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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von sich in einem Schwimmdachöltank angesammelten Schlamm. Hierzu wird ein Druckmittel mittels Sprühvorrichtungen in das Tankinnere eingespritzt. Die Sprühvorrichtungen weisen einen flexiblen Druckmittelspritzzylinder auf und sind an den Stützsäulen des Schwimmdachs des Öltanks befestigt.
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Wenn Rohöl oder andere Öle über einen längeren Zeitraum in Lagertanks gespeichert sind, so trennen sich feste Ölkomponenten ab und sammeln sich in Form von Schlamm am Boden der Tanks an. Durch diesen Schlamm wird das nutzbare Volumen des Tanks vermindert, und außerdem ergeben sich Beeinträchtigungen bei der Wartung und Inspektion des Tankinnenraums; daher muß der Schlamm aus dem Tank entfernt werden.
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Wenn die angesammelte Schlammenge noch gering ist, z. B. wenn die Schlammanhäufung noch nicht über die Mannlöcher hinausgeht, die im unteren Abschnitt der Tankseitenwand ausgebildet sind, so kann beispielsweise der angesammelte Schlamm dadurch entfernt werden, daß man zunächst das Öl aus dem Tank entfernt, danach die Mannlöcher öffnet und durch die geöffneten Mannlöcher in das Tankinnere Einrichtungen zum Entfernen des Schlamms einführt. Diese Schlammentnahme wird jedoch schwierig, wenn der angesammelte Schlammhaufen über die Mannlöcher hinausreicht und diese nicht geöffnet werden können.
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In diesem Fall wird üblicherweise der Schlamm dadurch entfernt, daß man zunächst den Schlamm mit Hilfe irgendeiner geeigneten Einrichtung auf eine Temperatur erwärmt, die die Verflüssigungstemperatur des Schlamms übersteigt, und danach wird der verflüssigte Schlamm mit Hilfe einer Pumpe aus dem Tank entfernt.
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In letzter Zeit sind große Öltanks mit Innenvolumen von 50 000 bis 150 000 m3 gebaut worden. Zeitweise können sich in diesen Tanks 20 000 bis 50 000 kl Schlamm ansammeln. Um derartig große Schlammengen über die Verflüssigungstemperatur (50 bis 70°C) zu erwärmen, sind große thermische Energiemengen sowie eine lange Heizdauer erforderlich. Das Heizen ist daher sehr kostenintensiv. Darüber hinaus muß das Erwärmen über einen längeren Zeitraum hinweg erfolgen, und die Tanks können dabei nicht benutzt werden. Fehlt eine geeignete Wärmequelle, so sind die geschilderten Maßnahmen praktisch nicht anwendbar.
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Aus der US-PS 42 44 523 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Tanks, beispielsweise Eisenbahntankwagen bekannt. Diese Vorrichtung wird über eine Öffnung im Tankdach eingeführt und weist einen kippbaren Rahmen mit einer drehbar daran befestigten Waschdüsenanordnung auf. Dabei werden bevorzugt zwei Waschdüsen gegenüberliegend angeordnet, damit die beim Waschen auftretenden Rückstoßkräfte sich gegenseitig aufheben.
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Die DE-OS 15 57 575 beschreibt eine weitere Vorrichtung zum Reinigen von Tanks. Diese weist ein Zufuhrrohr für das Reinigungsmittel auf, an dessen Abgabeende ein Düsenträgerglied rotiert. Dabei wird das Düsenträgerglied zum Zwecke einer gleichmäßigen Reinigung des Tankinnenraums von einer Antriebseinrichtung gedreht.
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Die DE-OS 18 11 719 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen von Behältern mit einem zylindrischen Zuführrohr, das an seinem im Tank befindlichen Ende eine schwenkbare Spritzdüse aufweist. Durch Drehen der Spritzvorrichtung und Schwenken der Spritzdüse beim Zuführen der Waschlösung wird der Innenraum des Tanks gereinigt.
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Die bekannten Reinigungsvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie zur Reinigung von Schwimmdachöltanks, bei denen die Dichtigkeit zwischen der Reinigungsvorrichtung und dem Tank eine Rolle spielt, nicht geeignet sind. Stattdessen sind bei den im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen große Einführöffnungen in den Tanks vorzusehen, damit die bekannten Spritzvorrichtungen eingeführt und zum Verschwenken während der Reinigung bewegt werden können.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spritzvorrichtung zum Reinigen von Tanks anzugeben, die ein dichtes Ein- und Ausführen in den Tank erlaubt, ohne die Bewegungsmöglichkeit der Spritzdüse im Tank einzuschränken.
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Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 einen Querschnitt eines Schwimmdachöltanks in einem ersten typischen Füllzustand,
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Fig. 2 einen Querschnitt eines Schwimmdachöltanks in einem zweiten typischen Füllzustand,
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Fig. 3 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der Spritzvorrichtung gemäß der Erfindung,
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Fig. 4 einen Querschnitt einer Falteinrichtung für die Spritzvorrichtung gemäß Fig. 3, die in Form eines geraden Rohres gehalten ist,
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Fig. 5 einen Querschnitt der Falteinrichtung der Spritzvorrichtung gemäß Fig. 3, die abgebogen gehalten ist,
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Fig. 6 in Explosionsdarstellung eine perspektivische Ansicht des Rahmens für die Falteinrichtung,
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Fig. 7 einen schematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung,
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Fig. 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils der Spritzvorrichtung gemäß Fig. 7,
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Fig. 9 ein schematisches Diagramm der Spritzvorrichtung gemäß Fig. 7, die im abgebogenen Zustand gehalten ist,
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Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils der Falteinrichtung für die Spritzvorrichtung gemäß Fig. 7 und
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Fig. 11 ein Schema für das Verfahren zum Abführen des Schlamms, der in dem Schwimmdachöltank angesammelt ist, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 weist der Schwimmdachöltank 1 ein Schwimmdach 2 auf, in dem mehrere Öffnungen 3 für Stützsäulen 4 ausgebildet sind. Normalerweise haben die Stützsäulen 4 eine bestimmte Länge und sind lösbar durch die Öffnungen 3 eingeführt.
