用于将液体注入到罐中的喷嘴装置

文档序号:816507 发布日期:2021-03-26 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 用于将液体注入到罐中的喷嘴装置 (Nozzle device for injecting liquid into tank ) 是由 卡雷·韦塞尔·韦特乐森 奥利·梅尔德戈德·尼尔森 于 2019-07-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种喷嘴装置和方法,用于从罐(例如油罐/泥浆罐和其它类似的难以接近沉积物的罐)中移除固体和/或流体,例如污泥,优选是悬浮或包含在流体中的污泥。在优选实施例中,喷嘴装置具有旋转机构(8),该旋转机构包括:主驱动轴(13),其连接到管部段(4);一排齿轮齿(9),其在下行管的外侧固定地布置在下行管(3)的下端部上或形成在其中;斜齿轮(10);蜗杆齿轮(16),其被布置成由斜齿轮驱动在清洁头部(5)处旋转成角度的喷嘴管部段(7);第二驱动轴(11),其可旋转地安装在所述管部段(4)的外侧上,并且在一个端部具有斜齿轮(10)的齿轮轮体,在另一个端部具有与该排齿轮齿(9)配合的齿轮轮体。(The present invention relates to a nozzle device and method for removing solids and/or fluids, such as sludge, preferably suspended or contained in a fluid, from tanks, such as oil/mud tanks and other similar tanks of difficult to access sediments. In a preferred embodiment, the nozzle device has a rotation mechanism (8) comprising: a main drive shaft (13) connected to the pipe section (4); a row of gear teeth (9) fixedly arranged on or formed in the lower end of the down tube (3) outside the down tube; a helical gear (10); a worm gear (16) arranged to rotate the angled nozzle tube section (7) at the cleaning head (5) driven by a helical gear; a second drive shaft (11) which is rotatably mounted on the outside of the pipe section (4) and which has at one end a gear wheel body of the helical gear (10) and at the other end a gear wheel body which cooperates with the gear wheel row (9).)

用于将液体注入到罐中的喷嘴装置

技术领域

本发明尤其涉及一种喷嘴装置和方法,用于从罐(例如油罐/泥浆罐和其它类似的难以接近的沉积物的罐)中移除固体和/或流体,例如污泥,优选为悬浮或包含在流体中的污泥。在优选实施例中,喷嘴装置具有旋转机构,该旋转机构包括主驱动轴,其连接到管部段;一排齿轮齿,其固定地布置在下行管的下端部上或形成在下行管的下端部中,优选在其外侧上;斜齿轮;齿轮(例如蜗杆齿轮(worm gear)),其被布置成由斜齿轮驱动在清洁头部处旋转喷嘴管部段;第二驱动轴,其可旋转地安装在所述第二管部段的外侧,并且在一个端部具有斜齿轮的齿轮轮体,在另一个端部具有与该排齿轮齿配合的齿轮轮体。

背景技术

清洁较大的罐(如油罐)是一项困难的任务,其通常需要小心以避免或至少减轻对参与清洁此类罐的人员的健康风险。

此外,由于这种清洁可能定期进行,所以有必要解决上述问题。

此外,这种罐可能需要清洁大部分内表面(例如到达侧表面底部)。

因此,需要提供一种使清洁过程高效的方法和装置。因此,改进的清洁装置和清洁方法将是有利的,特别是更有效和/或更可靠的清洁装置和方法将是有利的。

发明内容

发明目的

本发明的进一步的目的是提供现有技术的替代方案

特别地,可以认为本发明的目的是提供一种喷嘴装置、使用方法和/或利用或包括该方法和/或喷嘴装置的罐,其解决了现有技术的上面提到的问题。

发明概述

本发明在第一方面涉及一种喷嘴装置,用于将液体注入到罐(例如油罐/泥浆罐)中。该喷嘴装置优选地包括:

-下行管;

-管部段;

-其可旋转地布置在下行管的下端部处,其旋转轴线与下行管的纵向轴线重合,并且

-所述管部段包括成角度的清洁头部,该清洁头部位于管部段在下行管处可旋转地布置的位置的远侧;

-成角度的喷嘴管部段;

-喷嘴毂,其被设置成用于在清洁头部处将成角度的喷嘴管部段可旋转地连接到管部段;

其中,喷嘴装置优选地进一步包括旋转机构,该旋转机构包括:

-主驱动轴,其连接到所述管部段;

–一排齿轮齿,其固定地布置在下行管的下端部上或形成在下行管的下端部中,并且在下行管的外侧上;

