axiale Durchgangsloch der Hohlschraube 64
erstreckt sich bis zum Ende des Schraubenkopfes hin. Die
Hohlschraube 64 ist dort mit einem Innengewinde versehen, in
das ein Gewindestift 68 eingeschraubt ist. Er ist an seinem
vorderen Ende mit einer Kegelspitze 69 versehen, mittels der
das axiale Durchgangsloch der Hohlschraube 64 an der Über
gangsstelle zu den Querbohrungen 66 mehr oder minder weit
verschlossen oder geöffnet werden kann.
Wenn die räumlichen Verhältnisse am Zylinderkörper 56 sehr
beengt sind und neben den Durchgangslöchern für die
Befestigungsschrauben 38 und neben den Verbindungskanälen 58
kein Platz mehr für das Gewindeloch 65 bleibt, kann es
zweckmäßig sein, dafür ein Auge 70 vorzusehen, das am
Zylinderkörper 56 nach außen absteht, wie es in Fig. 1 und 2
dargestellt ist. Dieses Auge 70 kann entweder am Zylinder
körper 56 angeformt sein oder daran angeschweißt werden.
Die Spritzdüse 61 kann nach dem Lockern der Hohlschraube 64
mit ihrem Einstellring 63 in einer Tangentialebene zur
Schwenkachse 16 auf jede beliebige Richtung eingestellt
werden. Soweit ihre Spritzrichtung eine Umfangskomponente
aufweist, wirkt die Spritzdüse 61 als Steuerdüse für das
Lagergehäuse 12. Wenn diese Umfangskomponente der Spritzdüse
oder Steuerdüse 61 gleichsinnig zur Drehrichtung der
Antriebsturbine 18 ausgerichtet ist, unterstützt sie die von
der Antriebsturbine 18 erzeugte Schwenkbewegung des Lager
gehäuses 12. Wenn die Umfangskomponente der Steuerdüse 61
gegensinnig zur Drehrichtung der Antriebsturbine 18 aus
gerichtet ist, wirkt sie dieser Drehbewegung entgegen. Da
die Steuerdüse 61 einen gewissen Abstand von der Schwenk
achse 16 hat, der größer als der Achsabstand der Lauf
schaufeln 53 ist, kann mit der Steuerdüse 61 je nach der
Stärke ihres Spritzstrahles ein Gegenmoment erzeugt werden,
das bis an das Drehmoment der Antriebturbine 18 heranreicht.
Dadurch kann die Winkelgeschwindigkeit des Lagergehäuses 12
im Bedarfsfalle auf sehr geringe Wert bis hin zu Null einge
stellt werden.
Das Drehlager 15 ist ähnlich wie das Schwenklager 14 aufge
baut. Ein Lagerzapfen 71, der mit dem Spritzkopf 13 ver
bunden ist, weist eine kreiszylindrische Lagerscheibe 72
auf. Die Lagerscheibe 72 und der Lagerzapfen 71 sind hier
einstückig hergestellt. Die beiderseits der Lagerscheibe 72
gelegenen Umfangsflächen des Lagerzapfens 71 bilden die
radial wirkenden Lagerflächen und die beiden ebenen kreis
ringförmigen Stirnflächen der Lagerscheibe 72 bilden die
axial wirkenden Lagerflächen des Drehlagers 15, die mit dem
Spritzkopf 13 verbunden sind. Mit dem Lagergehäuse 12 sind
die beiden äußeren Lagerscheiben 73 und 74 sowie der
dazwischen liegende Abstandsring 75 verbunden. Die inneren
Umfangsflächen der beiden Lagerscheiben 73 und 74 stellen
die radial wirkenden Lagerflächen und die der inneren Lager
scheibe 72 jeweils zugekehrte Stirnfläche der beiden äußeren
Lagerscheiben 73 und 74 stellen die axial wirkenden Lager
flächen des Drehlagers 15 dar, die mit dem Lagergehäuse 12
verbunden sind. Über die Toleranzen und die Spaltweiten gilt
das gleiche wie beim Schwenklager 14.
Einige Teile des Drehlagers 15 dienen auch hier zugleich als
Teile des Antriebes 19 für den Spritzkopf 13. Dieser
Antrieb 19 ist ebenfalls als Turbine ausgebildet. Da hier
das Arbeitsmittel für den Antrieb der Turbine 19 durch die
außenliegenden Verbindungskanäle 59 im Zylinderkörper 57 der
Turbine 19 zugeführt wird, bilden der Abstandsring 75 das
Leitrad und die Lagerscheibe 72 das Laufrad der Turbine 19.
