DE10214251C1 - Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau - Google Patents
Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und TunnelbauInfo
- Publication number
- DE10214251C1 DE10214251C1 DE2002114251 DE10214251A DE10214251C1 DE 10214251 C1 DE10214251 C1 DE 10214251C1 DE 2002114251 DE2002114251 DE 2002114251 DE 10214251 A DE10214251 A DE 10214251A DE 10214251 C1 DE10214251 C1 DE 10214251C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nozzle
- outlet opening
- valve seat
- nozzle according
- jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
- B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
- B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
- B05B1/3421—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
- B05B1/3431—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves
- B05B1/3452—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the cooperating elements being movable, e.g. adjustable relative to one another
- B05B1/3457—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the cooperating elements being movable, e.g. adjustable relative to one another in response to liquid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
- B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
- B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
- B05B1/3421—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
- B05B1/3431—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves
- B05B1/3442—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the interface being a cone having the same axis as the outlet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
- B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
- B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
- B05B1/3484—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with a by-pass conduit extending from the swirl chamber
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
- E21C35/22—Equipment for preventing the formation of, or for removal of, dust
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
- B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
- B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
- B05B7/0475—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow
Abstract
Eine Düse mit einem gegen einen Ventilsitz beweglich angeordneten und mindestens einen parallel zur Längsachse des Düsenkörpers verlaufenden Durchgangskanal für einen durch die Austrittsöffnung geführten Vollstrahl aufweisenden Düsenkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Düsenkörper (11) zwischen dem Ventilsitz (14) und der Austrittsöffnung (13) eine Vorkammer (20) angeordnet ist, und daß der Ventilkörper (15) wenigstens eine Nut (23) zur Durchleitung eines Wasserstrahls derart aufweist, daß der Wasserstrahl den durch den Durchgangskanal geleiteten Vollstrahl (18) nicht schneidet, sondern in der Vorkammer (20) in Rotation versetzt wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Düse zur Wasserabgabe im
untertägigen Berg- und Tunnelbau mit einem
hohlzylinderartigen Düsenkörper, der mit einem an seinem
einen Ende ausgebildeten Innenraum an eine Zuleitung für
Wasser oder wässrige Lösungen geeigneter Zusatzstoffe
ankoppelbar ist, und dessen anderes Ende eine
Austrittsöffnung für den zu erzeugenden Flüssigkeitsstrahl
aufweist, wobei in dem Düsenkörper ein im Betriebszustand
der Düse durch Federkraft in Anlage an einem am Düsenkörper
ausgebildeten Ventilsitz gehaltener Ventilkörper beweglich
angeordnet ist, der mindestens einen parallel zur
Längsachse des Düsenkörpers verlaufenden Durchgangskanal
für einen vom Innenraum des Düsenkörpers durch die
Austrittsöffnung geführten Vollstrahl aufweist, wobei in
dem Düsenkörper zwischen dem Ventilsitz und der
Austrittsöffnung eine Vorkammer angeordnet ist, deren
Wandung einen eine konisch auf die Austrittsöffnung
zulaufende Verjüngung aufweisenden Abschnitt ausbildet, und
wobei der Ventilkörper auf seiner gegen den Ventilsitz
anliegenden Außenfläche wenigstens eine Nut zur
Durchleitung eines Wasserstrahls vom Innenraum in die
Vorkammer aufweist.
Eine Düse mit den eingangs genannten gattungsgemäßen
Merkmalen ist aus der
Offenlegungsschrift DE 101 15 553 A1 bekannt. Mit einer
derartigen Düse wird es bereits ermöglicht, sowohl die
zielgerichtete Bedüsung eines vorgegebenen punktförmigen
Bereiches mit hoher Teilchenstromdichte als auch die
Bedüsung eines größeren Bereiches um den vorgegebenen
punktförmigen Bereich mit gegebenenfalls niedrigerer, aber
ausreichender Teilchenstromdichte durchzuführen. Im
Einzelnen sind zusätzliche Führungskanäle, die Nuten, so
angeordnet, daß die von ihnen ausgehenden
Flüssigkeitsstrahlen den zentralen Vollstrahl derart
schneiden, dass dem Vollstrahl ein Drehimpuls vermittelt
wird, mittels dessen ein Strahlbild des von der
Düsenöffnung abgehenden Wasserstrahls derart gebildet wird,
dass die Düse einen zentralen Strahlbereich mit hoher
Teilchenstromdichte aufweist, der im Wesentlichen die
Eigenschaften eines von einer Punktstrahldüse erzeugten
Strahles und nur eine geringe Aufweitung aufweist. Dieser
zentrale Strahlbereich ist rotationssymmetrisch von einem
ringförmigen Strahlbereich niedrigerer Teilchenstromdichte
und größerer Aufweitung eingeschlossen, der seinerseits von
einem ebenfalls ringförmigen Strahlbereich höherer
Teilchenstromdichte und in sich geringerer Aufweitung
rotationssymmetrisch umgeben ist.