-斜齿轮;

-齿轮,例如蜗杆齿轮,其被布置成由斜齿轮驱动在清洁头部处旋转喷嘴管部段;

-第二驱动轴,其可旋转地安装在所述第二管部段的外侧上,并且在一个端部处具有斜齿轮的齿轮轮体,在另一个端部处具有与该排齿轮齿配合的齿轮轮体。

本发明的第二方面涉及清洁罐(例如泥浆罐/油罐)的方法。这种方法优选地包括:

-在罐的壁构件中提供根据第一方面的喷嘴装置;

–提供清洁液体源到喷嘴装置的连接;

-旋转主驱动轴,同时通过喷嘴装置喷射清洁液体。

本发明的第三方面涉及一种罐,例如泥浆罐/油罐,其包括布置在所述罐的壁部段中(例如顶部)的根据第一方面的喷嘴装置。

在本文中,诸如“下”和“上”的方位是参照附图给出的,附图示出了喷嘴装置相对于重力(向下)的优选方位。可以实现喷嘴装置的其它方位,从而将诸如“下”和“上”的方位转变成例如“右”和“左”。

本发明的第一、第二和第三方面可以各自与任何其他方面相结合。参考下文描述的实施例以及所附的专利权利要求书,本发明的这些和其他方面将变得明显并得以阐明。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明,特别是其优选的实施例。附图示出了实现本发明的方式,但不应被解释为对落入所附权利要求范围内的其他可能实施例的限制。

图1是根据本发明的实施例的喷嘴装置的三维视图;

图2是图1的喷嘴装置的三维横截面视图;

图3是图1的喷嘴装置的前视图和侧视图;该前视图和侧视图示出了在主驱动轴旋转期间喷嘴管部段的移动;

图4是旋转机构的一部分的特写视图,其中显示了横截面视图以示出蜗杆齿轮的蜗杆的内部;以及

图5是根据本发明的优选实施例的驱动单元的示意图。

具体实施方式

参考图1,其是根据本发明的实施例的喷嘴装置的三维视图。还参考图2,其是图1的喷嘴装置的三维横截面视图。如这里所展示的,喷嘴装置1用于将液体注入到罐(例如油罐/泥浆罐)中,以冲洗这些罐的内部。

如图1所示,喷嘴装置包括下行管3。该下行管3保持在固定的、不可旋转的位置,例如通过使用如图所示的安装凸缘2(将在下面进一步公开)。

下行管3朝着管部段4延伸。管部段4可旋转地布置在下行管3的下端部处,其旋转轴线与下行管3的纵向轴线重合。在图1所示的实施例中,下行管3和管部段4具有基本上相同的外直径,并且具有基本圆柱形的形状,使得管部段和下行管3的纵向轴线重合。

管部段4的下端部具有成角度的清洁头部5。该清洁头部5位于管部段4在下行管3处可旋转地布置的位置的远侧。在图1所示的实施例中,该角度是45度,但是可以选择不同的角度。

喷嘴装置还具有成角度的喷嘴管部段7。在图1所示的实施例中,喷嘴管部段7位于管部段的上端部处。其角度显示为45度,但是也可以使用其他角度。

管部段4和喷嘴管部段7通过喷嘴毂15彼此可旋转地连接。喷嘴毂15被设置成用于在清洁头部(5)处将成角度的喷嘴管部段7可旋转地连接到管部段4。该毂通常在管部段4的下部段和喷嘴管部段7之间设置有轴承,例如密封轴承,并且在图2中可见,管部段4具有延伸到喷嘴管部段7中的部段。

喷嘴装置进一步包括旋转机构8,用于围绕纵向轴线旋转管部段并旋转喷嘴管部段7。该旋转机构包括连接到所述管部段4的主驱动轴13。如在图2中可见的,主驱动轴优选地在下行管内部延伸,并连接到管部段4的内部。主驱动轴13通过密封通道延伸穿过下行管3以及包括轴承,以允许主驱动轴围绕其纵向方向旋转。因此,通过旋转主驱动轴13,管部段4旋转的量与主驱动轴13旋转的量相同。

旋转机构还包括一排齿轮齿9,其固定地布置在下行管3的下端部上或形成在下行管的下端部中,并在下行管3的外侧上。

其进一步包括与蜗杆齿轮16配合的斜齿轮10。如所示出的,蜗杆齿轮被布置成由斜齿轮驱动、在清洁头部5处旋转喷嘴管部段7。具体地,蜗杆齿轮的蜗杆与在喷嘴管部段7上设置在喷嘴毂15处的齿轮啮合,使得当蜗杆通过斜齿轮10旋转时,喷嘴管部段旋转。