Das Laufrad 77 ist also außen beaufschlagt.
An die Verbindungskanäle 59 im Lagergehäuse 12 schließen je
ein Zuflußkanal 81 an, der sich in axialer Richtung, d.h.
parallel zu Drehachse 17, bis in das Leitrad 78 hinein
streckt. Dort schließt je ein weiterer kurzer Zuflußkanal 81
an, der im Leitrad 78 in einer Querschnittsebene gelegen
ist, deren Flächennormale parallel zur Drehachse 17 ausge
richtet ist. Diese Zuflußkanäle 82 sind zumindest annähernd
tangential zur inneren Umfangsfläche des Leitrades 78 ausge
richtet (Fig. 3). An die Zuflußkanäle 82 schließt je ein
Leitkanal 83 an, der wesentlich enger als der vorangehende
Zuflußkanal 82 ausgeführt ist. Dadurch wirkt dieser Leit
kanal 83 wie die Düse einer Freistrahlturbine.
An der Umfangsfläche des Laufrades 72 sind die Lauf
schaufeln 85 als Ausnehmungen eingearbeitet. Im Hintergrund
einer jeden Laufschaufel 84 befindet sich ein Abfluß
kanal 85, der radial zur Drehachse 17 ausgerichtet ist. Bei
den Ausnehmungen für die Laufschaufeln 84 und bei den
anschließenden Abflußkanälen 85 ist die axiale Abmessung
größer als die Abmessung in Umfangsrichtung, um einen
möglichst großen Durchlaßquerschnitt zu erreichen. Die
Abflußkanäle 85 münden in einen Sammelkanal 86 in der Mitte
des Laufrades 79. Dieser Sammelkanal 86 setzt sich in
axialer Richtung im Lagerzapfen 71 als Zuleitung 87 für das
Arbeitsmittel zum Spritzkopf 13 hin fort. In der Quer
schnittsebene des Spritzkopfes 13 weist der Lagerzapfen 71
wenigstens eine diametral verlaufende Querbohrung 88 auf,
durch die das Arbeitsmittel aus der Zuleitung 87 in den
Spritzkopf übertreten kann.
Die Zuleitung 87 im Lagerzapfen 71 ist als Sackloch ausge
bildet, das jenseits der Querbohrung 88 endet. Am entgegen
gesetzten Ende des Lagerzapfens 71 ist dieses Sackloch
jenseits des Sammelkanals 86 mittels eines Verschluß
stopfens 89 nach außen hin verschlossen. In der Flucht
richtung des Lagerzapfens 71 befindet sich im Lager
gehäuse 12 auch an der dem Drehlager 15 zugekehrten Stirn
seite ein Sackloch 45 mit einem Abflußkanal 46, durch den
die aus dem Drehlager 15 austretende Leckmenge des Arbeits
mittels abfließen kann.
Bei der Antriebsturbine 18 ist die Anzahl der Leitkanäle 52
im Leitrad 49 und die Anzahl der Laufschaufeln 53 im Lauf
rad 49 gleich groß. Bei der Antriebsturbine 19 des Spritz
kopfes 13 ist die Anzahl der Laufschaufeln 84 größer als die
Anzahl der Leitkanäle 83. Bei dem in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel der Turbine 19 weist das Laufrad 79 neun
Laufschaufeln 84 und das Leitrad 78 acht Leitkanäle 83 auf.
Dieses Zahlenverhältnis kann selbstverständlich auch anders
gewählt werden.
Der Spritzkopf 13 ist in grober Näherung topfförmig ausge
bildet. Er weist einen Scheibenteil 91 und einen Randteil
oder Randwulst 92 auf. Der Scheibenteil 91 ist in seiner
Mitte mit einem kreiszylindrischen Durchgangsloch versehen,
durch das sich der Endabschnitt 93 des Lagerzapfens 71
hindurcherstreckt. Der Endabschnitt 93 ist gegenüber dem
Lagerzapfen 71 abgesetzt, damit der Scheibenteil 71 in
axialer Richtung einen bestimmten Sitz am Lagerzapfen 71
hat. Der erste Teil des Endabschnittes 93 ist mit glatter
Umfangsfläche ausgeführt. Zum freien Ende hin ist der End
abschnitt 93 mit Gewinde versehen. Darauf ist eine Unterleg
scheibe 94 aufgeschoben und eine Befestigungsmutter 95 fest
aufgeschraubt. Im Hinblick auf die verhältnismäßig hohen
Drücke, mit denen das Arbeitsmittel durch die verschiedenen
Leitungen und Kanäle bis zum Spritzkopf 13 hin geleitet
wird, sind zwischen dem Lagerzapfen 71 und dem Scheiben
teil 91 Dichtungsmittel benutzt, die in Fig. 1 im Einzelnen
nicht dargestellt sind.
