Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung beschreibt eine mit unter Druck zugeführter Flüssigkeit betreibbare, rotierende Reinigungsdüse für die Reinigung von Rohren von Industrieanlagen, umfassend einen Statorteil, welcher mittels einer Schraubkupplung über einen Druckschlauch mit einer Flüssigkeitspumpe verbindbar ist, wobei der Statorteil einen zylindrischen Schaft aufweist, durch den eine Zuleitung in Längsrichtung verläuft, die in eine querende Austrittbohrung mündet, welche mit einer Ringnut kommuniziert, und einen Rotorteil, welcher mindestens eine zur Längsachse geneigte, eine Rotation bewirkende, radial wirkende Düse umfasst, wobei der Rotorteil auf den Schaft aufsteckbar ist und um die Längsachse rotierbar gelagert ist, und dass der Rotorteil mit einem Kopf, der gegen eine axiale Verschiebung des Rotorteils wirkt,
in Längsrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit dem Statorteil verbunden ist.
Stand der Technik
[0002] Zur Reinigung von Rohren in Raffinerien, Atomkraftwerken oder beispielsweise Wärmetauschern werden schon seit geraumer Zeit Reinigungsdüsen eingesetzt, welche mit einer Flüssigkeit unter Hochdruckzuführung betrieben werden. Dabei sind die Reinigungsdüsen meist zweigeteilt und bestehen aus einem Statorteil und einem auf dem Statorteil gelagerten, rotationsbeweglichen Rotorteil.
[0003] Der Rotorteil weist mindestens eine Düse auf, welche radial von der Längsachse der Reinigungsdüse weggerichtet ist und durch welche die Flüssigkeit mit hohem Druck und damit mit hohen Geschwindigkeiten aus dem Rotorteil entweicht, was zu einer Rotation des Rotorteils um die Längsachse der Reiningungsdüse mit hoher Drehzahl pro Minute führt.
[0004] Die verwendeten Flüssigkeitspumpen arbeiten mit 30 Litern bis 50 Litern Wassermenge pro Minute, bei Drücken bis 2,5 kbar (250 Mpa). In den letzten Jahren geht der Trend zu immer leistungsfähigeren Flüssigkeitspumpen, um die Effektivität der Reinigung zu steigern und in kürzerer Zeit mehr Rohrlänge zu reinigen. Auf Grund des hohen Druckes rotieren ungebremste Reinigungsdüsen mit bis zu 80 000 Umdrehungen pro Minute. Der bei diesen Geschwindigkeiten austretende Strahl zerstäubt je nach der Umlaufgeschwindigkeit etwa 1 mm bis 2 mm von der Austrittsöffnung der Reinigungsdüse entfernt. Auf Grund der hohen Rotationsgeschwindigkeiten hat der Strahl darum schon in geringem Abstand von der Reinigungsdüse keine reinigende Wirkung mehr.
Auch der Verschleiss des verwendeten Materials der Reinigungsdüsen wird bei höheren Umdrehungsfrequenzen immer höher, wodurch die Standzeiten immer kürzer werden.
[0005] Mit den Reinigungsdüsen des Stands der Technik und den immer leistungsfähigeren Flüssigkeitspumpen ist keine Steigerung der Effektivität der Rohrreinigung möglich, da die reinigende Austrittsstrahllänge kürzer wird und der Verschleiss der Reinigungsdüsen vergrössert wird. Damit verringert sich die Standzeit, und der Reinigungsprozess muss in immer kürzeren Intervallen unterbrochen werden. Den Reinigungsunternehmen wird die maximale Stillstandszeit der Anlagen vorgegeben und eine Überschreitung dieser Zeit führt zu Konventionalstrafen. Unter diesem Zeitdruck neigt die Reinigungsequipe mit immer höherem Wasserdruck zu arbeiten mit den erwähnten negativen Folgen.
Darstellung der Erfindung
[0006] Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Reinigungsdüse zu schaffen, welche eine deutlich grössere Austrittsstrahllänge im Vergleich zum Stand der Technik aufweist, wodurch Rohre in einem weiteren Rohrduchmesserbereich mit einer Reinigungsdüse reinigbar sind und die Auftreffkraft des Reinigungsstrahls auf die Rohrwand bei vergleichbarem Abstand der Reinigungsdüse von der zu reinigenden Rohrwand höher ist.
