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Die Erfindung betrifft eine spezielle Spüldüse für Abwasserkanäle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Spüldüsen sind beispielsweise mit dem Gegenstand der
WO2011/104021A2 bekannt geworden. Derartige Spüldüsen werden verwendet, um Abwasserkanäle zu spülen, mit dem Ziel, die an der Innenwand des Abwasserkanals anhaftenden Ablagerungen abzulösen und mit einem Wasserstrom wegzutragen. Ferner sollen auch die auf der Kanalsohle befindlichen Ablagerungen entfernt werden.
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Die genannte
W02011/104021A2 zeigt eine solche bekannte Spüldüse, die sich dadurch auszeichnet, dass an der hinteren Stirnseite eines Düsengehäuses eine Anschlussverschraubung für den Anschluss eines Hochdruckschlauches angeordnet ist, und an der vorderen Stirnseite des Düsengehäuses ein Düsenausgang für eine frontale Mitteldüse vorhanden ist, die schräg nach vorne oder direkt nach vorne spritzt.
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Um eine solche Spüldüse im Kanal vorwärtszubewegen, ist es ferner bekannt, im Düsengehäuse schräg nach hinten gerichtete Rückstoßdüsen vorzusehen, die einen gegen die Kanalwandung schräg nach hinten gerichteten Sprühstrahl erzeugen. Sinn dieser Maßnahme ist, für einen selbsttätigen Vorschub der Spüldüse im Kanalrohr zu sorgen, sodass es nicht erforderlich ist, die Spüldüse mit einer Schubstange, einem Seil oder einem anderen Zugmittel durch den Kanal zu befördern. In manchen Anwendungsfällen wird jedoch noch zusätzlich ein Zug- oder Schubmittel verwendet.
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Außerdem sorgen die aus den Rückstrahldüsen schräg gegen die Wandung gerichteten Hochdruckwasserstrahlen für eine selbsttätige Zentrierung der Spüldüse in der Mitte des Kanalrohres, sodass eine gleichmäßige und allseitige Reinigung der Innenwandung des Kanalrohres sowohl durch die frontale Mitteldüse als auch die seitlich nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen möglich ist.
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Nachteil bei der aus der
WO2011/104021A2 bekannten Spüldüse ist jedoch die Vorschubkraft, weil die von dem zentralen Düsenkörper (Düsengehäuse) ausgehenden, rückwärts gerichteten Rückstrahldüsen eine geringe Vorschubkraft erzeugen.
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Versuche des Anmelders haben gezeigt, dass dies u.a. daran liegt, dass die Rückstrahldüsen direkt im Düsengehäuse angeordnet sind und dadurch hohe Strömungsverluste entstehen.
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Durch die Tatsache bedingt, dass die Rückstrahldüsen unmittelbar schräg in den Innenraum des Düsengehäuses hineinragen und den dort herrschenden Druck aufnehmen, bestehen Druckverluste beim Übergang von dem im Düsengehäuse herrschenden Wasserdruck auf die schräg nach hinten gerichteten Rückstoßdüsen.
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Bei der Überleitung des Hochdruckmediums vom Düsengehäuse zu den dort schräg hinein ragenden Rückstrahldüsen kommt es wegen der erforderlichen Richtungsumlenkung des Hochdruckmediums zu unerwünschten Turbulenzen und damit zu Strömungs- und Druckverlusten.
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Eine solche Spüldüse beschreibt auch die
DE 20 2004 006 187 U1 , bei der in einem zentralen Düsengehäuse nach hinten gerichtete Rückstrahldüsen angeordnet sind.
Dies gilt auch für die
DE 196 19 326 A1 , bei der ebenfalls in einem zentralen Düsengehäuse die Rückstrahldüsen angeordnet sind.
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Die
AT 35 634 E zeigt eine Spül-, Reinigungs- und Vorschubdüse für Abwasserkanäle mit mindestens einem Düsengehäuse, wobei Rückstrahldüsen in vom Düsengehäuse getrennt angeordneten Rückstrahlrohren angeordnet sind und über gebogene Anschlussrohre/-leitungen flüssigkeitsleitend mit dem Düsengehäuse verbunden sind. Jedoch sind hier die Anschlussrohre strömungsungünstig in dem massiven Gehäuse eingebunden. So handelt es sich auch um sehr kleine Düsen, die nicht für die Spülung von Abwasserkanälen geeignet sind, weil der Düsenquerschnitt so gering ist, da die Düsen bauartbedingt im Gehäuse untergebracht sind und Teil des Gehäuses sind.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spüldüse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei gleichem Druck und gleicher Volumenleistung eines Hochdruckmediums die Rückstrahldüsen eine wesentlich größere Wirksamkeit und somit auch Wirtschaftlichkeit entfalten.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Demnach weist die Spüldüse mindestens ein Düsengehäuse mit nach hinten gerichtete Rückstrahldüsen auf, wobei die Rückstrahldüsen in vom Düsengehäuse getrennt angeordneten Rückstrahlrohren angeordnet sind und über Anschlussrohre flüssigkeitsleitend mit dem Düsengehäuse verbunden sind.