Weiterhin ist aus der DE 37 03 075 A1 eine Dralldüse
bekannt, bei welcher in den zylindrischen Düsenhohlraum ein
zylindrischer Drallkörper eingesetzt ist, der mit einer
ebenen Stirnfläche und der kegeligen Abschlusswand des
Düsenkörpers einen rotationssymmetrisch und konzentrisch
zur Mittelachse angeordneten, im Wesentlichen
kegelstumpfförmigen Drallraum ausbildet. An der
Außenseite des Drallkörpers sind gegenüber dessen
Mittelachse seitlich versetzt Nuten eingelassen, die
zusammen mit der Abschlusswand des Düsenkörpers
Zufuhrkanäle ausbilden, über welche das Wasser zugeführt
wird. Durch die seitlich versetzte Einmündung der
Zufuhrkanäle wird die Flüssigkeit im Drallraum in eine
schnelle Rotation um die Mittelachse versetzt, so daß die
Flüssigkeit in Form eines sich nach außen öffnenden Kegels
aus der Düsenbohrung austritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse der
eingangs genannten Gattung weiter zu verbessern und somit
im Vergleich mit dem vorveröffentlichten Stand der Technik
eine Düse zur Verfügung zu stellen, deren Ausbildung sowohl
die zielgerichtete Bedüsung eines vorgegebenen
punktförmigen Bereiches als auch die Bedüsung eines
größeren Bereiches um den punktförmigen Bereich gestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1;
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht in Ihrem Grundgedanken vor, daß die Nut
derart angeordnet ist, dass der Wasserstrahl den durch den
Durchgangskanal geleiteten Vollstrahl nicht schneidet,
sondern durch den Wandabschnitt der Vorkammer umgelenkt und
in Rotation versetzt wird, bis der so erzeugte Wasserwirbel
die Kante der Austrittsöffnung erreicht und sich nach
Durchtritt durch die Austrittsöffnung kegelförmig
aufweitet.
Mit der erfindungsgemäßen Düse läßt sich somit ein
Strahlbild realisieren, bei welchem der punktförmige
Vollstrahl im Zentrum eines ihn umschließenden, von dem in
der Düse erzeugten Wasserwirbel ausgebildeten Hohlkegels
liegt, wobei in dem Bereich zwischen dem äußeren
Wasserkegel und dem inneren Punktstrahl wenig bis keine
Flüssigkeitsteilchen auftreten. Eine solche
Strahlcharakteristik ermöglicht in vorteilhafter Weise
sowohl eine gezielte Bedüsung wärmeerzeugender
Maschinenteile mit gleichzeitiger Staubbekämpfung in deren
weiterer Umgebung als auch die effektive Staubbekämpfung in
Bereichen mit hoher seitlich zum Wasserstrahl einfallender
Wettergeschwindigkeit. Mit dem auf die Austrittsöffnung
konisch zulaufenden Abschnitt der Vorkammerwandung läßt
sich eine Umlenkung der durch die Nuten des Ventilkörpers
geführten Strahlen in zweckmäßiger Weise und ohne
Energieverlust im Bereich der Düse erreichen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Ventilsitz durch eine konisch auf die
Vorkammer zulaufende Verjüngung der Innenwand des
Düsenkörpers gebildet ist und der Ventilkörper eine mit dem
Ventilsitz korrespondierende Kegelform aufweist.