[0007] Diese Aufgaben und zusätzlich die Erhöhung der Standzeit einer Reinigungsdüse durch Reduzierung des Verschleisses der Bauteile, woraus ein effektiveres Arbeiten und weniger Stillstand der Reinigungsdüse resultiert, erfüllt eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
[0008] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben und werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0009] Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
<tb>Fig. 1<sep>zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der vorgestellten Reinigungsdüse.
<tb>Fig. 2<sep>zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemässen Reinigungsdüse.
<tb>Fig. 3<sep>zeigt einen Querschnitt entlang der Strecke A-A aus Fig. 2.
<tb>Fig. 4<sep>zeigt nur den Statorteil in einer Schnittdarstellung.
Beschreibung
[0010] Offenbart wird eine Reinigungsdüse 1, welche mit einer Flüssigkeit betrieben wird, welche für die Reinigung von Rohren in Industrieanlagen eingesetzt wird. Die Flüssigkeit wird von einer Flüssigkeitspumpe mit hohem Druck und mit einer Wassermenge von bis zu 50 Litern/min geliefert. Die Reinigungsdüse 1 hat eine zylindrische Form und umfasst einen Statorteil 2 und einen Rotorteil 3. Der Rotorteil 3 ist um die Längsachse der Reinigungsdüse 1 rotierbar auf dem Statorteil 2 gelagert. Während des Betriebs rotiert der Rotorteil 3 mit einigen tausend Umdrehungen pro Minute um die Längsachse der Reinigungsdüse 1, wobei die Rotation durch den Austritt einer bestimmbaren Flüssigkeitsmenge aus einer Düse 32 resultiert.
[0011] Der Statorteil 2 umfasst eine Schraubkupplung 20, auf welcher ein Schlauch zur Zuführung der Flüssigkeit flüssigkeitsdicht befestigt werden kann. Durch die Schraubkupplung 20 wird die Flüssigkeit unter hohem Druck, üblicherweise mit 2,5 kbar in eine, den Statorteil 2 in Längsrichtung durchlaufende Zuleitung 21 geleitet, welche sich von der Schraubkupplung 20 ausgehend bis in einen zylindrischen Schaft 22 des Statorteils 2 erstreckt.
[0012] An dem, der Schraubkupplung 20 abgewandten Ende der Zuleitung 21, mündet diese in eine, die Zuleitung 21 querende, Austrittsbohrung 28, durch welche die Flüssigkeit aus dem Statorteil 2 austritt. Die Austrittsbohrung 28 kommuniziert mit einer Ringnut 29, welche in die Oberfläche des Statorteils 2 eingefräst ist und den zylindrischen Schaft 22 umläuft.
[0013] Der Schraubkupplung 20 gegenüberliegend am Ende des zylindrischen Schafts 22 ist ein Aussengewinde 27 angeformt, auf welches ein Kopf 4, mit einem entsprechenden Innengewinde 40 aufschraubbar und damit lösbar befestigbar ist, sodass der Rotorteil 3 rotierbar auf dem zylindrischen Schaft 22, um die Längsachse der Reinigungsdüse 1 rotierend umlaufend und von dem drehfesten Kopf 4 in axialer Richtung gesichert, lagerbar ist.
[0014] Aus Sicherheitsgründen ist es zum Teil vorgeschrieben, eine Sicherheitsbohrung 23 im Bereich der Schraubkupplung 20 anzuordnen, durch welche im Falle einer Verstopfung der Zuleitung 21 die Flüssigkeit austreten kann, ohne dass die Zuleitung 21 und der gesamte Statorteil 2 Schaden nehmen. Bei den verwendeten hohen Flüssigkeitsdrücken ist eine solche Sicherheitsbohrung 23 erforderlich, welche die Arbeitssicherheit enorm steigert.
[0015] Da man in der vorliegenden Reinigungsdüse 1 einen Teil der Flüssigkeit, welche in der Ringnut 29 umläuft, durch eine Strömung entlang der Oberfläche des Schafts 22 in Richtung der Schraubkupplung 20 und in Richtung des Kopfes 4 verliert, wird üblicherweise eine Labyrinthdichtung 26 eingesetzt. Diese Labyrinthdichtung 26, welche entlang der Oberfläche des Schafts 22 angeordnet ist, vermindert die Leckrate der zugeführten Flüssigkeit, da der Druck, mit dem die Flüssigkeit durch die Labyrinthdichtung 26 fliesst, reduziert wird.