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Erfindungsgemäß wird das einzig vorhandene Düsengehäuse nach dem Stand der Technik nun durch drei räumlich voneinander getrennte, flüssigkeitsdurchsetzte Körper ersetzt. Aus diesem Grund wird das vorher als Düsengehäuse bezeichnete Teil nunmehr weiterhin als Düsengehäuse bezeichnet, an dem jedoch mindestens zwei seitliche Körper in Form von Rückstrahlrohren befestigt sind.
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Merkmal der Erfindung ist, dass ausgehend von einem zentralen Düsengehäuse nunmehr die am Düsengehäuse angeordneten Rückstrahlrohre separat von dem Düsengehäuse angeordnet sind, und mit dem Düsengehäuse flüssigkeitsleitend über gebogene Anschlussrohre verbunden sind, die an einem am Düsengehäuse angeordneten Rohrverteiler ansetzen.
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Am Frontende des Düsengehäuses können eine oder auch mehrere direkt nach vorne oder schräg nach vorne gerichtete Mitteldüsen angeordnet sein. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht angewiesen. Die eine oder die mehreren Mitteldüsen können auch entfallen.
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Mit der gegebenen technischen Lehre wird der Vorteil erreicht, dass nunmehr die Rückstrahldüsen als separate Bauteile ausgebildet sind und ebenfalls bevorzugt rohrförmig ausgebildet sind.
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Sie sind getrennt vom Düsengehäuse an diesem angeordnet, und es besteht lediglich eine flüssigkeitsleitende Verbindung mit dem Düsengehäuse über gebogene Anschlussrohre, die an einem am Düsengehäuse angeordneten Rohrverteiler ansetzen. Damit ergibt sich der Vorteil, dass die verwendeten, gebogenen Anschlussrohre die beim Stand der Technik vorhandenen Turbulenzen des Hochdruckmediums vermeiden. Es wird demnach eine turbulenzarme Überleitung des Hochdruckmediums vom Düsengehäuse auf die über Rohrleitungen angeschlossenen seitlichen Spüldüsen gewährleistet.
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In einer ersten, nicht von der Erfindung beanspruchten, Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Rohrverteiler stirnseitig am Düsengehäuse ansetzt, sodass die mit den Rückstrahlrohren verbundenen Anschlussrohre stirnseitig vom Düsengehäuse aus ausgehen. Damit ist eine direkte 360 Grad Strömungsumleitung im Düsengehäuse vermieden, wie sie vorher beim Stand der Technik vorhanden war.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Rohrverteiler wandseitig den Düsengehäuse durchsetzt und die Anschlussrohre an der Wandseite des Düsengehäuses anschließen, und so eine flüssigkeitsleitende Hochdruckverbindung mit den separat daran angeordneten Rückstrahlrohren ergeben.
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Beide Ausführungsformen zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass die Rückstrahlrohre mit den nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen als separate Bauteile am Düsengehäuse angeordnet sind, und über gebogene Anschlussrohre mit einem Rohrverteiler verbunden sind, der unmittelbar am Düsengehäuse entweder stirnseitig oder mantelseitig ansetzt.
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Die gebogenen Anschlussrohre sorgen für einen strömungsoptimierten Verlauf bei der Überleitung des Hochdruckmediums vom Rohrverteiler im Düsengehäuse zu den daran anschliessenden Rückstrahlrohren. Ebenso wird ein laminarer Strömungsübergang bei der stirnseitigen Einführung des jeweiligen Anschlussrohres in das Rückstrahlrohr gewährleistet.