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Einige Stützsäulen 4 sind aus den Öffnungen 3 herausgezogen, und zwar in Abhängigkeit von der Form des Tanks 1 und/oder dem Zustand der Schlammansammlung im Tank 1; entsprechend der Anzahl der herausgenommenen Stützsäulen 4 werden gleichviele Spritz- oder Sprühvorrichtungen 5 durch die so offenen Öffnungen 3 eingeführt. Danach werden die Spritzdüsenteile der Spritzvorrichtungen 5 in die gewünschten Richtungen innerhalb des Tanks gedreht oder geschwenkt. Die Spritzvorrichtungen werden in Horizontalrichtung um ihre jweiligen Achsen gedreht, und gleichzeitig wird die unter Druck stehende Flüssigkeit aus den Düsenöffnungen herausgespritzt. Durch die Kraft der herausgespritzten, unter Druck stehenden Flüssigkeit, wird der Haufen aus Schlamm 9 abgebaut und aufgelöst.
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Das Schwimmdach 2 schwimmt auf der Öloberfläche, wenn die Höhe des gespeicherten Öls oder die Höhe des angesammelten Schlammhaufens größer ist als die Länge der Stützsäulen 4 (Fig. 1). Wenn die Höhe des gelagerten Öls oder die Höhe des angesammelten Schlammhaufens kleiner ist als die Länge der Stützsäulen 4, so wird das Schwimmdach 2 auf einer Höhe gleich der Länge der Stützsäulen 4 fixiert, da es in dieser Lage durch die Stützsäulen 4 abgestützt wird, die dabei den Tankboden erreichen. Das Schwimmdach 2 gelangt so nie unterhalb der Höhe der Stützsäulen 4 (Fig. 2).
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Wenn der flüssige Ölanteil aus dem Tank abgelassen wird, während das Schwimmdach 2 durch die Stützsäulen auf dem Tankboden abgestützt wird, wird der nichtflüssige Schlammhaufen 89 der Luft im Tankinneren ausgesetzt.
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Die Spritzvorrichtung 5 zum Zersetzen und Auflösen des Schlamms dient zum Verspritzen der unter Druck stehenden Flüssigkeit und taucht dabei in das Öl ein, wenn das Schwimmdach 2 auf der Öloberfläche schwimmt. Wenn das Schwimmdach 2 bis zur Höhe der Stützsäulen 4 gefallen und dort durch letztere gehalten wird, werden die Spritzvorrichtungen 5 entweder in der Luft oder eingetaucht in den Schlamm innerhalb des Tanks gehalten, um die unter Druck stehende Flüssigkeit zu verspritzen.
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Selbst wenn das Schwimmdach 2 durch die Stützsäulen am Boden des Tanks abgestützt wird, kann die flüssige Olkomponente im Tankinnern verbleiben, während die Sprühvorrichtungen 5 in das Öl eintauchen.
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Die Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit ( nachfolgend als Druckflüssigkeit bezeichnet) zu den Sprühvorrichtungen 5 erfolgt mit Hilfe einer Pumpe 7 durch ein Rohr 6. Auch kann die im Tank 1 befindliche Druckflüssigkeit nach dem Reinigen zyklisch wiederverwendet werden (Fig. 1). Auch ist es möglich, die von einem anderen Tank, beispielsweise einem Vorratstank 8 (Fig. 2) kommende Flüssigkeit zu verwenden. Erfolgt die Zufuhr von Druckflüssigkeit entsprechend der zuletzt erwähnten Methode, so kann der im Tank 1 verflüssigte Schlamm durch eine zweite Pumpe 7&min; in den Vorratstank 8 gleichzeitig mit dem normalen Betrieb der Spritzvorrichtung 5 abgegeben werden.
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Als Druckflüssigkeit, die den Spritzvorrichtungen 5 zugeführt wird, kann beispielsweise kaltes oder erwärmtes Öl oder kaltes oder heißes Wasser verwendet werden. Die Art der zu verwendenden Flüssigkeit wird abhängig von verschiedenen Faktoren ausgewählt, beispielsweise von der Art und der Menge des Schlamms sowie den Hilfseinrichtungen des Tanks.
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Eine Ausführungsform, bei der die gewissen Endabschnitte der Spritzvorrichtungen 5 L-förmig gebogen sind, wird mit Bezug auf die Fig. 3 bis 6 erläutert. Danach weist die Spritzvorrichtung 11 einen langen Drehzylinder 12 sowie einen Spritzzylinder 14 auf, der gelenkartig mit dem unteren Ende des Drehzylinders 12 über ein Verbindungsglied 13 verbunden ist und am Gelenk abgebogen werden kann. Am oberen Abschnitt des Umfangs des Drehzylinders 12 ist ein flüssigkeitsdichter, stationärer Zylinder 15 befestigt, mit dem ein Einlaßrohr 16 für Druckflüssigkeit verbunden ist. Das Innere des stationären Zylinders 15 und das Innere des Drehzylinders 12 kommunizieren miteinander über mehrere vertikale Langlöcher 17 im oberen Teil des Zylinders 12. Der Zylinder 12 ist relativ zum Zylinder 15 beispielsweise durch Betätigen eines Flansches 18 drehbar, der am oberen Ende des Zylinders 12 vorgesehen ist.