[0016] Der Rotorteil 3 besteht aus einem Hohlzylinder mit zwei Abschnitten. In einem ersten Abschnitt mit voller Mantelwandstärke wird eine oder mehrere Düsen 32 in entsprechenden Bohrungen gelagert. Ein verjüngter Teil 35 mit geringerem Durchmesser dient zur Lagerung von Bremsbacken 30 und weist zwei diametral einander gegenüberliegende Mitnehmerrippen 310 als eine mögliche Form eines Mitnehmers 31 auf.
[0017] Der hohlzylindrische Rotorteil 3 ist auf den Schaft 22 rotierbar aufgesteckt und ist mit dem Kopf 4 in Längsrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit dem Statorteil 2 verbunden, sodass keine axiale Verschiebung des Rotorteils 3 auf dem Schaft 22 möglich ist. Eine Düsenöffnung 34 ist in der Art senkrecht zur Längsachse des Rotorteils 3 eingebracht, dass der Austritt der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 34 ein Drehmoment des Rotorteils 3 bewirkt. In der Düsenöffnung 34 wird die Düse 32 unlösbar befestigt, was beispielsweise durch eine Pressung und/oder Klebung realisiert wird. Auch die Ausrichtung der Düse 32 kann die Richtung des austretenden Flüssigkeitsstrahls beeinflussen. Der verwendete Düsendurchmesser ist variierbar und kann durch Versuche auf die gewünschte Reinigungswirkung angepasst werden.
[0018] Der verjüngte Teil 35 des Rotorteils 3 weist neben mindestens einem Mitnehmer 31 zwei Bremsöffnungen 33 auf, durch welche Flüssigkeit von der Seite des Schafts 22 hinter den Bremsbacken 30 von der Längsachse weggerichtet strömen kann. Die in den Zeichnungen Figur 1und Figur 2 detailliert dargestellte Ausführungsform zeigt zwei Mitnehmerrippen 310, welche an den verjüngten Teil 35 angeformt sind. Es sind ausserdem auch Stifte verwendbar, welche auf der zylindrischen Aussenfläche des verjüngten Teils 35 des Rotorteils 3 parallel zur Längsachse form- und/oder kraftschlüssig verbunden befestigt oder angeformt sein können. Ebenso besteht die Möglichkeit, Nocken auf der zylindrischen Aussenfläche des verjüngten Teils 35 anzuformen, welche als Mitnehmer 31 wirken.
[0019] Die Mitnehmerrippen 310 führen bei Rotation des Rotorteils 3 zwei Bremsbacken 30, welche konzentrisch auf dem verjüngten Teil 35 des Rotorteils 3 formschlüssig gelagert sind, gleichförmig in Rotationsrichtung mit. Als vorteilhaft erweist sich die Verwendung von zwei halbzylindrischen Bremsbacken 30, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei auch mehr als zwei Bremsbacken 30 eingesetzt werden können.
[0020] Die Länge des Rotorteils 3 ist so bemessen, dass der verjüngte Teil 35 und die Bremsbacken 30, bei auf den Statorteil 2 aufgestecktem Rotorteil 3 innerhalb einer Bremstrommel 24 liegen und, dass die Düsenöffnung 34 im Rotorteil 3 auf Höhe der Ringnut 29 im Statorteil 2 liegt. In einer alternativen Ausführungsform kann in den Rotorteil 3 eine umlaufende Gegenringnut auf Höher der Ringnut 29 ausgebildet sein.
[0021] Wenn Flüssigkeit mit hohem Druck durch die Zuleitung 21 bis zur Austrittbohrung 28 geführt wird, tritt die Flüssigkeit aus dem Statorteil 2 aus und bildet eine Strömung in der Ringnut 29, und ein Teil der Flüssigkeit tritt, sobald die Strömung die Düsenöffnung im Rotorteil 3 erreicht, durch die Düsenöffnung 34 aus der Düse 32 aus, wobei der Rotorteil 3 durch den resultierenden Rückstoss zur Rotation um die Längsachse auf dem Schaft 22 gleitend, angeregt wird. Der aus der Düse 32 austretende Strahl weist eine, von der Umlaufgeschwindigkeit abhängige Austrittsstrahllänge auf, wobei die Austrittsstrahllänge die Distanz von der Düse 32 definiert, bis der Strahl so zerstäubt ist, dass kein Strahl mehr erkennbar ist und keine Reinigungswirkung mehr erzielt wird.