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Mit dieser technischen Lehre wird der Vorteil erreicht, dass der Hochdruckstrahl im Düsengehäuse praktisch in drei gleichwertige, einen gleichen Druck und ein gleiches Strömungsvolumen führende Teile unterteilt wird, weil damit gewährleistet ist, dass die stirnseitig nach vorne gerichtete, an einem Mittelrohr angeordnete, vordere Mitteldüse mit dem gleichen Druck und der gewünschten Wassermenge versorgt wird als vergleichsweise die nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen, die in voneinander getrennten Rückstrahlrohren angeordnet sind. Das muss aber nicht grundsätzlich so konstruiert sein, vielmehr kann durch die veränderte Durchmesser der Anschlussrohre auch die Wassermenge eingestellt werden. Wenn zum Beispiel der Rohrscheitel weniger gereinigt werden muss, dann wird die nach vorne gerichtete Düsenanordnung mit weniger Wasser beaufschlagt. Das erfolgt durch einen gegenüber den seitlich angeordneten Rückstrahldüsen dünneren Rohrdurchmesser der Verbindungsleitung.
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Wenn hingegen die eine oder die mehreren Mitteldüsen entfallen, wird der Hochdruckstrom direkt nach der Einleitung in den Düsengehäuse über die am Düsengehäuse front- oder mantelseitig ansetzenden Anschlussrohre in die Rückstrahlrohre eingeleitet.
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Bei der Verwendung von separaten, flüssigkeitsleitend nicht miteinander verbundenen Rückstrahlrohren ergibt sich der weitere Vorteil, dass jedes Rückstrahlrohr bezüglich seiner Ausströmleistung getrennt eingestellt werden kann. Somit können die Rückstrahlrohre getrennt voneinander kalibriert werden.
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Durch die verwendeten gebogenen Anschlussrohre, welche die flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen dem Düsengehäuse und den separat daran anschließenden Rückstrahlrohren ergeben, gibt es nur geringe Turbulenzen, keine Strömungsabrisse und keine Kavitationserscheinungen mehr, weil dasDüsengehäuse eine laminare Strömung führt und die vom Rohrverteiler des Düsengehäuses abzweigenden Strömungen ebenfalls laminar über die Anschlussrohre in die flüssigkeitsleitend damit verbundenen Rückstrahlrohre eingeleitet werden.
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Die vorher beim Stand der Technik bekannten Turbulenzen, Strömungsabrisse und Kavitationserscheinungen werden mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung vermieden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass sich die gebogenen Anschlussrohre kreuzen, was für eine besonders große Länge der gebogenen Anschlussrohre sorgt. Damit können diese in einem großen Radius verlegt werden, sodass auch in diesem Radius keine Strömungsabrisse oder Turbulenzerscheinungen stattfinden können. Ein großer Biegeradius sorgt demnach für eine durchgehend laminare Strömung.
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Je länger die Anschlussrohre gewählt sind, desto größer kann der Biegeradius ausfallen und umso geringer sind auch die Strömungsverluste und desto geringer ist auch die Gefahr, dass Turbulenzen entstehen. Aus diesem Grund wird es bevorzugt, wenn die Anschlussrohre sich kreuzen, sodass das jeweilige Anschlussrohr vom oberen Teil des Düsengehäuses in das untere, gegenüberliegende Rückstrahlrohr einläuft, während umgekehrt das am unteren Teil des Düsengehäuses ansetzende Anschlussrohr in das obere Rückstrahlrohr einläuft.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf sich kreuzende Anschlussrohre beschränkt, jedoch wird diese Art der Ausführung bevorzugt, weil damit lange Anschlussrohre erreicht werden, die einen großen Krümmungsradius aufweisen.
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Als Beispiel kann angegeben werden, dass bei einer Spüldüse nach der Erfindung ein Wasserdruck von 120 - 150 bar besteht, und dass das Anschlussrohr einen Querschnitt von einem 3/4-Zoll-Rohr hat, sodass bevorzugt auch das Düsengehäuse der Spüldüse einen 3/4-Zoll-Anschlussdurchmesser aufweist.
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Somit ist vorgesehen, dass z.B. die nach vorne gerichtete Mitteldüse im Düsengehäuse einen Durchflussquerschnitt von 1/8 2/8 Zoll hat, während die entweder stirnseitig oder mantelseitig an den Düsengehäuse anschließenden Anschlussrohre, welche die Rückstrahldüsen mit Wasser versorgen, jeweils einen Querschnitt von 3/8 Zoll, oder größer, aufweisen.
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Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Düsengehäuse mit der dort zentral ansetzenden Mitteldüse und in den nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen genauso hoch ist, wie in der Schlauchzuleitung.
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Von besonderem Vorteil ist, dass die Rückstrahlrohre mit den dort nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen eine kufenartige Gestaltung der Spüldüse ermöglichen, sodass die Spüldüse auf dadurch gebildeten Kufen ruht und über den erzeugten Wasserdruck der Rückstrahldüsen durch das Kanalrohr geschoben werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Rückstrahlrohre mit den darin angeordneten und nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen über feste Halterungen mit dem Düsengehäuse verbunden.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es jedoch vorgesehen sein, dass diese Halterung veränderbar ist und beispielsweise als abstandsveränderliches Gestänge ausgebildet ist.