Hinsichtlich der Ausbildung der Vorkammer bzw. von deren
den Wasserstrahl umlenkenden konischen Wandabschnitt ist
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen,
daß sich die den Ventilsitz bildende Verjüngung ohne
Unterbrechung und ohne eine Änderung des Steigungswinkels
in den der Umlenkung dienenden Wandabschnitt der Vorkammer
fortsetzt, so daß der konische Abschnitt der Vorkammer mit
der den Ventilsitz bildenden Verjüngung fluchtet.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß zwischen der den
Ventilsitz bildenden Verjüngung und dem konischen Abschnitt
der Vorkammerwandung ein durch einen zylindrischen
Wandabschnitt gebildeter Abstand ausgebildet ist, wird
hiermit Raum für die Vergrößerung des Wasserdurchsatzes der
Düse und eine eventuelle Veränderung des Strahlbildes
geschaffen.
Eine zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn
zwischen der den Ventilsitz bildenden Verjüngung und dem
konischen Abschnitt der Vorkammer ein durch einen konisch
sich zur Austrittsöffnung verengenden Wandabschnitt
gebildeter Abstand ausgebildet ist. Hierbei ist zwar eine
Unterbrechung in dem Flächenverlauf zwischen der den
Ventilsitz bildenden Verjüngung und dem konischen Abschnitt
der Vorkammerwandung gegeben, jedoch begünstigt der den
Abstand herstellende konische Wandabschnitt die Umlenkung
des aus dem Düsenkörper austretenden Wasserstrahls, bis der
so gebildete Wasserwirbel über den konischen Abschnitt der
Vorkammerwandung bis zur Austrittsöffnung geleitet wird.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß an dem Ventilkörper eine in die Vorkammer
vorstehende und den durch den Durchgangskanal strömenden
Vollstrahl abschirmend umschließende Hülse angeordnet ist,
um insbesondere auch bei der Vergrößerung des
Wasserdurchsatzes eine Trennung des zentralen Vollstrahls
und des sich ausbildenden Wasserkegels im Strahlbild
sicherzustellen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß über den Umfang des Ventilkörpers verteilt
mehrere Nuten angeordnet sind.
Hinsichtlich des Verlaufs der Nuten auf dem Umfang des
Ventilkörpers ist nach alternativen Ausführungsbeispielen
vorgesehen, daß die Nut bzw. die Nuten einen sich über die
Länge des Ventilkörpers erstreckenden Gradlinigen Verlauf
aufweisen, oder daß die Nut bzw. die Nuten einen sich über
die Länge des Ventilkörpers erstreckenden schraubenförmigen
Verlauf aufweisen. In beiden Fällen ist aufgrund der
tangentialen Ausrichtung der von den Nuten in die Vorkammer
eingespeisten Wasserstrahlen die Umlenkung der
Wasserstrahlen in der Vorkammer in den gewünschten
Wasserwirbel begünstigt.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die
Nuten gleiche Abmessungen auf. Es kann jedoch alternativ
vorgesehen sein, daß die Nuten unterschiedliche Abmessungen
aufweisen.
Über die Festlegung der Abmessungen der Nuten wie auch der
Vorkammer läßt sich das Strahlbild eines von einem
Wasserkegel umschlossenen Punktstrahls dahingehend
abwandeln, daß auch der Zwischenraum zwischen dem äußeren
Wasserkegel und dem inneren Punktstrahl mit Wasserteilchen
in einem einzustellenden Umfang gefüllt wird. Je mehr
Wasser durch eine Vergrößerung in der Anzahl der Nuten,
durch eine Vergrößerung der Nuttiefe oder durch eine in
Fließrichtung steilere Anordnung des Nutenverlaufs über die
Länge des Ventilkörpers in den sich in der Vorkammer
ausbildenden Wasserwirbel eingeführt wird, desto breiter
bildet sich der Wasserwirbel insbesondere im Bereich
der Austrittsöffnung aus, so daß die innenliegenden
Bereiche des Wasserwirbels nicht in dem Maße nach Verlassen
der Austrittsöffnung nach Außen getragen werden wie die an
der die Austrittsöffnung begrenzenden Wandung
entlanggleitenden Wasserschichten und somit aufgrund der
geringeren Rotationsenergie nicht mehr zur Ausbildung des
außen liegenden Hohlkegels beitragen, sondern den Raum
zwischen dem Hohlkegel und dem zentralen Punktstrahl
füllen. Damit ergibt sich ein Strahlbild, bei welchem ein
zentraler Strahlbereich hoher Teilchenstromdichte, ein
diesen umgebender ringförmiger Strahlbereich niedrigerer
Teilchenstromdichte und ein diesen wiederum umschließender
ringförmiger Strahlbereich mit ebenfalls hoher
Teilchenstromdichte geschaffen.