[0022] Die hier vorgestellte Reinigungsdüse 1 weist eine Bremstrommel 24 auf, deren Innenfläche mit mindestens einer, auf dem verjüngten Teil 35 des Rotorteils 3 formschlüssig gelagerten Bremsbacke 30 zusammenwirkt. Mit dem Statorteil 2, den zylindrischen Schaft 22 teilweise überragend, ist die hohlzylindrische Bremstrommel 24 unlösbar verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Schweissen oder Kleben durchgeführt sein.
[0023] In der hier näher erläuterten vorteilhaften Ausführungsform werden zwei Bremsbacken 30 verwendet. Unter dem Einfluss der während des Betriebes wirkenden Zentrifugalkraft auf die Bremsbacken 30, werden die Bremsbacken 30 radial nach aussen, von der zylindrischen Aussenfläche 35 des Rotorteils 3 in Richtung der Innenfläche der Bremstrommel 24 gepresst, wodurch eine Verminderung der Umdrehungszahl erreichbar ist.
[0024] Ein weiterer Bremseffekt tritt durch die Strömung von Flüssigkeit durch mindestens eine Bremsöffnung 33 in dem zylindrischen verjüngten Teil 35 des Rotorteils 3 durch mindestens eine Lecköffnung 25, die Bremstrommel 24 querend, auf. In einer vorteilhaften Gestaltungsform sind in die Bremstrommel 24 auf Höhe des zylindrischen Schafts 22, zwei Lecköffnungen 25 angeordnet, durch welche Flüssigkeit während des Betriebes austreten kann. Die Möglichkeit der Flüssigkeit durch die Lecköffnungen 25 auszutreten ist für den zusätzlichen Bremseffekt erforderlich. Die Anzahl der verwendeten Lecköffnungen 25 ist auf die Anzahl der verwendeten Bremsbacken 30 abgestimmt.
[0025] In der hier vorgestellten bevorzugten Ausführungsform sind jeweils zwei Bremsöffnungen 33 und zwei Lecköffnungen 25 vorhanden. Die durch die Bremsöffnung 33 hinter den Innenflächen der Bremsbacken 30 austretende Flüssigkeit, presst die Bremsbacken 30 zusätzlich zur Zentrifugalkraft der Rotation radial nach aussen gegen die Innenfläche der Bremstrommel 24, wobei die Flüssigkeit anschliessend durch die Lecköffnungen 25 aus der Reinigungsdüse 1 austritt.
[0026] Bei Verwendung von mindestens einer Bremsöffnung 33 in der Aussenfläche des verjüngten Teils 35 des Rotorteils 3 und mindestens einer Lecköffnung 25 in der Bremstrommel 24 tritt ein zweiter Bremseffekt auf. Nach dem Austritt von Flüssigkeit aus der Austrittbohrung 28 in die Ringnut 29, wandert ein Teil der Flüssigkeit an der Oberfläche des Schafts 22 entlang in Richtung Kopf 4 und in Richtung Schraubkupplung 20. Die Flüssigkeit, welche die mindestens eine Bremsöffnung 33 erreicht, strömt durch die Bremsöffnung 33 unter die Bremsbacken 30, welche auf dem verjüngten Teil 35 formschlüssig gelagert sind und presst dabei die Bremsbacken 30 zusätzlich zur Zentrifugalkraft gegen die Innenfläche der Bremstrommel 24. Die Flüssigkeit strömt weiter und findet dabei den Weg durch die Lecköffnungen 25 und entweicht aus dem Statorteil 2 der Reiningungsdüse 1.
Dieser Vorgang führt zwar zu einem zusätzlichen Verlust an Flüssigkeit, sorgt aber für einen weiteren gewünschten Bremseffekt.
