DE102010042337B4

DE102010042337B4 - Düsenvorrichtung für Hochdruckspritzrohre

Info

Publication number: DE102010042337B4
Application number: DE102010042337A
Authority: DE
Inventors: Alfred Römhild
Original assignee: MSR GmbH
Current assignee: Spraying Systems Manufacturing Europe GmbH
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: DE102010042337A1

Abstract

Düsenvorrichtung für Hochdruckspritzrohre von Papiermaschinen, mit einem Grundkörper aus Kunststoff, der – Befestigungsmittel zur Anordnung des Grundkörpers an dem Hochdruckspritzrohr, – einen sich von einem Einlass zu einem Auslass erstreckenden Strömungskanal und – einen im Bereich des Auslasses angeordneten Düseneinsatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) derart im Strömungskanal (2) angeordnet ist, dass er in Strömungsrichtung betrachtet formschlüssig und stoffschlüssig am Grundkörper (4) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung für Hochdruckspritzrohre zur Reinigung von Papiermaschinen, mit einem Grundkörper aus Kunststoff, der

– Befestigungsmittel zur Anordnung des Grundkörpers an dem Hochdruckspritzrohr,
– einen sich von einem Einlass zu einem Auslass erstreckenden Strömungskanal und
– einen im Bereich des Auslasses angeordneten Düseneinsatz aufweist.