In an sich bekannter Weise kann zur Erzeugung einer
zusätzlichen Ejektorwirkung der erfindungsgemäßen Düse
vorgesehen sein, daß der Düsenkörper an seinem die
Austrittsöffnung aufweisenden Ende mit einer die aus der
Austrittsöffnung austretenden Strahlbereiche umschließenden
Manschette versehen ist, wobei die Manschette als
Hohlzylinder oder als sich stromabwärts aufweitender
Trichter ausgebildet sein kann. Vorzugsweise weist die
Manschette in ihrer Wandung ausgebildete Lufteinlaßkanäle
auf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist.
Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch den vorderen Bereich
eines Düsenkörpers mit Ventilkörper,
Vorkammer und Austrittsöffnung
einschließlich eines sich ausbildenden
Strahlprofils,
Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer anderen
Ausführungsform,
Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 in einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 4 ein Strahlprofil in einer schematischen
Seitenansicht.
Die in Fig. 1 dargestellte Düse 10 hat einen
hohlzylinderartigen Düsenkörper 11, der einen Innenraum 12
umschließt. Wie nicht weiter dargestellt, ist der Innenraum
12 des Düsenkörpers 11 flüssigkeitsdicht mit einer
Zuleitung für Wasser oder wässrige Lösungen geeigneter
Zuschlagstoffe verbunden, über die das mittels der Düse 10
auszubringende Medium zu der Düse 10 zugeführt wird. An dem
oberen Ende ist der Düsenkörper 11 mit eine
Austrittsöffnung 13 versehen. Der Düsenkörper 11 bildet
ferner einen Ventilsitz 14 für einen Ventilkörper 15 aus,
wobei der Ventilsitz 14 durch eine konisch in Richtung der
Austrittsöffnung 13 zulaufende Verjüngung der Innenwandung
des Düsenkörpers 11 gebildet ist. Der im Innenraum 12 des
Düsenkörpers 11 beweglich angeordnete Ventilkörper 15 weist
dem Ventilsitz 14 korrespondierende Außenflächen 16 auf,
die bei der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung der
Düse dicht an dem Ventilsitz 14 anliegen. Der Ventilkörper
15 ist durch eine im Einlaßbereich für das zuzuführende
Wasser ortsfest verankerte Feder 19 in der Betriebsstellung
des Ventils gegen den Ventilsitz 14 gedrückt, und der
Ventilkörper 15 weist ferner eine sich in der Längsachse
der Düse 10 erstreckende zentrale Bohrung 17 auf, durch die
bei Wasserzufuhr in der Betriebsstellung der Düse 10 ein
gerichteter Vollstrahl 18 erzeugt wird, der durch die
Austrittsöffnung 13 austritt.
Zwischen dem Ventilsitz 14 und der Austrittsöffnung 13 ist
in dem Düsenkörper 11 eine Vorkammer 20 ausgebildet, die
von einem an den Ventilsitz 14 ohne Unterbrechung des
Flächenverlaufs anschließenden, sich bis zur
Austrittsöffnung 13 konisch mit einer Verjüngung
erstreckenden Abschnitt 22 umgrenzt ist. An der Außenfläche
16 des rotationssymmetrisch ausgebildeten Ventilkörpers 15
ist wenigstens eine Nut 23 ausgebildet, die eine durch die
Längsachse des Düsenkörpers 11 verlaufende Ebene unter
einem vorgegebenen Winkel durchstößt, so daß der durch die
Nut 23 durchgeleitete Wasserstrahl (Pfeil 24) die
Längsachse des Düsenkörpers nicht schneidet, sondern in
vorgegebenem Abstand tangential zu dieser verläuft. Der
durch die Nut 23 verlaufende Wasserstrahl wird dabei an der
Wandung der Vorkammer 20, insbesondere an dem die konische
Verjüngung aufweisenden Abschnitt 22 in einen rotierenden
Wasserwirbel 25 umgelenkt, wobei die so an der Innenwandung
der Vorkammer 20 erzeugte Wasserschicht an dem Abschnitt 22
in Richtung der Austrittsöffnung 13 gleitet, sich durch die
Austrittsöffnung hindurch bewegt bis zum Erreichen der
Außenkante 26 der Austrittsöffnung 13. Aufgrund der dem
Wasserwirbel 25 innewohnenden Rotationskräfte findet nach
Übertritt des Wasserwirbels über die Außenkante 26 der
Austrittsöffnung 13 eine kegelförmige Aufweitung des
Wasserwirbels statt, die in Fig. 1 durch die
Begrenzungslinie 27 angedeutet ist. Um eine Berührung des
Wasserwirbels 25 mit dem zentralen Vollstrahl 18 zu
vermeiden, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an
dem Ventilkörper 15 eine in die Vorkammer 20 hineinragende
und den Vollstrahl 18 umschließende Hülse 30 angeordnet.