[0027] Durch die Verminderung der Umlauffrequenz des Rotorteils 3 ist eine enorme Steigerung der Austrittsstrahllänge auf 5 bis 10 mm erreichbar. Es sind damit Austrittsstrahlen möglich, welche noch in einem Abstand von 5 bis 10 mm von der Reinigungsdüse 1 entfernt eine Reinigungswirkung erzielen, wodurch die vorgestellte Reinigungsdüse 1 eine Mehrzahl von Rohren unterschiedlich grosser Rohrdurchmesser reinigen kann. Bei bisherigen Reinigungsdüsen war nur die Reinigung von Rohren mit solchen Rohrdurchmessern möglich, die nur wenig grösser als der Durchmesser der Reinigungsdüse waren.
[0028] Auch der Verschleiss der bisher verwendeten Reinigungsdüsen auf Grund der hohen Umdrehungszahl war deutlich höher. Durch die Verminderung der Umdrehungszahl wird die Standzeit der Reinigungsdüse 1 deutlich erhöht. Versuche haben gezeigt, dass eine erfindungsgemässe Reinigungsdüse 1 etwa 40 h bei 2,5 kbar und 50 Litern Wasser pro Minute arbeitet. Danach ist eine Auswechslung der Bremsbacken 30 erforderlich, was konstruktionsbedingt sehr einfach und schnell durchführbar ist, wodurch sich die Umrüstzeiten und der Stillstand minimieren lassen. Als mögliche Materialien für die Bremsbacken 30 haben sich Edelstahl, Metalllegierungen, Blei, Saphir, oder beschichtete Materialien als geeignet erwiesen.
Für den dauerhaften Einsatz der hier vorgestellten erfindungsgemässen Reinigungsdüse 1 müssen ausreichend viele Bremsbacken 30 zum Austausch nach einer gewissen Reinigungszeit vorhanden sein. Insgesamt muss damit deutlich weniger Material bereitgestellt werden, als es für Reinigungsdüsen gemäss dem Stand der Technik üblich ist.
[0029] Zur weiteren Steigerung der Reinigungswirkung der Reinigungsdüse 1 sind eine oder mehrere Frontaldüsen, welche axial wirkend aus dem Kopf 4 austretend angeordnet und mit der Zuleitung 21 kommunizierend ausgebildet sind, vorteilhaft. Die Zuleitung 21 muss dazu geeignet verlängert werden und bis in den Kopf 4 reichen, damit die Flüssigkeit entsprechend in den Kopf 4 eingeleitet werden kann und aus diesem austreten kann.
Bezugszeichenliste
[0030]
<tb>1<sep>Reinigungsdüse
<tb>2<sep>Statorteil
<tb><sep>20 Schraubkupplung
<tb><sep>21 Zuleitung
<tb><sep>22 Schaft
<tb><sep>23 Sicherheitsbohrung
<tb><sep>24 Bremstrommel
<tb><sep>25 Lecköffnung
<tb><sep>26 Labyrinthdichtung
<tb><sep>27 Aussengewinde (für Kappe)
<tb><sep>28 Austrittbohrung
<tb><sep>29 Ringnut
<tb>3<sep>Rotorteil
<tb><sep>30 Bremsbacke
<tb><sep>31 Mitnehmer
<tb><sep>310 Mitnehmerrippe
<tb><sep>32 Düse
<tb><sep>33 Bremsöffnung
<tb><sep>34 Düsenöffnung
<tb><sep>35 Verjüngter Teil des Rotorteils (zylindrisch)
<tb>4<sep>Kopf
<tb><sep>40 Innengewinde
Technical area
The present invention describes a rotatable cleaning nozzle operable with pressurized fluid for cleaning pipes of industrial plants, comprising a stator part, which is connectable by means of a screw coupling via a pressure hose with a liquid pump, wherein the stator part has a cylindrical shaft, through which a supply line extends in the longitudinal direction, which opens into a transverse outlet bore, which communicates with an annular groove, and a rotor part, which comprises at least one inclined to the longitudinal axis, causing a rotation, radially acting nozzle, wherein the rotor part is attachable to the shaft and is mounted rotatably about the longitudinal axis, and that the rotor part with a head which acts against axial displacement of the rotor part,
in the longitudinal direction positively and / or non-positively connected to the stator.
State of the art
For cleaning pipes in refineries, nuclear power plants or heat exchangers for example cleaning nozzles are used for some time, which are operated with a liquid under high pressure supply. The cleaning nozzles are usually divided into two and consist of a stator and a mounted on the stator rotatable rotor part.