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Der Spritzzylinder 14 weist an seinem freien Ende eine Spritzdüse 19 für Flüssigkeit auf. Das Basisende des Spritzzylinders 14 sowie das untere Ende des Drehzylinders 12 sind miteinander über ein gelenkartiges Verbindungsglied 13 verbunden.
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Gemäß den Fig. 4 und 5 ist das Gelenk 13 folgendermaßen ausgebildet: Am unteren Ende des Drehzylinders 12 und an der Basis des Spritzzylinders 14 sind Abschlußelemente 20 bzw. 20&min; vorgesehen, die zu den jeweiligen Achsen der betreffenden Zylinder abgeschrägt sind; die Abschlußelemente 20, 20&min; sind mit nach außen vorstehenden, kurzen Ringabschnitten 21 bzw. 21&min; versehen, an deren freien Kanten flanschartige Endflächen 22 bzw. 22&min; ausgebildet sind, die aneinander anliegen und drehbar aneinander gehaltert sind. Da die Oberflächen der Endflächen 22, 22&min; ähnlich den abgeschrägten Abschlußelementen 20,20&min; abgeschrägt sind, wird der Drehzylinder 12 am Gelenk 13 als seine Basis gedreht, und zwar in Abhängigkeit von der Neigung der Endfläche (Abschlußelement) des Drehzylinders, wenn die Endfläche 22&min; des Sprühzylinders 14 um sich selbst an der Endfläche 22 des Drehzylinders 12 gedreht wird, während ein inniger, flächiger Gleitkontakt mit der Endfläche 22 aufrecht erhalten wird. Der Drehzylinder 12 und der Spritzzylinder 14 können daher einen geraden Durchlaß (vgl. Fig. 4) oder einen abgebogenen Durchlaß (vgl. Fig. 5) bilden.
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Wenn bei der vorstehendnen Ausführungsform die Endfläche 22 um einen Winkel α (45°) gegenüber der Axialrichtung des Drehzylinders 12 und die Endfläche 22&min; ähnlich abgeschrägt ist, so kann der Spritzzylinder 14 bis zu einem Winkel β (90°) relativ zur Achse des Drehzylinders 12 abgebogen ( abgeknickt) werden. Wenn der Winkel α = 30° beträgt, so ist der Winkel β = 60°. In diesem Fall kann daher der Spritzzylinder 14 bis in eine nach oben geneigte Richtung abgebogen werden.
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Der Drehzylinder 12 und der Spritzzylinder 14 sind miteinander verbunden, wobei ein Haltering 23 um die eng ausgerichteten äußeren Umfänge der zwei Endflächen 22 und 22&min; angepaßt ist. Dieser Haltering 23 besteht aus zwei symmetrisch gegenüberliegenden halbkreisförmigen Rahmen 24, 24&min; (vgl. Fig. 6). In den Innenflächen der Rahmen 24, 24&min; sind Nuten 25, 25&min; ausgebildet, die gerade so breit sind, daß die eng ausgerichteten Umfangsflächen der Endflächen 22, 22&min; hineinpassen. Die Rahmen sind an ihren Enden mit nach außen vorstehenden Befestigungsstücken 26, 26&min; vorgesehen. Der Drehzylinder 12 und der Spritzzylinder 14 sind wasserdicht und drehbar miteinander verbunden, wobei ihre Innenräume miteinander kommunizieren können, indem die Endflächen der beiden Zylinder aneinander anliegen; danach werden die Rahmen 24, 24&min; in seitlicher Richtung an die ausgerichteten Umfangsflächen der Endflächen angepaßt, so daß die Umfangsflächen in die Nuten 25, 25&min; geraten können, und schließlich werden Bolzen 27 durch die zueinander weisenden Befestigungsstücke 26, 26&min; gesteckt und Befestigungsmuttern 28 auf die Bolzen 27 aufgeschraubt.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform kann der Spritzzylinder 14 dadurch gedreht werden, daß man eine Betätigungsstange 29 dreht, die axial durch den Innenraum des Drehzylinders 12 geführt ist. Das obere Ende dieser Betätigungsstange 29 steht vom oberen Ende des Drehzylinders 12 aus vor, so daß die Betätigungsstange 29 mit Hife eines nicht dargestellten Handgriffs gedreht werden kann, der am vorstehenden freien Ende der Stange befestigt ist. Das untere Ende dieser Betätigungsstange 29 reicht bis zum Gelenk 13. Der Spritzzylinder 14 ist an seiner Innenwand mit einer geneigten, stationären Stange 30 versehen, die sich bis zum Gelenk 13 erstreckt. Das untere Ende der Betätigungsstange 29 und das freie Ende der stationären Stange 30 sind miteinander über ein flexibles Gelenk 31 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform des flexiblen Gelenks 31 ist das eine Ende eines Verbindungsteils 32 am unteren Ende der Betätigungsstange 29 und das andere Ende des Verbindungsteils 32 in ähnlicher Weise an dem freien Ende der stationären Stange 30 jeweils über ein Drehelement 33 angelenkt. Eine Drehung der Betätigungsstange 29 bewirkt eine Drehbewegung des Verbindungsteils 32 und daher eine Neigung zur stationären Stange 30, so daß der Spritzzylinder 14 sich in eine geneigte Position dreht, während der flächige Gleitkonkakt zwischen den beiden Endflächen 22 und 22&min; beibehalten wird. Durch die Drehbewegung der Betätigungsstange 29 kann daher der Spritzzylinder 14 in jeden gewünschten Winkel relativ zum Drehzylinder 12 gedreht werden, um einen geraden Durchlaß oder einen beispielsweise senkrecht abgeknickten Durchlaß am Gelenk zu bilden. Unabhängig davon, auf welche Position der Spritzzylinder 14 relativ zum Drehzylinder 12 eingestellt wird, kommuniziert der Innenraum des Drehzylinders 12 mit dem des Spritzzylinders 14 weiterhin.