Über die jeweils bemessene Länge der Hülse läßt sich das
mit der Düse 10 erzeugte Strahlbild beeinflussen.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten weiteren
Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß bei dem in
Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem
Ventilsitz 14 und dem die konische Verjüngung aufweisenden
Abschnitt 22 der Vorkammer 20 ein zylindrischer
Wandabschnitt 21 angeordnet ist, der einen Abstand zwischen
dem Abschnitt 22 und dem Ventilsitz 14 schafft. Bei dem in
Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist dieser
Wandabschnitt 21 ebenfalls einen in Richtung der
Austrittsöffnung 13 konisch sich verengenden Verlauf auf,
wobei der Steigungswinkel des Konus geringer ist als der
Steigungswinkel des Abschnitts 22, so daß hier bereits eine
allmähliche Umlenkung des aus der Nut 23 austretenden
Wasserstrahls in einen rotierenden Wasserwirbel erfolgt.
In den Fig. 1 bis 3 ist weiterhin jeweils noch eine
stromabwärts der Düse 10 mit dieser verbundene Manschette
28 dargestellt, mittels der bei der dargestellten Düse 10
eine Ejektorwirkung erzeugt wird, indem in der Wandung der
Manschette 28 Lufteinlaßöffnungen 29 vorgesehen sind. Die
Manschette 28 kann einstückig, kraftschlüssig oder auch
formschlüssig mit dem Düsenkörper 11 verbunden sein.
Durch die Auslegung der Vorkammer 20, der Hülse 30 sowie
der die in den Wasserwirbel 25 einzuleitenden Wassermenge
festlegenden Nuten 23 kann ein Strahlbild erzeugt werden,
wie dies in einer schematischen Darstellung in Fig. 4
wiedergegeben ist mit einem zentralen Vollstrahl 18 und
einem Vollwasser-Hohlkegel 35, wobei in dem Zwischenraum
zwischen dem Vollstrahl 18 und dem Hohlkegel 35 keine
Wasserteilchen feststellbar sein sollen.
Wird durch geeignete Maßnahmen wie eine Vergrößerung der
Anzahl der Nuten, die Veränderung der Nutentiefe oder durch
eine Veränderung des Nutenverlaufs über die Oberfläche des
Ventilkörpers die in den durch die Vorkammer 20 erzeugten
Wasserwirbel 25 eingeleitete Wassermenge erhöht, so
gelangen nicht mehr alle Teilchen in den sich nach Außen
aufweitenden Hohlkegel 35, sondern füllen auch den
Zwischenraum zwischen dem Vollstrahl 18 und dem Kegel 35.
Ein derartiges Strahlbild ist durch die in Fig. 1 bis 3
dargestellten Pfeile 36 charakterisiert, deren Länge die
jeweilige Teilchenstromdichte in den verschiedenen
Strahlbereichen darstellt. Demzufolge erzeugt die Düse 10
zunächst einen zentralen Strahlbereich mit hoher
Teilchenstromdichte, der im wesentlichen die Eigenschaften
eines von einer Punktstrahldüse erzeugten Strahls aufweist.
Dieser zentrale Strahlbereich ist rotationssymmetrisch von
einem ringförmigen Strahlbereich niedrigerer
Teilchenstromdichte eingeschlossen, der seinerseits von
einem ebenfalls ringförmigen Strahlbereich höherer
Teilchenstromdichte umgeben ist. Dabei sind die
Übergänge zwischen den einzelnen Strahlbereichen stetig.