The rotor part has at least one nozzle, which is directed away radially from the longitudinal axis of the cleaning nozzle and through which the liquid escapes at high pressure and thus at high speeds from the rotor part, resulting in a rotation of the rotor part about the longitudinal axis of the cleaning nozzle high speed per minute leads.
The liquid pumps used work with 30 liters to 50 liters of water per minute, at pressures up to 2.5 kbar (250 Mpa). In recent years, there has been a trend towards ever more powerful fluid pumps to increase the efficiency of cleaning and clean more tube length in less time. Due to the high pressure, unrestrained cleaning nozzles rotate at up to 80,000 revolutions per minute. The jet emerging at these speeds atomises, depending on the rotational speed, approximately 1 mm to 2 mm from the discharge opening of the cleaning nozzle. Due to the high rotational speeds, the jet therefore no longer has a cleaning effect at a small distance from the cleaning nozzle.
The wear of the used material of the cleaning nozzles is always higher at higher rotational frequencies, whereby the life is shorter and shorter.
With the cleaning nozzles of the prior art and the ever more efficient liquid pumps, no increase in the effectiveness of the pipe cleaning is possible because the cleaning discharge jet length is shorter and the wear of the cleaning nozzles is increased. This reduces the service life and the cleaning process must be interrupted at ever shorter intervals. The cleaning company is given the maximum downtime of the systems and exceeding this time will result in penalties. Under this time pressure, the cleaning team tends to work with ever higher water pressure with the mentioned negative consequences.
Presentation of the invention
The present invention has for its object to provide a cleaning nozzle, which has a significantly larger outlet jet length compared to the prior art, whereby pipes in another Rohrduchmesserbereich be cleaned with a cleaning nozzle and the impact force of the cleaning jet to the pipe wall at a comparable Distance of the cleaning nozzle is higher from the pipe wall to be cleaned.
These objects and in addition the increase of the service life of a cleaning nozzle by reducing the wear of the components, resulting in a more effective work and less standstill of the cleaning nozzle, meets a device having the features of claim 1.
Further advantageous embodiments are described in the dependent claims and are disclosed below with reference to the accompanying drawings.
Brief description of the drawings
The invention will be described below in conjunction with the drawings.
<Tb> FIG. 1 <sep> shows an exploded perspective view of the presented cleaning nozzle.
<Tb> FIG. 2 <sep> shows a longitudinal section of a cleaning nozzle according to the invention.
<Tb> FIG. 3 <sep> shows a cross section along the route A-A from FIG. 2.
<Tb> FIG. 4 <sep> shows only the stator part in a sectional view.
description
Disclosed is a cleaning nozzle 1, which is operated with a liquid which is used for the cleaning of pipes in industrial plants. The liquid is supplied by a fluid pump with high pressure and with a water volume of up to 50 liters / min. The cleaning nozzle 1 has a cylindrical shape and comprises a stator part 2 and a rotor part 3. The rotor part 3 is mounted rotatably on the stator part 2 about the longitudinal axis of the cleaning nozzle 1. During operation, the rotor part 3 rotates at a few thousand revolutions per minute about the longitudinal axis of the cleaning nozzle 1, the rotation resulting from the discharge of a determinable amount of liquid from a nozzle 32.
The stator 2 comprises a threaded coupling 20, on which a hose for supplying the liquid can be attached liquid-tight. By the threaded coupling 20, the liquid is passed under high pressure, usually with 2.5 kbar in a, the stator 2 in the longitudinal direction continuous supply line 21, which extends from the threaded coupling 20, starting in a cylindrical shaft 22 of the stator 2.
At the, the threaded coupling 20 remote from the end of the supply line 21, this opens into a, the supply line 21 transverse, outlet bore 28 through which the liquid exits from the stator 2. The outlet bore 28 communicates with an annular groove 29, which is milled into the surface of the stator 2 and the cylindrical shaft 22 rotates.
The threaded coupling 20 opposite to the end of the cylindrical shaft 22, an external thread 27 is integrally formed, on which a head 4, with a corresponding internal thread 40 can be screwed and thus releasably fastened, so that the rotor part 3 rotatable on the cylindrical shaft 22 to the Longitudinal axis of the cleaning nozzle 1 rotating circumferentially and secured by the rotationally fixed head 4 in the axial direction, can be stored.
