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Die Erfindung betrifft im allgemeinen Spritzdüsen und insbesondere eine Spritzdüse, die ein verbessertes, flaches, fächerförmiges Muster aufweist, und sich durch im allgemeinen gleichmässige Fliessgeschwindigkeit und überdeckung über ihren gesamten Querschnitt, sowie Unempfindlichkeit gegen Veränderung des Spritzmusters bei Düsenabnutzung auszeichnet.
Die Spritzdüse der Erfindung wird mit Vorteil in verschiedenen Anwendungen, insbesondere industriellen
Anwendungen benutzt. Die Düse ist jedoch hauptsächlich dazu bestimmt, Oberflächenmaterial von einem
Werkstück zu entfernen, wie beispielsweise Rinde von Bäumen und Zunder oder Hammerschlag von
Metallplatten. Die Erfindung wird in Verbindung mit dieser letzteren Anwendung beschrieben.
Es ist in Stahlwalzwerken üblich, Zunder von Stahlplatten zu entfernen, indem Wasserstrahlen hoher
Geschwindigkeit gegen die Oberfläche der Platte gerichtet werden. Eine typische Zunderentfernungsanlage dieser
Art enthält z. B. eine Vorrichtung zum Transportieren der Platte hochkant zwischen Sätzen von entzundernden
Düsen, welche Spritzwasser mit hoher Geschwindigkeit auf gegenüberliegende Seiten der Platte richten. Die günstigste Düse für diesen Zweck besitzt ein im allgemeinen flaches, fächerförmiges Spritzmuster. Eine Vielzahl solcher entzundernden Spritzdüsen sind entwickelt worden. Die zur Zeit verfügbaren Düsen sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend.
Die bestehenden Düsen sind dahingehend unzulänglich, dass die effektive Auftreffkraft des Wassers an der
Werkstückplatte über den Querschnitt des Spritzmusters beträchtlich variiert. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Geschwindigkeit und/oder effektive überdeckung des Wassers in dem Strahl über den Querschnitt des
Spritzwassers von einem Punkt zum andern variiert. Daher erzeugen die zur Zeit verfügbaren entzundernden
Düsen keine gleichmässige entzundernde Wirkung. Infolge des Wasserflusses von hoher Geschwindigkeit durch entzundernde Düsen neigen die letzteren dazu, sich im Betrieb abzunutzen. Ein weiterer Mangel der bestehenden
Zunderdüsen liegt in der Tatsache, dass sich ihr Spritzmuster mit einer solchen Abnutzung beträchtlich verändert.
Die Düsen müssen deshalb regelmässig eingestellt oder erneuert werden. Dies macht ein Stillsetzen des Walzwerkes nötig und führt somit beträchtliche Kosten, Produktionsverzögerungen und Unannehmlichkeiten mit sich.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1042351 ist ein Schälkopf mit Sauerstoff-und Pulverdüsen bekanntgeworden, bei welchem die in einer Reihe angeordneten Pulverdüsen eine flache rechteckige
Austrittsöffnung, einen sich von dieser Öffnung nach hinten erstreckenden, von einerseits sich einander nähernden, anderseits auseinanderstrebenden Seitenwandpaaren begrenzten, rückseitig abgeschlossenen Düsendurchgang und eine in letzteren von der Seite her schräg einmündende Zufuhrleitung für das
Gaspulvergemisch aufweisen. Diese Düsen dienen ebenfalls zur Erzeugung eines flachen Spritzmusters, jedoch hängt die Gleichmässigkeit des Spritzmusters von einem kritisch einzuhaltenden Anstellwinkel der Zufuhrleitung zum Düsendurchlass ab, so dass ihre Herstellung sehr viel Aufwand erfordert.
Zum andern ist diese Düse einer extrem hohen Abnutzung unterworfen, so dass, um diese in erträglichen Grenzen zu halten, besondere und kostspielige Einsätze im Düsendurchlass vorgesehen werden müssen.