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In diesem Fall ist vorgesehen, dass auch die Rückstrahlrohre über flexible Anschlussrohre bzw. -Schläuche mit dem Düsengehäuse und dem dort angeordneten Rohrverteiler verbunden sind, sodass der Abstand der Rückstrahlrohre zu dem Düsengehäuse einstellbar und feststellbar ausgebildet ist.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich“ oder „wichtig“ bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: schematisiert eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer Spüldüse
- 2: das Ausführungsbeispiel nach 1 im Schnitt
- 3: die Stirnansicht auf das Düsengehäuse mit dem dort angeordneten Rohrverteiler
- 4: schematisiert eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Spüldüse mit einem mantelseitig ansetzenden Rohrverteiler
- 5: eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der radiale Abstand der Rückstrahlrohre zum Düsengehäuse einstellbar und feststellbar ausgebildet ist
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Die nicht erfindungsgemäße Spüldüse 1 nach 1 und 2 besteht im Wesentlichen aus einem Düsengehäuse 2, der bevorzugt aus einem Metallmaterial gebildet ist. Er kann selbstverständlich auch aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein.
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An der hinteren Stirnseite des Düsengehäuses 2 ist ein Anschlussnippel/- Verschraubung 3 angeordnet, an dem ein nicht näher dargestellter Hochdruckschlauch angeschlossen wird, der das Hochdruckmedium in Pfeilrichtung 4 in den Anschlussnippel 3 einströmen lässt. Es wird davon ausgegangen, dass das Hochdruckmedium einen Druck von etwa 150 bar hat und eine Minutenleistung von 120 Litern aufweist. Dies sind nur beispielhafte bevorzugte Werte, die in weiten Grenzen veränderbar sind.
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Die 1 und 2 zeigen, dass an der vorderen Stirnseite des Düsengehäuses 2 ein Rohrverteiler 5 angeordnet ist, der in 3 dargestellt ist.
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Die Stirnseite des Düsengehäuses 2 weist drei Anschlussbohrungen auf, die entweder nebeneinanderliegend, wie in 3 gezeigt, oder auch in anderer Weise an der Stirnseite des Düsengehäuses 2 gleichmäßig verteilt angeordnet sein können.
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Wichtig ist, dass der in Pfeilrichtung 4 in das Düsengehäuse 2 einlaufende Hochdruckstrahl gleichmäßig in den Pfeilrichtungen 9, 10, 11 auf die verschiedenen Anschlüsse verzweigt wird
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Der Hochdruckstrahl wird zum einen mittig in das Mittelrohr 8 eingeführt, an dessen vorderen freien Ende eine drehend antreibende Mitteldüse 18 angeordnet ist, die über ein Drehlager 19 drehbar auf dem Mittelrohr 8 aufsitzt. Wie bereits in der allgemeinen Beschreibung angegeben, kann die Mitteldüse 18 auch entfallen.
Gleichzeitig zweigen vom Rohrverteiler 5 die beiden seitlichen Anschlussrohre 6, 7 ab, die jeweils flüssigkeitsleitend mit den daran ansetzenden Rückstrahlrohren 13, 14 verbunden sind.
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In 2 ist dargestellt, dass der Hochdruckwasserstrahl jeweils in Pfeilrichtung 22 in die Rückstrahlrohre 13, 14 eintritt, und in Pfeilrichtung 17 durch die nach hinten gerichteten Rückstrahldüsen 15, 16 austritt.
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Die Lage und Art der Rückstrahldüsen 15, 16 ist lediglich beispielhaft dargestellt. Sie können selbstverständlich auch schräg zur Seite, nach oben und hinten gerichtet sein.
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Dies gilt auch für die vordere Mitteldüse 18, die entweder vollkommen fehlt oder zentral schräg nach vorne in Pfeilrichtung 20' oder radial nach außen in Pfeilrichtung 20 einen Spülwasserstrahl gegen die nicht näher dargestellte Innenwand eines nicht näher dargestellten Kanalrohres richten kann. Im Fall des Vorhandenseins dieser Mitteldüse 18 kann diese auch rotierend ausgebildet sein.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Rückstrahlrohre 13, 14 über ein festes Verbindungsteil 12 mit dem Düsengehäuse 2 verbunden.