For safety reasons, it is sometimes prescribed to arrange a safety bore 23 in the region of the threaded coupling 20, through which the liquid can escape in the event of a blockage of the supply line 21, without the supply line 21 and the entire stator 2 take damage. In the case of the high liquid pressures used, such a safety bore 23 is required, which enormously increases the safety at work.
Since in the present cleaning nozzle 1 a part of the liquid which circulates in the annular groove 29, by a flow along the surface of the shaft 22 in the direction of the threaded coupling 20 and in the direction of the head 4 loses, usually a labyrinth seal 26 is used , This labyrinth seal 26, which is disposed along the surface of the stem 22, reduces the leakage rate of the liquid supplied as the pressure at which the liquid flows through the labyrinth seal 26 is reduced.
The rotor part 3 consists of a hollow cylinder with two sections. In a first section with full jacket wall thickness, one or more nozzles 32 are mounted in corresponding bores. A tapered portion 35 of smaller diameter serves to support brake shoes 30 and has two diametrically opposed driving ribs 310 as a possible form of a driver 31.
The hollow cylindrical rotor part 3 is mounted rotatably on the shaft 22 and is connected to the head 4 in the longitudinal direction positively and / or non-positively connected to the stator 2, so that no axial displacement of the rotor part 3 on the shaft 22 is possible. A nozzle opening 34 is introduced in the manner perpendicular to the longitudinal axis of the rotor part 3 such that the exit of the liquid from the nozzle opening 34 causes a torque of the rotor part 3. In the nozzle opening 34, the nozzle 32 is permanently attached, which is realized for example by a pressure and / or gluing. Also, the orientation of the nozzle 32 may affect the direction of the exiting liquid jet. The nozzle diameter used can be varied and can be adapted by experiments to the desired cleaning effect.
The tapered part 35 of the rotor part 3, in addition to at least one driver 31 has two brake openings 33 through which liquid can flow away from the longitudinal axis of the side of the shaft 22 behind the brake shoes 30. The embodiment shown in detail in the drawings Figure 1 and Figure 2 shows two driving ribs 310 which are integrally formed on the tapered portion 35. In addition, pins can also be used which can be fixed or integrally connected to the cylindrical outer surface of the tapered part 35 of the rotor part 3 in a form-fitting and / or non-positively connected manner parallel to the longitudinal axis. It is also possible to form cams on the cylindrical outer surface of the tapered part 35, which act as a driver 31.
The driving ribs 310 lead during rotation of the rotor part 3, two brake shoes 30 which are concentrically mounted on the tapered portion 35 of the rotor part 3 form-fitting, uniform in the direction of rotation with. It proves to be advantageous to use two semi-cylindrical brake shoes 30, as shown in FIG. 1, whereby more than two brake shoes 30 can also be used.
The length of the rotor part 3 is dimensioned such that the tapered part 35 and the brake shoes 30 are located in the stator 2 plugged rotor part 3 within a brake drum 24 and that the nozzle opening 34 in the rotor part 3 at the level of the annular groove 29 in Stator 2 is located. In an alternative embodiment, a circumferential mating ring groove may be formed on the higher of the annular groove 29 in the rotor part 3.
When liquid at high pressure is passed through the supply line 21 to the outlet bore 28, the liquid exits from the stator 2 and forms a flow in the annular groove 29, and a part of the liquid occurs as soon as the flow of the nozzle opening in the rotor part 3, out of the nozzle 32 through the nozzle orifice 34, the rotor member 3 being slid on the shaft 22 by the resulting recoil for rotation about the longitudinal axis. The jet emerging from the nozzle 32 has an exit jet length dependent on the orbital velocity, the exit jet length defining the distance from the nozzle 32 until the jet is atomized such that no jet is discernible and cleaning action is no longer achieved.
The cleaning nozzle 1 presented here has a brake drum 24, whose inner surface cooperates with at least one, on the tapered part 35 of the rotor part 3 positively mounted brake shoe 30. With the stator 2, the cylindrical shaft 22 partially outstanding, the hollow cylindrical brake drum 24 is permanently connected. The connection can be carried out for example by welding or gluing.
In the embodiment explained in more detail here, two brake shoes 30 are used. Under the influence of the centrifugal force acting on the brake shoes 30 during operation, the brake shoes 30 are pressed radially outward, from the cylindrical outer surface 35 of the rotor part 3 in the direction of the inner surface of the brake drum 24, whereby a reduction in the number of revolutions is achievable.