Düsenvorrichtungen der eingangs genannten Art aus Metall sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. In Hochdruckspritzrohren angeordnet werden sie bspw. in Papiermaschinen zum Reinigen der dort verwendeten Siebe, Pressfilze, Walzen oder dergleichen eingesetzt, wie beispielsweise in der DE 10 2006 007 223 A1 offenbart. Der AT 42 384 E ist ferner eine vergleichbare Düsenvorrichtung für eine Schneid-Einheit zu entnehmen.
Im Betrieb unterliegen die Düsenvorrichtungen hohen Betriebsdrücken, nachdem das durch die Düsenvorrichtungen gerichtete fluide Medium, z. B. Wasser mit hohem Druck durch den Strömungskanal sowie den am Ende des Strömungskanals angeordneten Düseneinsatz hindurch tritt. Der Düseneinsatz bestimmt dabei maßgeblich die Strahlgeometrie des aus der Düsenvorrichtung austretenden Mediums.
Aufgrund der hohen Betriebsdrücke ist eine zuverlässige Anordnung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper zwingend erforderlich. Bekannte Düsenvorrichtung, wie beispielsweise in der DE 20 2005 020 149 U1 offenbart, sehen dabei vor, dass die Düseneinsätze in den Strömungskanal des Grundkörpers eingepresst werden, wobei die hierbei gebildete, allein kraftschlüssig wirkende Verbindung derart ausgestaltet sein muss, dass ein Ablösen des Düseneinsatzes weitestgehend verhindert ist. Aus der US 4,150,794 A ist eine Flüssigstrahl-Schneidedüse, bei der der Düseneinsatz formschlüssig in einem Gehäuse aus Stahl angeordnet.
Diese Anforderungen bedingen eine hohe Genauigkeit bei der Fertigung des Grundkörpers, des Düseneinsatzes sowie bei der Montage der beiden Bauteile, was wiederum zu einem hohen Bearbeitungsaufwand und damit zu hohe Kosten für die Herstellung der Düsenvorrichtung führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düsenvorrichtung mit einem Düseneinsatz bereitzustellen, der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Düsenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dabei ist der gesamte Grundkörper aus einem Kunststoff gebildet. Die Düsenvorrichtung lässt sich gemäß vollständig in einem Kunststoffformgebungsverfahren, bspw. im Kunststoffspritzgussverfahren herstellen, wobei der Düseneinsatz derart umspritzt wird, dass er in der erfindungsgemäßen Weise formschlüssig an dem Grundkörper festgelegt ist. Dies ermöglicht somit eine einfache und kostengünstige Herstellung der Düsenvorrichtung, welche darüber hinaus gegenüber bekannten, metallischen Grundkörpern ein geringeres Gewicht aufweist. Die Herstellung des Grundkörpers aus Kunststoff ermöglicht es ferner, weitere funktionale Ausgestaltungen des Grundkörpers, wie bspw. Gewinde, Öffnungen oder dergleichen bereits im Kunststoffspritzgussverfahren oder anderen anwendbaren Formgebungsverfahren vorzunehmen, so dass weitere Nacharbeiten, bspw. zur Ausbildung der Befestigungsmittel, unterbleiben können.
Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung ist, dass der Düseneinsatz derart im Strömungskanal angeordnet ist, dass er – in Strömungsrichtung betrachtet – formschlüssig und stoffschlüssig festgelegt ist. Erfindungsgemäß ist somit der Düseneinsatz aufgrund des bestehenden Formschlusses mit dem Grundkörper daran gehindert, aus dem Strömungskanal herauszugelangen. Die formschlüssige Verbindung, die so ausgestaltet ist, dass sich der Düseneinsatz in Strömungsrichtung betrachtet zumindest abschnittsweise an dem Grundkörper abstützt, lässt sich dabei in besonders einfacher und kostengünstiger Weise herstellen und ermöglicht die Herstellung des Grundkörpers sowie des Düseneinsatzes mit geringeren Passungstoleranzen, so dass eine insgesamt kostengünstigere Herstellung der Düsenvorrichtung gegenüber bekannten Düsenvorrichtungen mit Düseneinsätzen möglich ist. Eine zusätzlich zur formschlüssigen Anbindung vorgesehene stoffschlüssige Verbindung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper verbessert die Anbindung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper in ergänzender Weise.
Die formschlüssige Anordnung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, wobei bspw. eine Einbringung des Düseneinsatzes in den Strömungskanal über den Einlass denkbar ist. Besonders vorteilhafterweise ist der Düseneinsatz jedoch in einen an dem Grundkörper angeordneten Kunststoffkörper eingebettet. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Anordnung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper in der Art, dass das durch den Strömungskanal sowie den Düseneinsatz strömende Medium ungehindert aus diesem heraustreten kann. Dabei ist der Düseneinsatz jedoch derart in dem Kunststoffkörper angeordnet, dass er sich zumindest abschnittsweise – in Strömungsrichtung betrachtet – an dem Kunststoffkörper abstützt, wenn dieser an dem Grundkörper angeordnet ist. Die Verwendung eines Kunststoffkörpers ermöglicht es hierbei in besonders einfacher Weise, den Düseneinsatz in der erfindungsgemäßen Weise formschlüssig festzulegen. Der Kunststoffkörper kann bspw. durch Umspritzen des Düseneinsatzes gebildet werden, wodurch in einfacher Weise eine formschlüssige Verbindung erreicht werden kann. Der Kunststoffkörper muss dann zur Bildung der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung lediglich mit dem Grundkörper in geeigneter Weise verbunden werden.
Die Wahl des Kunststoffes zur Ausbildung des Kunststoffkörpers und/oder des Grundkörpers kann grundsätzlich in Abhängigkeit von den an die Düsenvorrichtung gestellten Anforderungen, bspw. die bestehenden Betriebsdrücke erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kunststoffkörper und/oder der Grundkörper jedoch aus einem Duroplast oder Thermoplast gebildet. Dieser zeichnet sich durch seine gute Verarbeitbarkeit sowie hohe Widerstandsfähigkeit gegen äußere Belastungen auf. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines Thermo- oder Duroplasts eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Düsenvorrichtung.