In der Querschnittsebene der Querbohrung 88 ist im Scheiben
teil 91 eine Umfangsnut 96 vorhanden, in die das Arbeits
mittel nach dem Austreten aus der Querbohrung 88 übertritt.
Von der Umfangsnut 96 tritt das Arbeitsmittel in eine
Verteilerleitung 97 über, die bei dem in Fig. 1 darge
stellten Spritzkopf 13 als diametral im Scheibenteil 91
verlaufende durchgehende Bohrung ausgebildet ist, die an
ihren beiden Enden durch je einen Verschlußstopfen 98
verschlossen ist. An die Verteilerleitung 97 schließt im
Randwulst 92 je eine Stichleitung 99 an, die zu je einer
Spritzdüse 101 bzw. 102 hinführt.
Die Spritzdüse 101 ist gleich der Spritzdüse 61 ausgebildet.
Sie weist wie diese ein Mündungsröhrchen 62 an einem
Einstellring 63 auf, der auf der Innenseite in der Quer
schnittsebene des Mündungsröhrchens mit einer Umfangsnut
versehen ist. Die Spritzdüse 101 wird mittels einer Hohl
schraube 103 auf einer ebenen Sitzfläche 104 am Randwulst 92
fest und vor allem flüssigkeitsdicht aufgespannt. Die Hohl
schraube 103 weist ein axiales Sackloch 105 auf, das mit der
Stichleitung 99 in Verbindung steht. In der Querschnitts
ebene des Mündungsröhrchens 62 weist die Hohlschraube 103
wiederum eine diametral verlaufende Querbohrung 106 auf.
Die Spritzdüse 102 ist als Zweifachdüse ausgeführt. Bei ihr
sitzen zwei Einstellringe 63 axial übereinander, deren
Mündungsröhrchen 62 auf unterschiedliche Spritzrichtungen
eingestellt sind. Die beiden Einstellringe 63 werden am
Randwulst 92 mittels einer Hohlschraube 107 festgespannt,
die eine entsprechend größere Länge hat. Ihr Sackloch 108
steht mit der Stichleitung 99 in Verbindung. Die Hohl
schraube 108 weist jeweils in der Querschnittsebene jedes
der beiden Mündungsröhrchen 62 eine diametral verlaufende
Querbohrung 109 auf.
Die Längsachse der beiden Spritzdüsen 101 und 102 sind beide
in einer gemeinsamen Axialschnittebene gelegen. Sie sind
gegenüber der Drehachse 17 um zumindest annähernd 45°
geneigt. Im Normalfalle sind ihre Spritzröhrchen ebenfalls
in der gemeinsamen Axialschnittebene ausgerichtet, so daß
sie bei einem Umlauf des Spritzkopfes 13 zweimal lotrecht
zur Schwenkachse 16 und dazwischen zweimal parallel zur
Schwenkachse 16 des Lagergehäuses 12 ausgerichtet sind.
Dazwischen nehmen sie entsprechende Zwischenstellungen ein.
Im Bedarfsfalle können die Spritzdüsen 101 und 102 auch auf
eine andere Spritzrichtung eingestellt werden, beispiels
weise um zu vermeiden, daß die aus ihnen austretenden
Spritzstrahlen durch eine um die Drehachse 16 herum
vorhandene Reinigungsöffnung des zu reinigenden Behälters
nach außen austreten können.
Bei der Reinigungsvorrichtung 10 sind die beiden Antriebs
turbinen 18 und 19 hydraulisch hintereinander geschaltet.