第二驱动轴11可旋转地安装在所述第二管部段4的外侧上,并且在一个端部处具有斜齿轮10的齿轮轮体,在另一个端部处具有与该排齿轮齿9配合的齿轮轮体12。因此,通过旋转主驱动轴13,管部段4旋转。当齿轮轮体12与该排齿9接合时,第二驱动轴旋转,导致斜齿轮10旋转,斜齿轮旋转蜗杆齿轮16的蜗杆,使得喷嘴管部段7旋转。当齿轮轮体12不与该排齿9接合时,当主驱动轴13旋转时,管部段4仍然旋转。这导致喷嘴管部段7的冲程旋转运动,在这种意义上,喷嘴管部段的旋转仅发生在管部段4的完全360度旋转的一部分旋转期间。

如在图2中最清楚地看到的,主驱动轴13在下行管3内部延伸,并且在其下端部处与管部段4的内部接合,使得主驱动轴13的旋转使管部段4旋转。如所示出的,主驱动轴13和管部段4之间的连接可以由横向构件提供,该横向构件延伸穿过管部段4,优选地从外侧插入,并在驱动轴的下端部处穿过驱动轴13。请注意,在图2中,没有示出机械密封件17。

为了容易地将喷嘴装置布置(例如固定)至例如罐的壁构件,喷嘴装置可以进一步包括安装支架2。该安装支架2布置在下行管3上,在所述布置位置,下行管3的一部分延伸到安装支架2上方并形成入口管件14,另一部分延伸到安装支架2下方。入口管件14用于供应流体以将流体从喷嘴喷射到喷嘴装置中。该安装支架被构造成用于将喷嘴装置附接到油罐/泥浆罐的壁构件,例如顶部或侧壁。虽然喷嘴装置可以焊接到壁构件,但是通常优选的是将喷嘴装置螺栓连接到壁构件上,以允许容易地移除喷嘴装置。为此,安装支架2设置有所示出的通孔。壁构件将设置有开口,该开口具有足够的尺寸以允许安装支架2下方的喷嘴装置的部分被引入到罐中,同时尺寸足够小以允许通过使用安装支架来附接喷嘴装置。

旋转机构的齿轮,即不同齿轮中的齿的数量,被构造成使得在管部段4的整个360度旋转期间,喷嘴毂15以及由此喷嘴管部段7旋转小于5度,例如小于4度。

在图1-图4所示的优选实施例中,该排齿轮齿9的齿仅沿着下行管3的圆周的一部分均匀布置。然而,该排齿9也可以均匀地分布在下行管的整个圆周上。第一选择提供了喷嘴管部段7的相对较快的旋转,但是其仅在管部段4的整个360度旋转期间的部分时间发生。第二选择提供了喷嘴管部段的相对较慢的旋转,但是其分布在管部段4的整个360度旋转上。这是因为喷嘴管部段7的旋转仅在齿轮轮体12与该排齿9中的一个或更多个齿接合时发生。

主驱动轴的旋转通常由驱动单元23(见图5)实现。驱动单元23例如与主驱动轴13的上端部接合。在图1所示的实施例中,设置凹口结构22用于与齿轮轮体接合,该齿轮由驱动单元23旋转。这种驱动单元23可以是电动或液压马达,适于旋转主驱动轴13。驱动单元23可以替代地布置在下行管3内部。

图5示出了在驱动单元23上的示例。该驱动单元包括马达24,例如液压或电动马达,该马达连接到齿轮箱25(例如蜗杆齿轮),该齿轮箱被布置成旋转驱动齿轮26。当安装了驱动单元23时,驱动齿轮与主驱动轴齿轮27啮合,主驱动轴齿轮27被布置成在主驱动轴齿轮27旋转时旋转主驱动轴13。在图5的图示中,主驱动轴齿轮27未示出,但是其被图示为装配到由数字27所指的开口中。在一个实施例中,主驱动轴齿轮27具有花键,该花键与主驱动轴13上的凹口22配合。一般地,驱动齿轮26和主驱动轴齿轮都是直齿的,并且驱动齿轮具有23个齿,主驱动轴齿轮27具有40个齿。