Es ist offensichtlich, dass eine eindeutige Notwendigkeit für eine verbesserte entzundernde Düse besteht, welche nicht den erwähnten Nachteilen der zur Zeit verfügbaren Düsen unterworfen ist. Die Erfindung sieht eine solche verbesserte entzundernde Düse vor. Die verbesserte Düse nach der Erfindung ist jedoch in ihrer Verwendbarkeit nicht auf die Entzunderung von Metallplatten begrenzt, obwohl die Erfindung, wie bereits erwähnt, in diesem Zusammenhang beschrieben wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Spritzdüse zu schaffen, die ein verbessertes Spritzmuster mit gleichmässiger Auftreffkraft über im wesentlichen ihrem gesamten im allgemeinen flachen, fächerförmigen Querschnitt, und eine relativ gleichmässige Entzunderungswirkung aufweist, wobei sich ihr Spritzmuster bei Düsenabnutzung infolge der Flüssigkeitsströmung hoher Geschwindigkeit durch die Düse nicht verändert, und die Düse, wenn nötig, leicht erneuert werden kann. Ferner soll die Düse verhältnismässig einfach in der Konstruktion, wirtschaftlich in der Herstellung und gut für ihre beabsichtigten Zwecke geeignet sein.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Spritzdüse gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen im wesentlichen rohrförmigen Körper, der mit Aussengewinde versehene vordere und hintere Enden aufweist, eine Bohrung, die sich axial durch den Körper erstreckt und an ihrer Vorderseite in einer Senkung endet, eine Spannbuchse, deren hinteres Ende gleitbar in der Senkung angeordnet ist, und deren vorderes Ende einen am äusseren Umfang verlaufenden Ansatz aufweist, eine Mutter, die auf das vordere Ende des im wesentlichen rohrförmigen Körpers geschraubt ist und einen vorderen nach innen gerichteten Flansch aufweist, der an dem Ansatz der Spannbuchse anliegt, wobei die Spannbuchse eine sich durch sie hindurch erstreckende konische Spannbohrung aufweist, ein aussen konisches Düsenmundstück, das in die Spannbohrung eingesetzt ist,
und einen sich axial dahindurcherstreckenden Durchlass aufweist, der einen rechteckigen Querschnitt besitzt und hinten in einer rechteckigen Einlassöffnung und vorn in einer rechteckigen Auslassöffnung endet und einander zwei gegenüberliegende Seitenwände desselben grössere ebene Teile aufweisen, welche in Richtung zur Auslassöffnung konvergieren, während seine andern zwei einander gegenüberliegenden Seitenwände in Richtung zur Auslassöffnung divergieren.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen hervor.
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Es zeigen : Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Blechwalzmaschine mit einer Entzunderungsvorrichtung, die Entzunderungsdüsen gemäss der Erfindung enthält, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer der in Fig. 1 dargestellten Entzunderungsdüsen, Fig. 3 eine Vorderansicht der Düsen längs der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4, in Fig. 3, Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 eine Perspektivansicht eines vorderen Endes der Düse und veranschaulicht das verbesserte fächerförmige Spritzmuster der Düse, Fig. 7 eine Schnittansicht nach der Linie 7-7, in Fig. 5 und Fig. 8 eine Perspektivansicht einer Hälfte einer geteilten Düsenspitze der Spritzdüse gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Blechwalzmaschine--10--veranschaulicht, wie sie in Stahlwalzwerken zum Walzen von Stahlblöcken zu Blech verwendet werden. Die Blechwalzmaschine --10-- umfasst Walzen - -12--, welche dazu dienen, ein Metallblech --14-- zu formen und vorzuschieben. An der Auslassseite der Walzmaschine ist eine Entzunderungsanordnung--16--angebracht, die eine Entzunderungsvorrichtung --17-- zum Entfernen des Oberflächenzunders von dem Metallblech--14--aufweist.
Die Entzunderungsvorrichtung --17-- enthält obere und untere Rohrverzweigungen--18--, welche auf einem Maschinenrahmen --20-- oberhalb und unterhalb der Bewegungsbahn des Metallbleches-14-
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des Bleches --14-- zu richten. Die Düsen weisen, wie dargestellt, überlappende Spritzmuster auf, wodurch auf vorteilhafte Weise die gesamte Oberfläche jeder Seite des Metallbleches --14-- während seines Weges durch die Entzunderungsanordnung --16-- gereinigt oder entzundert wird. Wie eingangs erwähnt, sind die zur Zeit bekannten entzundernden Spritzdüsen für diesen Zweck mit Mängeln behaftet.
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dazwischen liegenden, für den Angriff eines Gabelschlüssels bestimmten Sechskant--30--. Axial durch diesen Körper --24-- erstreckt sich eine Bohrung--32--, deren vorderes Ende mit einer Senkung-34-versehen ist.
In dem Körper --24-- befindet sich ein rohrförmiger Filter --36--. Dieser Filter --36-enthält eine Buchse--38--, welche gleitend in der Bohrung--32--eingepasst ist, und sich noch zum
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welcher auf dem Körper --24-- am hinteren oder inneren Ende der Senkung --34-- ausgebildet ist.
Axial durch die Buchse --38-- erstreckt sich ein Wasserdurchgang --44--. Das hintere Ende dieses Durchganges --44-- öffnet durch eine Anzahl von Schlitzen --46-- in dem hinteren vorstehenden Ende der Buchse --38-- radial nach aussen. In Betrieb der Düse-22-tritt Wasser durch die Schlitze --46-- in die Düse ein, und fliesst durch den Wasserdurchgang--44--nach vorn. Die Schlitze --46-- dienen dazu, feinkörnige Materie in dem Wasserstrom auszufiltern, um somit ein Verstopfen der Düse durch solche Materie zu verhindern. Das vordere Ende des Wasserdurchganges --44-- öffnet durch das vordere Ende der Buchse - -33--.
Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen, weist die Wandung der Senkung --34-- einen radialen Abstand zum vorderen Ende der Buchse--38--auf, um somit einen ringförmigen Raum dazwischen zu definieren. Um das
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Auf das vordere Ende des Düsenkörpers--24--ist eine Mutter--58--geschraubt, die einen für den Angriff eines Gabelschlüssels bestimmten Sechskant--60--aufweist. Am vorderen Ende der Mutter--58ist ein nach innen gerichteter Flansch --62-- angeordnet, welcher hinten gegen den Ansatz--56--der Spannbuchse --48-- anliegt. Demgemäss wird die Mutter --58-- angezogen, um die Spannbuchse-48-- nach hinten gegen den Bund --40-- zu drücken und dadurch den Düsenkörper --24--, den Filter-36und die Spannbuchse--48--zusammenzuhalten.
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--52-- angebracht--52-- nach vorn gedrückt, und dadurch gutschliessend in dieser Bohrung festgeklemmt, um das Auslaufen von Wasser zwischen der Wand der Bohrung und der Aussenfläche des Mundstückes zu verhindern. Aus Gründen, welche im folgenden erklärt werden, ist das Mundstück --64-- längs einer auf der Mittelachse des Mündstückes liegenden Ebene vorzugsweise in zwei zusammenpassende Hälften--64a und 64b-- geteilt.
Ein Durchlass --66dadruch gekennzeichnet, erstreckt sich axial durch das Düsenmundstück--64--und weist eine hintere
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- 66-- ist im Querschnitt von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und durch zwei Paare einander gegenüberliegenden Seiten durch Seitenwände --72-- und auf den verbleibenden Schmalseiten durch Wände --74-- begrenzt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, divergieren die Stirnwände --74-- in Richtung der vorderen
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Ebene parallel zu seiner Achse und normal zur Teilungsebene mit einem verhältnismässig engen nach vorn konvergierenden verjüngten Querschnitt versehen ist.
Es ist an dieser Stelle wichtig zu erwähnen, dass sowohl die Einlassöffnung--68--als auch die Auslassöffnung--70--des Durchlasses--66--von rechteckiger Form und parallel zueinander angeordnet sind.
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desselben zu erleichtern. Somit kann der Durchlass --66- bequem und wirtschaftlich durch einfaches Fräsen geeignet geformter Nuten in die gegenüberstehenden Flächen der Hälften--64a und 64b-- des Düsenmundstückes--64--hergestellt werden, so dass, wenn die Hälften zum Düsenmundstück zusammengesetzt werden, die gefrästen Nuten den Durchlass--66--definieren. Fig. 8 veranschaulicht am besten die gefräste Nut in einer Hälfte des Düsenmundstückes --64--.
Im Betrieb ist eine Anzahl der Spritzdüsen --22-- derart in die Rohrverzweigung--18-eingeschraubt, dass die Durchlässe--66--zur Bewegungsbahn des Metallbleches --14-- zwischen den Rohrverzweigungen--18--hin öffnen. Die Rohrverzweigungen--18--werden über eine Einlassleitung --76-- mit Wasser von hohem Druck versorgt. Das Wasser tritt aus jeder Düse--22--in der Form eines in Fig. 6 dargestellten fächerförmigen Wasserstrahles --78-- aus.
Die verschiedenen Düsen--22--in der Entzunderungsvorrichtung--17--sind derart ausgerichtet und längs der Rohrverzweigungen --18-angeordnet, dass sich die Wasserstrahlen --78-- von den Düsen--22--in einer die Rohrverzweigungen --18-- enthaltenden gemeinsamen Ebene befinden, und die Strahlen--78--benachbarter Düsen--22-- derart einander überlappen, wie Fig. 1 veranschaulicht.
Es ist festgestellt worden, dass das Spritzmuster der Düse --22-- der Erfindung eine vorzügliche Entzunderungswirkung erzeugt, weil die Wassergeschwindigkeit und überdeckung im wesentlichen über den
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--22--. Diese ausgezeichneten Eigenschaften des Wasserstrahles--78--der Düse--22--der Erfindung beruhen teilweise auf der verjüngten Formgebung der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Düsenöffnung --66--,
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dieses ausgezeichnete Spritzmuster erzielt, sind nicht bekannt. Dass jedoch die veranschaulichte Form des Durchlasses --66-- tatsächlich ein solches vorzügliches Spritzmuster erzielt, ist durch ausgedehnte experimentelle Verwendung einer Anzahl von Düsen --22-- der Erfindung zum Entzundern von Stahlblech in einem Walzwerk deutlich nachgewiesen worden.
Demgemäss ist es offenbar, dass die erfindungsgemässe Düse in der Lage ist, den anfänglich dargelegten verschiedenen Aufgaben in vorteilhafter Weise gerecht zu werden. Es liegt natürlich auf der Hand, dass die Spritzdüse nach der Erfindung in ihrer Anwendbarkeit nicht auf eine solche Entzunderungsanwendung begrenzt ist.
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