Mechanisch sind diese beiden Antriebe aber nicht miteinander
gekoppelt. Aufgrund ihres unterschiedlichen Aufbaues und
ihrer unterschiedlichen Betriebsweise, nämlich einmal mit
Innenbeaufschlagung des außenliegenden Laufrades und einmal
mit Außenbeaufschlagung des innenliegenden Laufrades, und
auch aufgrund der unterschiedlichen Ausführungsform der
Leitkanäle und der Laufschaufeln haben die beiden Antriebs
turbinen 18 und 19 aber eine unterschiedliche Betriebs
drehzahl und auch ein unterschiedliches Drehzahlverhalten in
Abhängigkeit vom Mengenstrom und vom Arbeitsdruck des
Arbeitsmittels. Die Winkelgeschwindigkeit des Lager
gehäuses 12 kann außerdem durch die an seiner Umfangsfläche
als Steuerdüse eingesetzte Spritzdüse 61 verändert werden.
Die Winkelgeschwindigkeit des Spritzkopfes 13 kann bezogen
auf die normale Betriebsdrehzahl der Antriebsturbine 19
dadurch verändert werden, und zwar sowohl erhöht wie auch
erniedrigt werden, indem insbesondere bei der Zweifach
spritzdüse 102 eines der Mündungsröhrchen 62 so eingestellt
wird, daß seine Strahlrichtung eine Umfangskomponente in
Bezug auf die Drehachse 17 erhält, und zwar gleichsinnig
bzw. gegensinnig zur Drehbewegung des Spritzkopfes 13.
Die aus Fig. 4 und 5 ersichtliche Reinigungsvorrichtung 110
ist zum Teil gleich oder ähnlich der Reinigungs
vorrichtung 10 ausgebildet und zum Teil gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel abgewandelt. Soweit im folgenden Bau
teile oder Baugruppen nicht gesondert erläutert werden, ist
davon auszugehen, daß sie gleich oder zumindest ähnlich den
entsprechenden Teilen oder Baugruppen der Reinigungs
vorrichtung 10 ausgebildet sind.
Die Reinigungsvorrichtung 110 weist den Halter 111, das
Lagergehäuse 112 und den Spritzkopf 113 auf. Das Lager
gehäuse 112 ist mittels des Schwenklagers 114 am Halter 11
schwenkbar gelagert. Der Spritzkopf 113 ist mittels des
Drehlagers 115 am Lagergehäuse 112 drehbar gelagert. Die
Schwenkachse 116 des Lagergehäuses 112 und die Drehachse 117
des Spritzkopfes 113 schließen wiederum einen Winkel von
zumindest annähernd 135° ein. Für die Drehbewegung des
Lagergehäuses 112 sorgt der Antrieb 118 in Form einer
Antriebsturbine. Für die Drehbewegung des Spritzkopfes 113
sorgt der Antrieb 119 ebenfalls in Form einer Antriebs
turbine.
Der Halter 111 weist einen kurzen Stangenteil 121 auf. An
dessen einem Ende sind wiederum die mit dem Halter 111 ver
bundenen Lagerteile des Schwenklagers 114 angeordnet. An
seinem anderen Ende ist ein Kupplungsstück 122 aufge
schraubt. Auf der vom Stangenteil 121 abgekehrten Seite ist
am Kupplungsstück 122 eine Steckmuffe 123 angeordnet, und
zwar im allgemeinen angeformt. Diese Steckmuffe 123 hat
näherungsweise Hülsenform. Sie dient der Aufnahme einer
Führungs- oder Haltestange 124. Für die kraftschlüssige
Koppelung zwischen der Haltestange 124 und der Steck
muffe 123 ist ein Renkverschluß 125 vorhanden. Dessen einer
Teil ist als diametral verlaufender Kuppelstift 126 an der
Haltestange 124 angeordnet, aus der er beiderseits um ein
gewisses Maß herausragt. An der Steckmuffe 123 sind die auf
den Kuppelstift 126 abgestimmten Schlitze 127 vorhanden, die
in Bezug auf die Schwenkachse 116 spiegelbildlich angeordnet
sind.
Die Haltestange 124 hat hier reine Halte- und Führungs
funktion für die Reinigungsvorrichtung 110. Für die
Zuführung des Arbeitsmittels ist am Kupplungsstück 122 neben
der Steckmuffe 123 ein Gewindeloch 128 vorhanden, in das ein
Schlauchstutzen 129 eingeschraubt ist, der mit einem
Zuleitungsschlauch 131 für das Arbeitsmittel verbunden ist.
An das Gewindeloch 128 schließen mehrere Verbindungs
kanäle 132 ... 134 an, von denen der letzte Verbindungs
kanal 134 an die als Sackloch ausgebildete Zulaufleitung 135
im Stangenteil 121 anschließt.