Claims (15)
1. Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg- und Tunnelbau
mit einem hohlzylinderartigen Düsenkörper, der mit einem
an seinem einen Ende ausgebildeten Innenraum an eine
Zuleitung für Wasser oder wässrige Lösungen geeigneter
Zusatzstoffe ankoppelbar ist, und dessen anderes Ende eine
Austrittsöffnung für den zu erzeugenden Flüssigkeitsstrahl
aufweist, wobei in dem Düsenkörper ein im Betriebszustand
der Düse durch Federkraft in Anlage an einem am
Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitz gehaltener
Ventilkörper beweglich angeordnet ist, der mindestens
einen parallel zur Längsachse des Düsenkörpers
verlaufenden Durchgangskanal für einen vom Innenraum des
Düsenkörpers durch die Austrittsöffnung geführten
Vollstrahl aufweist, wobei in dem Düsenkörper zwischen dem
Ventilsitz und der Austrittsöffnung eine Vorkammer
angeordnet ist, deren Wandung einen eine konisch auf die
Austrittsöffnung zulaufende Verjüngung aufweisenden
Abschnitt ausbildet, und wobei der Ventilkörper auf seiner
gegen den Ventilsitz anliegenden Außenfläche wenigstens
eine Nut zur Durchleitung eines Wasserstrahls vom
Innenraum in die Vorkammer aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut (23) derart angeordnet ist,
dass der Wasserstrahl den durch den Durchgangskanal
geleiteten Vollstrahl (18) nicht schneidet, sondern durch
den Wandabschnitt (22) der Vorkammer (20) umgelenkt und in
Rotation versetzt wird, bis der so erzeugte Wasserwirbel
(25) die Kante der Austrittsöffnung (13) erreicht und sich
nach Durchtritt durch die Austrittsöffnung (13)
kegelförmig aufweitet.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilsitz (14) durch eine konisch auf die Vorkammer (20)
zulaufende Verjüngung der Innenwand des Düsenkörpers (11)
gebildet ist und der Ventilkörper (15) eine mit dem
Ventilsitz (14) korrespondierende Kegelform aufweist.
3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der konische Abschnitt (22) der Vorkammer (20) mit der
den Ventilsitz (14) bildenden Verjüngung fluchtet.
4. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der den Ventilsitz (14) bildenden Verjüngung und
dem konischen Abschnitt (22) der Vorkammer (20) ein durch
einen zylindrischen Wandabschnitt (21) gebildeter Abstand
ausgebildet ist.
5. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der den Ventilsitz (14) bildenden Verjüngung und
dem konischen Abschnitt (22) der Vorkammer (20) ein durch
einen konisch sich zur
Austrittsöffnung (13) verengenden Wandabschnitt (21)
gebildeter Abstand ausgebildet ist.
6. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Ventilkörper (15) eine in
die Vorkammer (20) vorstehende und den durch den
Durchgangskanal strömenden Vollstrahl (18)
abschirmend umschließende Hülse (30) angeordnet ist.
7. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß über den Umfang des Ventilkörpers
(15) verteilt mehrere Nuten (23) angeordnet sind.
8. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut bzw. die Nuten (23) einen
sich über die Länge des Ventilkörpers (15)
erstreckenden geradlinigen Verlauf aufweisen.
9. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nut bzw. die Nuten (23) einen
sich über die Länge des Ventilkörpers (15)
erstreckenden schraubenförmigen Verlauf aufweisen.
10. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nuten (23) jeweils eine
gleiche Abmessung aufweisen.
11. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nuten (23) unterschiedliche
Abmessungen aufweisen.
12. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (11) an seinem die
Austrittsöffnung (13) aufweisenden Ende mit einer die
aus der Austrittsöffnung (13) austretenden
Strahlbereiche umschließenden Manschette (28) versehen
ist.
13. Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Manschette (28) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
14. Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Manschette (28) als sich stromabwärts aufweitender
Trichter ausgebildet ist.