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Das flexible Gelenk 31 ist nur beispielhaft. Es kann auch irgendein anderes Verbindungsglied verwendet werden, unter der Voraussetzung, daß eine Drehbewegung der einen der beiden Stangen zu einer Änderung des Winkels der anderen Stange führt. Beispiele für derartige Verbindungsglieder sind beispielsweise eine elastische Kupplung aus straffen Schraubenfedern oder eine Zapfenkupplung mit Zapfen, die gleitend in Nuten oder Aussparungen oder Langlöchern eingepaßt sind.
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Die in den Fig. 7 bis 10 dargestellte Spritzvorrichtung weist eine Spritzdüse auf, die U-förmig abgebogen werden kann. Diese Vorrichtung weist außerhalb einen Steuerkasten 41, einen langen, stationären Zylinder 42, der sich von dem Steuerkasten 41 nach unten erstreckt, einen Drehzylinder 43, der am unteren Ende des stationären Zylinders 42 drehbar aufgehängt ist, einen Klappzylinder 44, der durch Drehen relativ zum Drehzylinder 43 abgebogen oder abgeknickt werden kann, sowie einen Spritzzylinder 45 auf, der durch Drehen relativ zum Klappzylinder 44 abgebogen werden kann. Das untere Ende des Spritzzylinders 45 bildet eine Spritzdüse 46.
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Die Verbindungsteile zwischen den benachbarten Zylindern der Vorrichtung sind näher in Fig. 8 dargestellt. Die Innenwand des unteren Endes des stationären Zylinders 42 weist ein Innengewinde auf. In dieses Innengewinde ist das obere Ende einer Verbindungshülse 47 mit einem Außengewinde eingeschraubt. Durch den Eingriff der beiden Gewinde ist die Verbindungshülse 47 innig mit dem stationären Zylinder 42 verbunden. Am unteren Abschnitt der Verbindungshülse 47 ist eine ringförmige Zapfennut 48 eingeschnitten. In diese Zapfennut 48 greifen Zapfen 49 von der Außenseite des Drehzylinders 43 ein. Der Drehzylinder 43 ist daher relativ zum stationären Zylinder 42 frei drehbar.
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Das untere Ende des Drehzylinders 43 wird durch eine abgeschrägte Endfläche 50 gebildet, die gegenüber der Zylinderachse um 45° geneigt ist. Diese Endfläche 50 liegt an einer schrägen Endfläche 51 am unteren Ende des Klappzylinders 44 an, die beispielsweise gegenüber der Zylinderachse um 45° geneigt ist. Ein Innenzahnrad 52 ist an der geneigten Endfläche 51 an der Seite des Klappzylinders 44 befestigt. Ein Außenflansch 53 an der Oberseite des Innenzahnrades 52 umgreift die schräge Endfläche 50 am Drehzylinder 43 und hält diesen und den Klappzylinder 44 drehbar. Bei einer Relativdrehung zwischen dem Drehzylinder 43 und dem Klappzylinder 44, wobei die beiden Zylinder in einer geraden Linie gehalten sind, wird wegen der Neigung der Endflächen 50 und 51 der Klappzylinder 44 abgebogen. Wenn der Winkel der Relativdrehung zwischen den beiden Zylindern 180° erreicht, bilden die beiden Zylinder die Form eines "L".
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Die Verbindung zwischen dem Klappzylinder 44 und dem Spritzzylinder 45 ist ähnlich der zwischen dem Drehzylinder 43 und dem Klappzylinder 44. Eine geneigte Endfläche 54 am unteren Ende des Klappzylinders 44 liegt an einer geneigten Endfläche 55 des Spritzzylinders 45 an, und die beiden Zylinder sind über ein Verbindungsglied 56 drehbar miteinander verbunden.
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Nunmehr wird der Mechanismus zum Abknicken des Klappzylinders 44 relativ zum Drehzylinder 43 beschrieben. Koaxial zu den Drehzylindern 42 und 43 ist ein innerer Antriebszylinder 62 angeordnet, dessen oberes Ende zum Kontrollkasten 41 reicht und dessen unteres Ende durch ein Halteteil 61 drehbar gehaltert ist, das von der Innenfläche des Drehzylinders 43 aus vorsteht. Am unteren Ende dieses inneren Antriebszylinders 62 ist ein Kegelzahnrad 63 befestigt, das mit dem Innenzahnrad 52 kämmt. Am oberen Abschnitt des inneren Antriebszylinders 62 ist in ähnlicher Weise ein Kegelzahnrad 64 befestigt, das mit einem kleinen Kegelzahnrad 67 kämmt, das an einer Welle 66 befestigt ist. Diese Welle 66 ist verschiebbar im Betätigungskasten 65 gelagert.
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Der Drehzylinder 43 ist einstückig mit einem inneren Antriebszylinder 69 über mehrere radiale Arme 68 verbunden. Dieser Antriebszylinder 69 ist außerhalb des inneren Antriebszylinders 62 angeordnet. An einem Teil seines Umfangs ist eine Zapfennut 70 über einen Winkel von 180° in Umfangsrichtung (Horizontalrichtung) eingeschnitten. In diese Nut 70 ist ein Zapfen 71 eingepaßt, der von dem inneren Antriebszylinder 62 aus vorsteht. Der innere Antriebszylinder 62 ist daher relativ zum inneren angetriebenen Zylinder 69 frei drehbar, bis der Zapfen 71 die Enden der Zapfennute 70 erreicht. Nach dem Anschlag des Zapfens 71 am Ende der Nut 70 dreht sich der innere Antriebszylinder 62 zusammen mit dem angetriebenen Zylinder 69 (Fig. 10).