在图1-图4所示的实施例中,下行管3的在安装支架2上方延伸并形成入口管件14的部分具有弯曲部14,该弯曲部可以呈90度。在这样的实施例中,主驱动轴13有利地在下行管3内部延伸,并且在其下端部处与管部段4的内部接合,例如如上面公开的,使得主驱动轴13的旋转使管部段4旋转,并且主驱动轴13通过设置在所述弯曲部14中的开口延伸到外侧安装的驱动单元23(例如如上面公开的驱动单元)。

如图1中所示,喷嘴装置具有布置在入口管件14的弯曲部处的机械密封件17,主驱动轴13延伸穿过机械密封件17,以提供主驱动轴13的密封的路径。

因此,驱动单元23被布置成在通过所述开口延伸到外侧的端部处接合主驱动轴13,所述开口可以是由设置在所述弯曲部14中的机械密封件17密封的开口。

参考图4。该图是旋转机构的一部分的特写视图,其中显示了横截面视图以示出蜗杆齿轮的蜗杆的内部。如图所示,蜗杆齿轮16的蜗杆19被布置成在蜗杆轴18上纵向可滑动。所述蜗杆轴18在一个端部处连接到斜齿轮10。蜗杆可以滑动的距离在图4中用“d”表示。这具有这样的效果,即当将管部段4的旋转方向反向时,喷嘴管部段7没有旋转,直到蜗杆已经行进了距离“d”。

这样的益处在于,在某些情况下,例如当喷嘴向上行进(图3所示的运动)时,流体产生冲洗轨迹,留下未冲洗的区域。这种冲洗轨迹可以通过将旋转方向反向使得喷嘴向下行进来冲洗,因为蜗杆19的滑动能力将补偿喷嘴的行进,因为蜗杆的初始旋转将导致只有蜗杆沿着蜗杆轴19移动。

如图1所示,喷嘴装置可以例如包括布置在喷嘴管部段7的远侧端部处的管状喷嘴延伸部21。这种喷嘴延伸部21可以是可更换的零件,并且可以允许将喷嘴装置构造成具有不同的长度。

为了通过使用喷嘴装置来增强清洁操作,将流体提供为具有相对较高动量的射流可能是有益的。为此,喷嘴管部段7的喷嘴延伸部21(当应用时)可以包括喷嘴尖端20(见图1)。该喷嘴尖端20相对于喷嘴毂15布置在喷嘴管件7的远侧端部处,并且被构造成使流过喷嘴尖端20的流体加速。喷嘴尖端20可以设置为管状部段,该管状部段具有朝向喷嘴尖端的出口会聚的横截面面积。

喷嘴尖端(20)的出口处的横截面面积的典型尺寸可以是16mm,例如18mm,例如20mm的直径或液压直径。

本发明还涉及一种清洁罐(例如泥浆罐/油罐)的方法。这种方法可以包括:

-在罐的壁构件中设置如本文所公开的喷嘴装置;

–提供一种清洁液体源到喷嘴装置的连接;

-旋转主驱动轴13,同时通过喷嘴装置喷射清洁液体。

进一步,本发明还涉及一种罐,例如泥浆罐/油罐,其包括根据前述所要求的内容中的任一项的喷嘴装置,该喷嘴装置布置在所述罐的壁区段(例如顶部)中。

尽管已经结合特定实施例描述了本发明,但是本发明不应被解释为以任何方式局限于所呈现的示例。本发明的范围由所附的权利要求来阐述。在权利要求书的上下文中,术语“包括”或“包含”不排除其他可能的要素或步骤。此外,提及诸如“一(a)”或“一(an)”等,不应被解释为排除多个。权利要求中关于图中所示要素的参考标号的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外,在不同权利要求中提到的各个特征可能被有利地结合,并且在不同权利要求中提到这些特征不排除所述特征的组合是可能的和有利的。

本文使用的参考数字:

1 喷嘴装置

2 安装支架

3 下行管

4 管部段

5 清洁头部

6 驱动机构

7 喷嘴管部段

8 旋转机构

9 齿排

10 斜齿轮

11 第二驱动轴

12 齿轮轮体

13 主驱动轴

14 入口管件

15 喷嘴毂

16 蜗杆齿轮

17 机械密封件

18 蜗杆轴

19 蜗杆齿轮的蜗杆

20 喷嘴尖端

21 管状喷嘴延伸部

22 用于与例如齿轮轮体接合的凹口

23 驱动单元

24 马达

25 齿轮箱

26 驱动齿轮

27 主驱动轴齿轮。

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