Diese Ausbildung des Halters 111 hat den Vorteil, daß die
Zuleitung des Arbeitsmittels getrennt ist von den Halte
teilen, so daß im Bedarfsfalle die Haltestange 124 angebaut
oder abgebaut oder verlängert oder verkürzt werden kann,
ohne daß dabei der Zulauf des Arbeitsmittels jedesmal unter
brochen werden muß, da dieser jetzt über den gesonderten
Zuleitungsschlauch 131 erfolgt.
Das Schwenklager 114 ist weitgehend gleich dem Schwenk
lager 14 ausgebildet. Bei ihm sind lediglich der Lager
zapfen 136 und die unten gelegene äußere Lagerscheibe 137
abgewandelt. Das als Zuleitung 135 dienende Sackloch ist
tiefer ausgeführt. Neben den etwa in der mittleren Quer
schnittsebene gelegenen ersten Gruppe Querbohrungen 138 ist
in einem gewissen axialen Abstand darunter eine zweite
Gruppe Querbohrungen 139 vorhanden. In der Querschnittsebene
dieser Querbohrungen 139 ist in der Lagerscheibe 137 in
ihrer inneren Umfangsfläche eine Umfangsnut 141 angebracht.
An diese schließt auf einer Seite ein Abflußkanal 142 an.
Das Lagergehäuse 112 wird durch einen einzigen kreiszylin
drischen Körper gebildet. Seine eine Stirnseite ist normal
zur Zylinderachse ausgerichtet. Seine andere Stirnseite ist
gegenüber der Zylinderachse um einen Winkel von zumindest
annähernd 135° geneigt. An der letztgenannten Stirnseite ist
das Drehlager 115 für den Spritzkopf 113 angeordnet.
Am Lagergehäuse 112 ist in der dem Schwenklager 114 zuge
kehrten Stirnfläche eine Ringnut 143 angeordnet. Deren
mittlerer Halbmesser ist etwa gleich dem mittleren Achs
abstand der Abflußkanäle 144 in der unten gelegenen Lager
scheibe 137. Die Ringnut 143 dient als Sammelkanal für das
aus der Antriebsturbine 118 durch die Abflußkanäle 144
abfließende Arbeitsmittel. Dieses wird über den lediglich
als axiales Sackloch ausgebildeten Verbindungskanal 145 der
als Steuerdüse wirkenden Spritzdüse 61 an der Außenseite des
Lagergehäuses 112 zugeleitet. Die Spritzdüse 61 ist dadurch
hydraulisch mit der Antriebsturbine hintereinandergeschaltet.
Im Lagergehäuse 112 ist in der Fluchtlinie des axial ausge
richteten Abflußkanals 142 ein Verbindungskanal 146 vor
handen, der parallel zur Schwenkachse 116 verläuft und in
ein Sackloch 147 im unteren Teil des Lagergehäuse 112
mündet.
Das Drehlager 115 ist gegenüber dem Drehlager 15 abge
wandelt. Das Sackloch 147 im Lagergehäuse 112 ist mit einem
Innengewinde versehen. Darin ist der Lagerzapfen 151 einge
schraubt. Auf ihm sitzt die innere Lagerscheibe 152. Der
Scheibenteil 153 des Spritzkopfes 113 dient hier gleich
zeitig als die eine äußere Lagerscheibe des Drehlagers 115.
In dem kreiszylindrischen Innenraum des Randwulstes 154 des
Spritzkopfes 113 sitzt der Abstandsring 155. Außen davor ist
die zweite äußere Lagerscheibe 156 angeordnet.
Einige der Lagerteile haben auch hier wiederum zugleich die
Funktion von Teilen der Antriebsturbine 119. Die innere
Lagerscheibe 152 ist zugleich als Leitrad 158 und der
Abstandsring 155 als Laufrad 159 ausgebildet.