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Von der Innenwand des Spritzzylinders 45 steht eine stationäre Stange 72 vor. Diese Stange 72 ist mit der Drehstange 74 verbunden, und zwar über eine flexible Kupplung 73. Die Drehstange 74 erstreckt sich durch die axiale Bohrung 75 des Kegelrads 63 und die Mitte des inneren Antriebszylinders 62, führt dann in den Steuerkasten 41 und wird durch einen im Steuerkasten 41 angeordneten Antrieb in Drehbewegung versetzt. Der innere Antriebszylinder 62 wird in ähnlicher Weise mit Hilfe eines Antriebs im Innern des Steuerkastens 41 in Drehbewegung versetzt, und zwar getrennt von dem kleinen Kegelrad 67 des Betriebskastens 65. Die zwei Antriebe werden durch eine Turbine 77 angetrieben, die in dem Kanal 76 zum Zuführen der unter Druck stehenden Flüssigkeit zum stationären Zylinder 42 angeordnet ist.
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Im folgenden wird die Betriebsweise der vorstehend erläuterten Vorrichtung zum Abführen des Schlamms 9 erläutert, der sich innerhalb des Schwimmdachöltanks 1 angesammelt hat und an der unteren Oberfläche des Schwimmdachs 2 anhaftet. Bei der ersten Ausführungsform wird ein Paar, bestehend aus einem Drehzylinder 12 und einem Spritzzylinder 14, die in Form einer geraden Stange gehalten werden, durch die Öffnungen 3, die für die Stützsäulen in dem Schwimmdach 2 ausgebildet sind, eingeführt, bis die Paßrahmen 15&min;, die sich von dem stationären Zylinder 15 aus nach außen erstrecken, über die zylindrischen Abschnitte 3&min; der Öffnungen 3 gepaßt sind; danach werden die Verriegelungsbolzen 34 von außerhalb der Rahmen 15&min; eingeführt und gegen die Außenflächen der Zylinder festgezogen. In diesem Zustand hängen der Drehzylinder 12 und der Spritzzylinder 14 vom Schwimmdach 2 ins Innere des Öltanks 1. So werden die Spritzzylinder 14 auf geeignete Winkel relativ zu den Drehzylindern 12 durch Drehen der Betätigungsstangen 29 abgebogen. Nachdem die Spritzvorrichtungen 11 in geeigneter Weise an den Öffnungen für die Stützsäulen befestigt worden sind, wird unter Druck stehende Flüssigkeit durch das Einlaßrohr 16 ins Innere des Drehzylinders 12 eingeleitet und unter Druck aus den Spritzdüsen 19 herausgedrückt. Beim Verspritzen der Flüssigkeit durch die Spritzdüsen 19 wird der Drehzylinder 12 mit geringer Geschwindigkeit gedreht. Dadurch spritzen die Spritzdüsen 19 die unter Druck stehende Flüssigkeit und drehen sich gleichzeitig in Horizontalrichtung. Durch die Kraft der verspritzten, unter Druck stehenden Flüssigkeit, wird der Schlamm innerhalb des Tanks zersetzt und in einen fluiden Zustand aufgelöst. Das flüssige Gemisch aus Schlamm und Flüssigkeit wird aus dem Tank mit Hilfe der Pumpe 7&min; abgegeben.
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Bei der zweiten Ausführungsform, bei der der Düsenabschnitt U-förmig abgeknickt werden kann, werden ein stationärer Zylinder 42, ein Klappzylinder 44 sowie ein Spritzzylinder 45 in geradlinig ausgerichteter Form durch die Öffnungen 3 im Schwimmdach 2 eingeführt, danach werden die kleinen Kegelräder 67 in den Betätigungskästen 65 zusammen mit den Stangen 66 eingeführt und kämmen mit den Kegelrädern 64, und danach werden die Kegelräder 67 in Drehbewegung versetzt. Die inneren Antriebszylinder 62 und die Kegelräder 63 drehen sich gleichzeitig, so daß die Klappzylinder 44 mit den Innenzahnrädern 52, die mit den Kegelrädern 63 kämmen, relativ zu den Drehzylindern 43 gedreht werden. Wenn die inneren Antriebszylinder 62 um 180° gedreht werden, während die Drehzylinder 4 und die Klappzylinder 44 noch geradlinig angeordnet sind, werden die Klappzylinder 44 rechtwinkelig relativ zu den Drehzylindern abgeknickt aufgrund der Wirkung der abgeschrägten Endflächen 50 und 51. Dabei bewegen sich die Zapfen 71, die von den inneren Antriebszylindern 62 aus vorstehen, entlang den Nuten 70, die in den angetriebenen Zylindern 69 ausgebildet sind. Daher werden die angetriebenen Zylinder und die Drehzylinder 43 nicht gedreht.