Another braking effect occurs by the flow of liquid through at least one brake opening 33 in the cylindrical tapered portion 35 of the rotor part 3 by at least one leak opening 25, the brake drum 24 across, on. In an advantageous embodiment, two leakage openings 25 are arranged in the brake drum 24 at the level of the cylindrical shaft 22, through which liquid can escape during operation. The possibility of the liquid to leak through the leak openings 25 is required for the additional braking effect. The number of leak openings 25 used is matched to the number of brake shoes 30 used.
In the preferred embodiment presented here two brake openings 33 and two leakage openings 25 are present. The liquid exiting through the brake opening 33 behind the inner surfaces of the brake shoes 30 presses the brake shoes 30 radially outwardly against the inner surface of the brake drum 24 in addition to the centrifugal force of the rotation, the liquid subsequently exiting the cleaning nozzle 1 through the leak openings 25.
When using at least one brake opening 33 in the outer surface of the tapered part 35 of the rotor part 3 and at least one leak opening 25 in the brake drum 24, a second braking effect occurs. After the discharge of liquid from the outlet bore 28 into the annular groove 29, a portion of the liquid migrates along the surface of the shaft 22 in the direction of head 4 and in the direction of threaded coupling 20. The liquid which reaches the at least one brake opening 33 flows through the Brake opening 33 under the brake shoes 30 which are mounted positively on the tapered portion 35 and thereby presses the brake shoes 30 in addition to the centrifugal force against the inner surface of the brake drum 24. The liquid continues to flow and finds its way through the leak openings 25 and escapes from the stator 2 of the cleaning nozzle 1.
Although this process leads to an additional loss of fluid, but provides for a further desired braking effect.
By reducing the rotational frequency of the rotor part 3, a tremendous increase in the outlet beam length to 5 to 10 mm can be achieved. There are thus exit jets possible, which still at a distance of 5 to 10 mm away from the cleaning nozzle 1 achieve a cleaning effect, whereby the presented cleaning nozzle 1 can clean a plurality of tubes of different sizes pipe diameter. In previous cleaning nozzles only the cleaning of pipes with such pipe diameters was possible, which were only slightly larger than the diameter of the cleaning nozzle.
The wear of the previously used cleaning nozzles due to the high number of revolutions was significantly higher. By reducing the number of revolutions of the service life of the cleaning nozzle 1 is significantly increased. Experiments have shown that a cleaning nozzle 1 according to the invention operates for about 40 hours at 2.5 kbar and 50 liters of water per minute. Thereafter, a replacement of the brake shoes 30 is required, which is structurally very simple and fast to carry out, which can minimize the changeover times and the stoppage. As possible materials for the brake shoes 30, stainless steel, metal alloys, lead, sapphire, or coated materials have proven to be suitable.
For the permanent use of the inventive cleaning nozzle 1 presented here, a sufficient number of brake shoes 30 must be present for replacement after a certain cleaning time. Overall, significantly less material must therefore be provided than is usual for cleaning nozzles according to the prior art.
To further increase the cleaning effect of the cleaning nozzle 1, one or more frontal nozzles, which are arranged axially acting out of the head 4 arranged and formed communicating with the supply line 21, advantageous. The supply line 21 must be suitably extended and reach into the head 4, so that the liquid can be introduced accordingly in the head 4 and can escape from this.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0030]
<Tb> 1 <sep> cleaning nozzle
<Tb> 2 <sep> stator
<tb> <sep> 20 threaded coupling
<tb> <sep> 21 supply line
<tb> <sep> 22 shank
<tb> <sep> 23 security hole
<tb> <sep> 24 brake drum
<tb> <sep> 25 leak opening
<tb> <sep> 26 Labyrinth seal
<tb> <sep> 27 external thread (for cap)
<tb> <sep> 28 Outlet bore
<tb> <sep> 29 Ring groove
<Tb> 3 <sep> rotor part
<tb> <sep> 30 brake shoe
<tb> <sep> 31 drivers
<tb> <sep> 310 driving rib
<tb> <sep> 32 nozzle
<tb> <sep> 33 Brake opening
<tb> <sep> 34 nozzle opening
<tb> <sep> 35 Tapered part of rotor part (cylindrical)
<Tb> 4 <sep> Head
<tb> <sep> 40 female thread