Die formschlüssige Anordnung des Düseneinsatzes an der Düsenvorrichtung bzw. im Auslassbereich des Strömungskanals lässt sich, wie bereits an obiger Stelle ausgeführt, ebenso wie der Düseneinsatz selbst, grundsätzlich in beliebiger Weise ausführen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Düseneinsatz jedoch in Strömungsrichtung betrachtet zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet. Eine entsprechende Ausbildung des Düseneinsatzes, bspw. mit einem umlaufenden, abgeschrägten Abschnitt erlaubt es in besonderer Weise, den Düseneinsatz formschlüssig an dem Grundkörper anzuordnen. Insbesondere im Falle der vorteilhafterweise vorgesehenen Verwendung eines Kunststoffes zur Herstellung des Grundkörpers ermöglicht diese Ausgestaltung der Erfindung eine besonders zuverlässige und produktionstechnisch einfache formschlüssige Anordnung des Düseneinsatzes an dem Grundkörper, der sich damit in ergänzender Weise besonders kostengünstig herstellen lässt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Grundkörper Vertiefungen, insbesondere umlaufende Nuten zur Aufnahme von Dichtelementen, insbesondere Dichtungsringen angeordnet. Die entsprechende Ausgestaltung des Grundkörpers ermöglicht es, zur Anordnung der Düsenvorrichtung an einem Hochdruckspritzrohr erforderliche Dichtungselemente direkt an den Grundkörper festzulegen, so dass auf zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen bzw. die separate Einbringung von Dichtelementen im Rahmen der Montage der Düsenvorrichtung an den Hochdruckspritzrohren verzichtet werden kann. Insbesondere im Falle der Ausbildung des Grundkörpers aus einem Kunststoff besteht hier die Möglichkeit, die zur Aufnahme vorgesehenen Vertiefungen bereits im Formgebungsverfahrens des Grundkörpers mit auszubilden, so dass auf separate Nachbearbeitungen des Grundkörpers zur Ausbildung der Vertiefungen verzichtet werden kann.
Die Anordnung der Düsenvorrichtung an einem Hochdruckspritzrohr kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Denkbar sind bspw. Klemmverbindungen oder dergleichen, durch die die Düsenvorrichtung an dem Hochdruckspritzrohr arretiert wird. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Befestigungsmittel jedoch durch ein Außengewinde gebildet. Dieses ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Montage und ggf. auch Auswechslung der Düsenvorrichtung. Wie auch bei der Ausbildung von Vertiefungen zur Aufnahme von Dichtelementen so kann auch das Außengewinde bereits im Falle der Ausbildung des Grundkörpers aus einem Kunststoff im Formgebungsprozess mit ausgebildet werden, so dass auf separate Herstellungsschritte zu dessen Gestaltung verzichtet werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundkörper Werkzeugaufnahmen zur Aufnahme von Einschraubwerkzeugen auf. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung sind bereits an dem Grundkörper Öffnungen ausgebildet, die entsprechend geeigneter Einschraubwerkzeuge geformt sind. So können bspw. für die Verwendung von Sechskantschlüsseln entsprechende Innensechskantaufnahmen vorgesehen sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können die Werkzeugaufnahmen auch durch koaxial zur Mittelachse angeordnete Öffnungen gebildet sein, die die Aufnahme entsprechend geeigneter Werkzeuge ermöglichen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Düseneinsatz aus einem Edelstein, insbesondere einem Rubin gebildet. Die Verwendung eines entsprechenden Düseneinsatzes zeichnet sich dabei durch die hohe Lebensdauer des Düseneinsatzes und die über eine hohe Betriebsdauer gleichbleibende Strahlgeometrie des aus dem Düseneinsatz austretenden Mediumstrahls aus. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines derartigen Düseneinsatzes aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit eine gute Einbettung des Düseneinsatzes im Falle der vorteilhafterweise vorgesehenen Ausgestaltung der Düsenvorrichtung im Kunststoffspritzgussverfahren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Düsenvorrichtung mit Blick auf einen Auslass eines Strömungskanals;
2 eine perspektivische Ansicht der Düsenvorrichtung von 1 mit Blick auf einen Einlass des Strömungskanals;
3 eine Ansicht eines Schnitts durch die Düsenvorrichtung von 1 entlang des Strömungskanals und
4 eine vergrößerte Darstellung des Auslasses der Düsenvorrichtung.
In 1 und 2 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Düsenvorrichtung 1 dargestellt, welche einen aus einem im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellten Grundkörper 4 aufweist. Der Grundkörper 4 weist einen axial verlaufenden Strömungskanal 2 mit einem Einlass 12 und einem Auslass 13 auf.
Im Bereich des Auslasses 13 ist in den Grundkörper 4 ein aus einem Rubin gebildeter Düseneinsatz 3 derart eingebettet, dass er – in Strömungsrichtung betrachtet – formschlüssig an dem Grundkörper 4 festgelegt ist. Der Kunststoff des Grundkörpers 4 liegt dabei derart an dem Düseneinsatz 3 an, dass sich dieser in Richtung des Auslasses 13 an dem Grundkörper 4 abstützt. Die sich abstützende Fläche des Düseneinsatzes 3 wird dabei durch einen konischen Abschnitt 11 gebildet, welcher sich an einen zylindrischen Abschnitt des Düseneinsatzes 3 anschließt (vgl. 3 und 4).
An seinem Umfang weist der Grundkörper 4 ferner zwei axial im Abstand voneinander angeordnete umlaufende Nuten 6, 7 auf, welche eine formschlüssige Anordnung von als Dichtungsringen 8, 9 ausgebildeten Dichtelementen ermöglicht. Die Ausbildung der Vertiefungen 6, 7 sowie koaxial zur Mittelachse radial verteilter Werkzeugaufnahmen 10 erfolgt im Rahmen der Herstellung des Grundkörpers 4 im Kunststoffspritzgussverfahren, so dass auf eine ergänzende Nachbearbeitung verzichtet werden kann.
Die radial verteilten Werkzeugaufnahmen 10 ermöglichen es, die Düsenvorrichtung 1 mit einem an die Aufnahmen 10 angepassten Werkzeug in ein hier nicht dargestelltes Hochdruckspritzrohr einzusetzen, insbesondere einzuschrauben, wenn der Grundkörper 4 an seinem Umfang ein hier nicht dargestelltes Außengewinde aufweist.

Claims

Düsenvorrichtung für Hochdruckspritzrohre von Papiermaschinen, mit einem Grundkörper aus Kunststoff, der – Befestigungsmittel zur Anordnung des Grundkörpers an dem Hochdruckspritzrohr, – einen sich von einem Einlass zu einem Auslass erstreckenden Strömungskanal und – einen im Bereich des Auslasses angeordneten Düseneinsatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) derart im Strömungskanal (2) angeordnet ist, dass er in Strömungsrichtung betrachtet formschlüssig und stoffschlüssig am Grundkörper (4) festgelegt ist.
Düsenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) in einem an dem Grundkörper (4) angeordneten Kunststoffkörper eingebettet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper und/oder der Grundkörper (4) aus einem Duroplast oder Thermoplast gebildet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) in Strömungsrichtung betrachtet zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (4) Vertiefungen angeordnet sind.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (4) umlaufende Nuten (6, 7) zur Aufnahme von Dichtelementen (8, 9) angeordnet sind.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel durch ein Außengewinde gebildet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper Werkzeugaufnahmen (10) zur Aufnahme von Einschraubwerkzeugen aufweist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) aus einem Edelstein gebildet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (3) aus einem Rubin gebildet ist.