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Nachdem die einzelnen Zylinder in die vorstehende Position gebracht worden sind, werden die kleinen Kegelräder 67 außer Eingriff mit den Kegelrädern 64 gebracht, und anschließend wird unter Druck stehende Flüssigkeit den Einlaßrohren zugeführt. Die Flüssigkeit strömt innerhalb der stationären Zylinder 42, und die durch die Flüssigkeitsströmung ausgeübte Kraft treibt die Turbinen 77 an, so daß die inneren Antriebszylinder 62 und die Drehstangen 74 gedreht werden. Da die Zapfen 71 der inneren Antriebszylinder 62 bereits die Enden der Nuten 70 erreicht haben, bewirkt das Drehen der Zylinder 62 eine gleichzeitige Bewegung der angetriebenen Zylinder 69. Daher werden die Drehzylinder 43 relativ zu den stationären Zylindern 42 gedreht, und die Klappzylinder 44 werden um die stationären Zylinder 42 im senkrecht abgeknickten Zustand durch die Drehzylinder 43 gedreht. Durch den Eingriff zwischen den Kegelrädern 63 und den Innenzahnrädern 52 werden die Klappzylinder 44 gleichzeitig mit den Drehzylindern 43 gedreht. Sie können den senkrecht abgeknickten Zustand aufrechterhalten, da sich keine Bewegung relativ zur Drehbewegung der Zylinder 43 ergibt.
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Währenddessen wird die Drehbewegung der Drehstange 74 über die flexible Kupplung 73 und die stationäre Stange 72 auf den Spritzzylinder 45 übertragen. Da der Spritzzylinder 45 und der Klappzylinder 44 miteinander über ihre jeweiligen abgeschrägten Endflächen 54, 55 verbunden sind und eine relative Drehbewegung zueinander erzeugen, wiederholt der Spritzzylinder 45 eine Schwenkbewegung in eine senkrechte Lage gegenüber dem Klappzylinder 44 und nimmt schließlich wieder eine gerade Lage ein. Somit wird mit Hilfe der verschiedenen Zylinder die unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Spritzdüse 46 des Spritzzylinders 45 verspritzt, während die einzelnen Zylinder sich drehen, um abwechselnd L- und U-förmig angeordnet zu sein. Die so verspritzte Flüssigkeit zersetzt den Schlamm und löst ihn auf, der innerhalb des Öltanks sich abgesetzt hat und insbesondere den, der an der Innenfläche des Schwimmdachs 2 anhaftet, so daß der Schlamm verflüssigt wird. Der verflüssigte Schlamm wird aus dem Tank mit Hilfe der Pumpe 7 abgegeben.
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Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die abgeschrägten Endflächen 50 und 51, die zum Verbinden des Drehzylinders 43 und des Klappzylinders 44 dienen, und die abgeschrägten Endflächen 54 und 55, die zum Verbinden des Klappzylinders 44 und des Spritzzylinders 45 dienen, um 45° gegenüber der Axialrichtung geneigt. Daher werden die einzelnen Zylinder bis zu maximal 90° abgebogen. Ersichtlich variiert der Maximalwinkel, mit dem die Zylinder abgebogen werden können, mit dem Neigungswinkel der abgeschrägten Endflächen der Zylinder. Die innerhalb der Zylinder angeordneten Bauteile sollten möglichst klein sein, um eine ausreichende Querschnittsfläche zum Durchtritt für die Flüssigkeit sicherzustellen. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Kegelräder 63 und 64 möglichst weitgehend mit Durchbrüchen zu versehen, ohne dabei die Festigkeit übermäßig zu verringern.
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Wenn die Entfernung des Schlamms in der vorstehenden Weise abgeschlossen ist, wird das Verspritzen der Druckflüssigkeit unterbrochen, und die Zylinder werden geradlinig gestreckt und aus den Öffnungen 3 herausgezogen.
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Nachstehend wird das Verfahren beschrieben, mit dem die durch die Zersetzung und Auflösung des Schlamms durch die Kraft der verspritzten, unter Druck stehenden Flüssigkeit innerhalb des Tanks erzeugte Mischflüssigkeit aus dem Tank entfernt wird.
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Die sich am Boden des Tanks ansammelnde Flüssigkeit, insbesondere das Flüssigkeitsgemisch, das sich durch die Zersetzung und Auflösung des Schlamms mit der verspritzten Flüssigkeit ergibt, sollte möglichst bald abgegeben werden. Dies liegt daran, da die Druckwirkung der verspritzten Flüssigkeit beim Zersetzen und Auflösen des Schlamms abnimmt, wenn der Schlamm im Flüssigkeitsgemisch versenkt verbleibt, und dieser Druck nimmt erheblich zu, wenn der Schlamm der Umgebungsluft ausgesetzt wird. Wenn die im Tank angesammelte Flüssigkeit langsam abgegeben wird, wird der Schlamm mit der Flüssigkeit getränkt.
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Bisher erfolgt die Abgabe des Flüssigkeitsgemisches durch Einführen eines mit einer Pumpe verbundenen Saugrohrs durch das Mannloch des Tanks, beispielsweise bis das freie Ende des Saugrohrs den Tankboden erreicht; danach wird die Pumpe betätigt, um das Flüssigkeitsgemisch durch die Saugwirkung aus dem Tankinneren zu entfernen. Bei diesem Verfahren treten jedoch Feststoffe, wie der Schlamm und Rost vom Boden des Tanks, in den Motor bzw. die Pumpe ein und verschlechtern deren Wirkungsgrad; im Extremfall kann die Pumpe beschädigt werden. Wenn das Niveau des Flüssigkeitsgemisches innerhalb des Tanks fällt, kann das freie Ende des Saugrohrs möglicherweise selbst gegenüber der Umgebungsluft im Tank freiliegen, und daher saugt die Pumpe Luft an. Wenn die Pumpe Luft angesaugt hat, so muß die Pumpe zum Ansaugen von Flüssigkeit gebracht werden. Auch bei selbstansaugenden Pumpen muß nach dem Ansaugen von Luft die Pumpe über einen längeren Zeitraum betrieben werden, bis sie wieder das Flüssigkeitsgemisch ansaugt. Da die Kapazität der Pumpe zum Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Tank durch das Ansaugen von Luft verringert wird, ergibt sich eine erhebliche Verschlechterung beim Entfernen des Flüssigkeitsgemisches.