15. Düse nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Manschette (28) in ihrer
Wandung ausgebildete Lufteinlaßkanäle aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002114251 DE10214251C1 (de) | 2002-03-30 | 2002-03-30 | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002114251 DE10214251C1 (de) | 2002-03-30 | 2002-03-30 | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10214251C1 true DE10214251C1 (de) | 2003-08-14 |
Family
ID=27588605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002114251 Expired - Fee Related DE10214251C1 (de) | 2002-03-30 | 2002-03-30 | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10214251C1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8904912B2 (en) | 2012-08-16 | 2014-12-09 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods |
US9095955B2 (en) | 2012-08-16 | 2015-08-04 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems and methods |
WO2020245146A1 (de) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | Minimax Viking Research & Development Gmbh | Sprühnebeldüse für brandbekämpfungsanlagen, sowie brandbekämpfungsanlagen selbiger |
US11554461B1 (en) | 2018-02-13 | 2023-01-17 | Omax Corporation | Articulating apparatus of a waterjet system and related technology |
US11904494B2 (en) | 2020-03-30 | 2024-02-20 | Hypertherm, Inc. | Cylinder for a liquid jet pump with multi-functional interfacing longitudinal ends |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3703075A1 (de) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Drallduese zum zerstaeuben einer fluessigkeit |
DE19729053A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-01-14 | Rag Ag | Düse zur Staubbekämpfung im untertägigen Berg- und Tunnelbau |
DE10115553A1 (de) * | 2001-03-28 | 2002-10-17 | Rag Ag | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg- und Tunnelbau |
-
2002
- 2002-03-30 DE DE2002114251 patent/DE10214251C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3703075A1 (de) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Drallduese zum zerstaeuben einer fluessigkeit |
DE19729053A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-01-14 | Rag Ag | Düse zur Staubbekämpfung im untertägigen Berg- und Tunnelbau |
DE10115553A1 (de) * | 2001-03-28 | 2002-10-17 | Rag Ag | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg- und Tunnelbau |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8904912B2 (en) | 2012-08-16 | 2014-12-09 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods |
US9095955B2 (en) | 2012-08-16 | 2015-08-04 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems and methods |
US10010999B2 (en) | 2012-08-16 | 2018-07-03 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods |
US10864613B2 (en) | 2012-08-16 | 2020-12-15 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods |
US11554461B1 (en) | 2018-02-13 | 2023-01-17 | Omax Corporation | Articulating apparatus of a waterjet system and related technology |
WO2020245146A1 (de) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | Minimax Viking Research & Development Gmbh | Sprühnebeldüse für brandbekämpfungsanlagen, sowie brandbekämpfungsanlagen selbiger |
US11904494B2 (en) | 2020-03-30 | 2024-02-20 | Hypertherm, Inc. | Cylinder for a liquid jet pump with multi-functional interfacing longitudinal ends |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0604741B1 (de) | Dralldüse zum Zerstäuben einer Flüssigkeit | |
DE19518950B4 (de) | Kraftstoffeinspritzdüse | |
DE2542240C3 (de) | Hohlkegeldüse zum Zerstäuben von Flüssigkeit | |
DE4440323A1 (de) | Düse für einen Brennerkopf eines Plasmaspritzgeräts | |
DE2140526A1 (de) | Duschbrause | |
WO2008043114A1 (de) | EINSATZELEMENT, GASLINSE MIT EINEM SOLCHEN EINSATZELEMENT UND SCHWEIßBRENNER MIT EINER SOLCHEN GASLINSE | |
DE2351227A1 (de) | Brause | |
DE19541174C2 (de) | Hochleistungsstrahldüse | |
DE102006053625A1 (de) | Rotordüse | |
DE7036241U (de) | Kraftstoffeinspritzduese. | |
DE3717128A1 (de) | Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmedium | |
DE10214251C1 (de) | Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau | |
EP0801990B1 (de) | Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen | |
EP0060540B1 (de) | Vorrichtung zur Bildung einer Vielzahl von belüfteten Strahlen, insbesondere Brausekopf | |
DE3706694A1 (de) | Zweistoff-zerstaeubungsduese zur erzeugung eines vollkegelstrahls | |
DE3525591A1 (de) | Auslassventil fuer eine tropfbewaesserung | |
DE3640818C1 (en) | Spray head for producing an air-liquid mixture, in particular for a cooling device | |
DE3309742C2 (de) | ||
DE1660592A1 (de) | Blasstrahlduese zum Foerdern und/oder Behandeln textiler Fadengebilde | |
DE102011102693B4 (de) | Löschdüsenkopf mit Strömungskanal | |
DE19615888C2 (de) | Regelventil zur Druckreduzierung gasförmiger Stoffe | |
DE4005094C2 (de) | Schäumvorrichtung | |
DE3703075C2 (de) | ||
DE972387C (de) | Kraftstoffeinspritzduese mit Drallwirkung | |
DE19546930C1 (de) | Koronadüse zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RAG AKTIENGESELLSCHAFT, 44623 HERNE, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RAG AKTIENGESELLSCHAFT, 44623 HERNE, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121002 |