Im Lagerzapfen 151 wird über die als axiales Sackloch ausge
bildete Zulaufleitung 161 das Arbeitsmittel dem Spritz
kopf 113 zugeleitet. Von dieser Zulaufleitung 161 tritt das
Arbeitsmittel über zwei diametral verlaufende Quer
bohrungen 162 in eine Umfangsnut 163 an der inneren Umfangs
fläche im Leitrad 158 über. Von dort strömt es durch
tangential zum Nutgrund der Umfangsnut 163 ausgerichtete
Leitkanäle 164 und tritt an der Außenseite des Leitrades 158
mit einer tangentialen Komponente aus. An der inneren
Umfangsfläche des Laufrades 159 sind die Laufschaufeln 165
angeordnet, die hier die Form von hohlen Kreiszylinder
abschnitten haben, die sich über die gesamte Höhe des Lauf
rades 159 ausdehnen. Im Hintergrund der Laufschaufeln 165
ist je ein Abflußkanal 166 vorhanden. Sie münden alle in
einen Ringraum 167, der durch je eine Umfangsnut in der
äußeren Umfangsfläche des Laufrades 159 und in der inneren
Umfangsfläche des Randwulstes 154 des Spritzkopfes 113
gebildet wird. An diesen Ringraum 167 schließen die
Verteilerleitungen 168 für das Arbeitsmittel an, die hier
als diametral verlaufende Durchgangsbohrung des Rand
wulstes 154 ausgebildet sind. An ihren Mündungen an der
Außenseite des Randwulstes 154 sind diese Bohrungen mit einem
nicht dargestellten Verschlußstopfen verschlossen. Von den
Verteilerleitungen 168 gehen Stichleitungen ähnlich den
Stichleitungen 99 ab. Daran sind einmal die Spritzdüse 171
und einmal die Spritzdüse 172 angeschlossen, die gleich den
Spritzdüsen 101 bzw. 102 ausgebildet sind.
Dadurch, daß der Antriebsturbine 119 das Arbeitsmittel über
die zweite Gruppe Querbohrungen 139 und die daran
anschließenden Kanäle, den Abflußkanal 142, den Verbindungs
kanal 176 und die Zuleitung 161, zugeleitet wird, ist die
Antriebsturbine 119 zur Antriebsturbine 118 parallel
geschaltet. Je nach der Ausbildung der Durchlaßquerschnitte
an der Verzweigungsstelle für das Arbeitsmittel im Lager
zapfen 136 und je nach dem Druckabfall in den daran
anschließenden Leitungen lassen sich die Drehzahlen der
beiden Antriebsturbinen 118 und 119 auf das gewünschte
Verhältnis untereinander einstellen. Eine weitere Einstell
möglichkeit läßt sich dadurch schaffen, daß die Hohlschraube
für die Steuerdüse 61 nicht wie die Hohlschraube 103 sondern
wie die Hohlschraube 64 ausgebildete wird, die mit einem
Gewindestift 68 und mit einer Kegelspitze 69 versehen ist.
Durch die axial verstellbare Kegelspitze kann der Durchlaß
querschnitt zur Steuerdüse 61 und damit der Durchlaß
querschnitt der Antriebsturbine 118 verändert werden und so
der Mengenstrom des Arbeitsmittels in der Antriebs
turbine 118 vergrößert oder verkleinert werden, was eine
entgegengesetzte Änderung des Mengenstromes für die
Antriebsturbine 119 nach sich zieht.
Claims (13)
1. Reinigungsvorrichtung für Behälter und dergleichen mit
den Merkmalen:
- - ein Spritzkopf (13) ist mit einer oder mehreren Spritzdüsen (101; 102) für das Verspritzen eines Arbeitsmittels versehen,
- - der Spritzkopf (13) ist an einem Lagergehäuse (12) mittels eines Drehlagers (15) um eine Drehachse (17) drehbar gelagert, das durch mit dem Lagergehäuse (12) verbundene Lagerteile (73; 74; 75) und durch mit dem Spritzkopf (13) verbundene Lagerteile (71; 72) gebildet wird, die jeweils aufeinander abgestimmte radiale und axiale Lagerflächen aufweisen,
- - für die Drehbewegung des Spritzkopfes (13) ist ein Antrieb (19) vorhanden,
- - das Lagergehäuse (12) ist an einem Halter (11) mittels eines Schwenklagers (14) um eine Schwenkachse (16) schwenkbar gelagert, das durch mit dem Halter (11) verbundene Lagerteile (31; 32) und durch mit dem Lagergehäuse (12) verbundene Lagerteile (35; 36; 37) gebildet wird, die jeweils aufeinander abgestimmte radiale und axiale Lagerflächen aufweisen,
- - für die Schwenkbewegung des Lagergehäuses (12) ist ein Antrieb (18) vorhanden, der Lagerzapfen (71) für den Spritzkopf (13) weist eine Zuleitung (87) für das Arbeitsmittel auf,
- - der Spritzkopf (13) weist für jede vorhandene Spritz düse (101; 102) eine Verteilerleitung (97; 99) auf, die an die Zuleitung (87) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - die Drehachse (17) des Spritzkopfes (13) schließt mit der Schwenkachse (16) des Lagergehäuses (12) einen Winkel (α) ein, der größer als 90° und kleiner als 180° ist,