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Um diese Nachteile auszuschließen, erfolgt das Entfernen des Flüssigkeitsgemisches aus dem Tank durch Einführen des Saugeinlasses eines Saugrohres in das Tankinnere, Verbinden des äußeren Endes des Rohrs mit einem Flüssigkeitsreservoir und Extrahieren des Flüssigkeitsgemisches durch Ansaugen mittels Unterdruck im Flüssigkeitsreservoir. Dieses Entfernen des Flüssigkeitsgemisches wird insbesondere mit Bezug auf die Fig. 11 näher erläutert.
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Ein Strömungsrohr 81 zum Entfernen des Flüssigkeitsgemisches aus dem Tank 1 wird durch das Mannloch 1&min; in den Tankinnenraum eingeführt. Der Saugeinlaß 82 am freien Ende des Strömungsrohrs 81 liegt der Innenfläche des Bodens des Tanks 1 gegenüber, oder das Strömungsrohr 81 ist mit einer im Tank 1 vorgesehenen Saugdüse 83 verbunden. Das Basisende des Strömungsrohrs 81 wird mit der Oberseite eines luftdichten Reservoirs 84 verbunden. Das Saugrohr 86 einer Gassaugpumpe 85 ist mit der Oberseite des Reservoirs 84 verbunden. Ein Auslaßrohr 87 einer Gassaugpumpe 85 wird durch ein Dachmannloch 2&min; oder Mannloch 1&min; (nicht dargestellt) ins Innere des Tanks 1 geführt. Mit dem Reservoir 84 ist ein Saugrohr 89 verbunden, das wiederum mit der Saugseite einer Flüssigkeitssaugpumpe 88 verbunden ist. Ein Auslaßrohr 90 dieser Saugpumpe 88 ist beispielsweise mit einem nicht dargestellten Zwischen- oder Transportreservoir verbunden.
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Wenn die Gassaugpumpe 85 in Betrieb ist, ergibt sich im Innern des Reservoirs 84 ein Unterdruck, und am Saugeinlaß 82 und an der Saugdüse 83 wird gesaugt, so daß die sich am Boden des Tanks ansammelnde Flüssigkeit durch das Strömungsrohr 81 in das Reservoir 84 abgesaugt wird. Wenn die Flüssigkeit im Reservoir 84 durch das Saugrohr 89 mit Hilfe der Saugpumpe 88 abgegeben wird, so ergibt sich im Innern des Reservoirs 84 ein Unterdruck aufgrund der Wirkung der Gassaugpumpe 85. Die Flüssigkeit im Tank 1 kann daher kontinuierlich abgesaugt und in das Reservoir 84 geleitet werden.
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Da der im Tank 1 abgesetzte Schlamm durch die hochkomprimierte Waschflüssigkeit, die aus den Spritzvorrichtungen 5 herausgespritzt wird, zersetzt und aufgelöst wird, wird die sich aus der Zersetzung und Auflösung des Schlamms und der abgegebenen Waschflüssigkeit erhaltene Flüssigkeit in das Reservoir 84 durch den in diesem entwickelten Unterdruck abgesaugt, wobei dieser Unterdruck im Reservoir durch die Gassaugpumpe 85 aufrechterhalten wird; der Wirkungsgrad des Flüssigkeitsabsaugvorganges wird selbst dann nicht verringert, wenn das Flüssigkeitsniveau im Tank 1 abgesenkt wird, und die im Tank enthaltene Luft wird durch den Saugeinlaß 82 und die Saugdüse 83 abgesaugt.
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Wenn der im Tank 1 angesammelte Schlamm durch einen Strahlverdichter zersetzt und aufgelöst wird, so wird der Tank mit einem Schutzgas erfüllt, um im Tank eine Schutzgasatmosphäre aufrechtzuerhalten und eine andernfalls mögliche Explosion im Innern des Tanks aufgrund von statischen Aufladungen auszuschließen. Wenn das Schutzgas aus dem Tank abgesaugt wird, so ergibt sich die Möglichkeit, daß Umgebungsluft in den Tank durch irgendeine Öffnung einströmt, so daß die Sauerstoffkonzentration des eingeschlossenen Gases erhöht und damit durch Änderung der Gaszusammensetzung die Schutzgasatmosphäre im Tank nicht länger aufrechterhalten wird. Da jedoch bei der vorliegenden Ausführungsform das Auslaßrohr 87 der Gassaugpumpe 85 ins Innere des Tanks 1 mündet, so ergibt sich keinerlei Änderung der Gaszusammensetzung, da das Gas beim Absaugen durch den Gaseinlaß 82 oder die Saugdüse 83 unmittelbar zum Tank 1 zurückgeführt wird. Daher steigt die Sauerstoffkonzentratin in der Schutzgasatmosphäre innerhalb des Tanks 1 nicht an. Da das gesamte Gas, das aus dem Tankinneren abgesaugt wird, vollständig in den Tank zurückgeführt wird, bleibt die Atmosphäre innerhalb des Tanks erhalten. Das die Atmosphäre bildende Schutzgas sowie das aus dem im Tank gelagerte Öl abgegebene Gas diffundieren nicht in die Umgebungsluft des Tanks. Daher wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß Geruchsstoffe in die Umgebungsluft gelangen und Explosionen außerhalb des Tanks auftreten. Wahlweise kann das Auslaßrohr 90 der Flüssigkeitssaugpumpe 88 über den Zwischentank mit der Pumpe 7 verbunden sein, um eine Flüssigkeit zur Spritzvorrichtung 5 zu leiten. Diese Verbindung kann für die zyklische Benutzung der Flüssigkeit eingesetzt werden, da die abgegebene Flüssigkeit im Tank 1 abgezogen und im Reservoir 84 gesammelt und anschließend unter Druck stehend durch die Spritzvorrichtung 5 herausgespritzt werden kann.