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Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
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Es kann gemäß 5 vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen den Rückstrahlrohren 13, 14 und dem Düsengehäuse 2 abstandsveränderlich ausgebildet ist, und der radiale Abstand 26 dadurch veränderbar ist, dass zwischen den Rückstrahlrohren 13, 14 und dem Düsengehäuse 2 ein Gestänge 27 angeordnet ist, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als veränderbares Scherengestänge ausgebildet ist.
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In diesem Fall wird vorausgesetzt, dass die Anschlussrohre 6, 7 flexibel ausgebildet sind, und zum Beispiel aus Kunststoff, Gummi oder aus einem anderen biegbaren Material bestehen.
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Auf diese Weise kann somit eine Anpassung an die zu reinigenden unterschiedlichen Rohrdurchmesser frei eingestellt werden, weil der radiale Abstand 26 einstellbar und feststellbar ausgebildet ist.
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Bei allen Ausführungsbeispielen ist es bevorzugt, dass sich die Anschlussrohre 6, 7 kreuzen, was dazu führt, dass die Anschlussrohre 6, 7 eine größere Länge und einen größeren Biegeradius haben, als vergleichsweise sich nicht kreuzende Anschlussrohre.
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Wegen der größeren Länge und dem größeren Biegeradius wird eine laminare Strömung des Hochdruckmediums in den Anschlussrohren 6, 7 und den daran anschließenden Rückstrahlrohren 13, 14 erreicht.
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In der erfindungsgemäßen Ausführung nach 4 ist noch dargestellt, dass anstatt eines stirnseitigen Rohrverteilers 5, der an der Stirnseite des Düsengehäuses 2 ansetzt, auch ein mantelseitiger Rohrverteiler 5a vorgesehen sein kann, sodass vom Mantel des Düsengehäuses 2 ausgehend über dort angeordnete Anschlussöffnungen 24, 25 die Anschlussrohre 6, 7 abzweigen, die somit flüssigkeitsleitend mit dem Innenraum des Düsengehäuses 2 verbunden sind.
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Ansonsten gelten für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen.
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Somit ist der Rohrverteiler 5a bei dieser Ausführung am Mantel 23 des Düsengehäuses 2 angeordnet.
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Die Erfindung ist nicht auf sich kreuzende Anschlussrohre 6, 7 beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Anschlussrohre nicht kreuzend ausgebildet sind, sondern im Umgriff platziert sind.
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Ebenso ist die Erfindung nicht auf zwei separate Rückstrahlrohre 13, 14 mit darin angeordneten Rückstrahldüsen 15, 16 beschränkt. Es können auch mehr als zwei Rückstrahlrohre vorhanden sein, insbesondere drei oder mehr Rückstrahlrohre, die dann unterschiedlich oder gleichmäßig verteilt am Umfang des Düsengehäuses 2 angeordnet sind.
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Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Rückstrahldüsen (15) aus kalibrierbaren, getrennt befestigbaren Einzeldüsen bestehen, deren Material von dem Material des Rückstrahlrohrs 13, 14 abweicht und die beispielsweise als Einschraubteile ausgebildet sind.
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Ebenso können in jedem Rückstrahlrohr 13, 14 mehrere, getrennt voneinander kalibrierbare Einzeldüsen angeordnet sein.
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An der erfindungsgemäßen Rückstrahldüse können andere Zusatzgeräte angeordnet sein. Derartige Zusatzgeräte sind Kameras, Führungsleitvorrichtungen (z.B. als „Lindauer Schere“ oder als Führungsstab) und dgl. An den als Gleitkufen ausgebildeten Rückstrahlrohren 6, 7 können auch Rollen, Räder oder Walzen, aber auch am Düsengehäuse 2 angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spüldüse
- 2
- Düsengehäuse
- 3
- Anschlussnippel
- 4
- Pfeilrichtung
- 5
- Rohrverteiler 5a
- 6
- Anschlussrohr
- 7
- Anschlussrohr
- 8
- Mittelrohr
- 9
- Pfeilrichtung
- 10
- Pfeilrichtung
- 11
- Pfeilrichtung
- 12
- Verbindungsteil
- 13
- Rückstrahlrohr
- 14
- Rückstrahlrohr
- 15
- Rückstrahldüse
- 16
- Rückstrahldüse
- 17
- Pfeilrichtung
- 18
- Mitteldüse
- 19
- Drehlage
- 20
- Pfeilrichtung
- 21
- Drehrichtung
- 22
- Pfeilrichtung
- 23
- Mantel (von 2)
- 24
- Anschlussöffnung
- 25
- Anschlussöffnung
- 26
- Abstand
- 27
- Gestänge