- - der Antrieb (19) des Spritzkopfes (13) und der Antrieb (18) des Lagergehäuses (12) sind nicht mechanisch miteinander gekoppelt.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die Drehachse (17) des Spritzkopfes (13) schließt mit der Schwenkachse (16) des Lagergehäuses (12) einen Winkel (α) ein, der zumindest annähernd 135° ist.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - das Lagergehäuse (12) wird durch zwei zumindest annähernd kreiszylindrische Körper (56; 57) gebildet, die an einer tatsächlichen oder gedachten Begrenzungs fläche aneinander anschließen, die gegenüber ihrer Zylinderachse um den halben Wert des Winkels (α) geneigt sind, den die Drehachse (17) des Spritz kopfes (13) und die Schwenkachse (16) des Lager gehäuses (12) miteinander einschließen,
- - an der jeweils voneinander abgekehrten Stirnseite sind die Lagerteile (35, 36, 37; 72, 73, 74) für Verbindung mit dem Spritzkopf (13) bzw. mit dem Halter (11) angeordnet.
4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - das Lagergehäuse (112) wird durch einen einzigen zumindest annähernd kreiszylindrischen Körper gebildet, dessen eine Stirnseite zumindest annähernd normal zur Zylinderachse des Körpers ausgerichtet ist, und dessen andere Stirnseite gegenüber der Zylinder achse zumindest annähernd um den Winkel (α) geneigt ausgerichtet ist, den die Drehachse (117) des Spritz kopfes (113) und die Schwenkachse (116) des Lager gehäuses (112) miteinander einschließen.
5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - als Antrieb des Spritzkopfes (13) und/oder des Lager gehäuses (12) ist je eine Turbine (19 bzw. 18) vor handen, die vorzugsweise vom Arbeitsmittel beauf schlagt werden.
6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - bei der Turbine (119) liegt das Laufrad (159) außen und das Leitrad (158) innen,
- - der Spritzkopf (123) und/oder das Lagergehäuse ist mit dem Laufrad (159) der zugehörigen Turbine (119) gekoppelt.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die Anzahl der Leitelemente (84; 165) im Lauf rad (79; 159) ist verschieden von der Anzahl der Leit elemente (83; 164) im Leitrad (78; 158).
8. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die beiden Turbinen (18; 19) werden vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmt.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die beiden Turbinen (118; 119) werden vom Arbeits mittel unabhängig voneinander durchströmt.
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - der Antrieb des Lagergehäuses (12) weist zusätzlich zur Turbine (18) eine Spritzdüse (61) auf, die in einem gewissen Abstand von der Schwenkachse (16) ange ordnet ist,
- - diese Spritzdüse (61) ist vorzugsweise in einer Tangentialebene zur Schwenkachse (16) einstellbar ausgebildet.
11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die Spritzdüsen (101; 102) am Spritzkopf (13) sind um eine Achse einstellbar angeordnet, die mit der Dreh achse (17) des Spritzkopfes (13) vorzugsweise einen Winkel von 45° einschließt.
12. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - am Spritzkopf (13) sind an der Mündung einer Ver teilerleitung (99) mehr als eine Spritzdüse (62) ange ordnet,
- - diese Spritzdüsen (62) sind vorzugsweise an je einem eigenen Düsenhalter (63) angeordnet,
- - die Düsenhalter (63) sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Fluchtlinie angeordnet,
- - die Austrittsöffnungen (62) der Düsen sind auf unterschiedliche Austrittsrichtungen einstellbar.
13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - bei mindestens einer der Spritzdüsen hat der Spritz strahl eine Austrittsrichtung, die eine Umfangs komponente aufweist,
- - diese Spritzdüse oder Spritzdüsen bilden allein den Antrieb des Spritzkopfes
- - als Antriebsmittel dient das Arbeitsmittel der Reinigungsvorrichtung.
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DE19863617783 DE3617783A1 (de) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Reinigungsvorrichtung fuer behaelter und dergleichen |
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