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Bei der dargestellten Ausführungsform werden ein Druckmeßgerät 91 und ein Flüssigkeitsniveaumeßgerät 92 gegenüber dem Reservoir 84 angeordnet, wobei das Druckmeßgerät 91 mit der Luftsaugpumpe 85 und das Flüssigkeitsniveaumeßgerät 92 mit der Flüssigkeitssaugpumpe 88 entweder elektrisch oder pneumatisch verbunden sind. Das Druckmeßgerät 91 mißt den Anstieg des Innendrucks im Reservoir 84 auf einen bestimmten Wert und schaltet die Luftsaugpumpe 85 EIN oder AUS; das Flüssigkeitsniveaumeßgerät 99 mißt den Anstieg des Flüssigkeitsniveaus im Reservoir 84 auf eine bestimmte Höhe und schaltet die Flüssigkeitssaugpumpe 88 EIN oder AUS.
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Da der Innendruck und das Flüssigkeitsvolumen des Reservoirs 84 dauernd mit Hilfe der beiden Meßgeräte 91 und 92 überwacht werden, kann die Entnahme der sich im Tank 1 ansammelnden Flüssigkeit automatisiert werden. Ferner ist das Innere des Reservoirs 84 in eine erste Kammer 94 und eine zweite Kammer 95 durch ein Netz 93 unterteilt. Die Flüssigkeit aus dem Strömungsrohr 81 gelangt in die erste Kammer 94. Wenn die Flüssigkeit in der ersten Kammer 94 über oder durch das Netz 93 strömt, so sammelt sich die Flüssigkeit in der zweiten Kammer 95 an. So in der zweiten Kammer 95 angesammelte Flüssigkeit wird durch die Flüssigkeitssaugpumpe 88 abgesaugt. Wenn bei diesem Reservoir die aus dem Strömungsrohr 81 in das Reservoir 84 strömende Flüssigkeit Feststoffteilchen, wie Metall, enthält, so können sich diese Feststoffteilchen am Boden der ersten Kammer 94 absetzen und gelangen nicht in die Flüssigkeitssaugpumpe 88. Da lediglich die Flüssigkeit durch die Pumpe 88 gelangt, wird diese weder verstopft noch beschädigt, und die in den Tank geförderte Flüssigkeit enthält keine Feststoffteilchen. Die am Boden der ersten Kammer 94 abgesetzten Feststoffteilchen können durch einen Auslaß 96 oder ein Mannloch 97 bei unterbrochenem Betrieb entfernt werden.
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Der sich in einem Schwimmdachöltank angesammelte Schlamm wird dadurch entfernt, daß man die erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspritzvorrichtungen, die zunächst in Form eines geraden Rohres angeordnet sind, in das Tankinnere durch die Öffnungen der Stützsäulen im Schwimmdach einführt; danach werden die Flüssigkeitsspritzdüsen der Spritzvorrichtungen in geeigneten Richtungen fixiert und um die entsprechenden Vorrichtungen gedreht, und gleichzeitig wird unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Düsen herausgespritzt, so daß der im Tank befindliche Schlamm aufgebrochen, zersetzt, aufgelöst oder dispergiert wird aufgrund der Kraft der herausgespritzten, unter Druck stehenden Flüssigkeit. Der Schlamm wird daher sehr effizient verflüssigt. Der Schlamm kann sehr rasch selbst bei großen Öltanks mit sehr großem Innenvolumen entfernt werden. Dabei ist keine Wärmequelle erforderlich, und wirtschaftliche Verluste werden minimalisiert. Die Flüssigkeitsspritzvorrichtung kann automatisch mit Hilfe eines hydraulischen Motors gedreht werden, der durch eine hydraulische Pumpe angetrieben wird. Diese Pumpe kann durch eine Turbine in Drehbewegung versetzt werden, die als Antriebsquelle die Kraft ausnutzt, die durch die unter Druck stehende Flüssigkeit, die durch das Innere der Vorrichtung strömt, ausgeübt werden.
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Da die Sprühdüsen getrennt von den Öffnungen der Stützsäulen positioniert sind, sind die Arbeitsbereiche der Düsen ausreichend groß, und zwar selbst für solche Teile des Schlamms, die weit entfernt von den Öffnungen der Stützsäulen liegen, so daß der Schlamm durch die unter Druck stehende, verspritzte Flüssigkeit vollständig zersetzt werden kann. Daher können die Abstände, die die Flüssigkeitsspritzvorrichtungen voneinander trennen, erhöht und die Anzahl der Flüssigkeitsspritzvorrichtungen entsprechend proportional vermindert werden. Dadurch wird das Aufsammeln von Schlamm in jeglicher Form und selbst bei großer Höhe, die an die innere Oberfläche des Schwimmdachs heranreicht, ermöglicht, wobei der Schlamm rasch und vollständig zersetzt, verflüssigt und aus dem Tank entfernt werden kann. Da die Flüssigkeitsspritzvorrichtungen von oberhalb des Schwimmdachs eingesetzt oder abgenommen werden können, ergibt sich eine bequeme Handhabung.