DE1403149C

DE1403149C - Injector-type device for generating a high-speed jet of hot water for cleaning purposes

Info

Publication number: DE1403149C
Authority: DE
Inventors: Irenee P. Wynnewood Pa. Pedrick (V.St.A.)
Original assignee: Purex Corp Ltd
Current assignee: Purex Corp Ltd
Publication date: 1971-10-28

Description

¹ 2 ¹ 2

Die Erfindung betrifft eine injektorartige Vorrich- wasserstrahl höheren Drucks, gestattet in einfacher tung zum Erzeugen eines Heißwasserstrahles hoher Weise die kurzfristige Einleitung der richtigen Mi-Geschwindigkeit für Reinigungszwecke mit einer Art schung und hoher Beschleunigung des abgegebenen Venturirohr mit drei konzentrischen, in ein zum heißen Reinigungsstrahls und ist im Betrieb weit-Venturirohr gehörendes Mischrohr mündenden Ka- 5 gehend unabhängig von schwankenden Betriebsnälen. Davon führt der äußere Kanal Wasser, der drücken der Dampf- und Wasserzufuhr. Bricht das mittlere Dampf und der innere ein Reinigungsmittel. die innige Mischung herbeiführende Vakuum wäh-Außerdem ist eine Überströmkammer vorgesehen, die rend des Betriebs zusammen, dann läßt sich die einerseits mit dem Venturirohr bzw. dem Mischrohr Reinigungsvorrichtung durch Betätigung des zweiten und andererseits über ein Rückschlagventil mit einer io Ventils in der Überströmkammer unschwierig und Abflußleitung verbunden ist. ohne lange Wartezeit wieder in Betrieb setzen.The invention relates to an injector-like device water jet of higher pressure, made possible in a simple manner tion to generate a hot water jet high way the short-term introduction of the correct Mi-speed for cleaning purposes with a kind of schung and high acceleration of the dispensed Venturi tube with three concentric, in one to the hot cleaning jet and is in operation far-venturi tube belonging mixing tube opening channel 5 going independently of fluctuating operating channels. From this the outer channel carries water, which presses the steam and water supply. Breaks that medium steam and the interior a detergent. the intimate mixture-inducing vacuum also selects If an overflow chamber is provided, the rend of operation together, then the on the one hand with the Venturi tube or the mixing tube cleaning device by actuating the second and on the other hand via a check valve with an io valve in the overflow chamber and easy Drain line is connected. Put it back into operation without a long wait.

Diese bekannten Vorrichtungen beruhen auf dem Das in die Dampfzuführung eingeschaltete Dampf-Prinzip, das bei der Vereinigung von Dampf und sieb unterstützt vorteilhaft durch Wirbelung des kaltem Wasser in abgeschlossenen Räumen entste- Speisedampfes mit Folge eines laminaren Stromes hende Vakuum zur Beschleunigung des Wasserstrahles 15 zum Mischrohr und fördert damit die Vakuumbildung auszunutzen. Dadurch erhält man aus einem Dampf- darin. Bei den dargelegten Querschnittsverhältnissen und Wasservorrat niederen Druckes einen Heiß- in dem das Venturirohr bildenden Teil des Mischwasserstrahl höheren Druckes. Solche Vorrichtungen rohres ergeben sich optimale Betriebsverhältnisse, erleichtern nicht nur die Reinigung von frei liegenden, Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung eines beschmutzten Flächen, besonders auch das Reinigen 20 Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Dabei zeigt der Innenseiten von Behältern oder Rohren mit anders F i g. 1 einen senkrechten Querschnitt durch eine schwer zugänglichen Flächen. Je größer dabei die Reinigungsvorrichtung,These known devices are based on the steam principle switched into the steam supply, that supports the union of steam and sieve advantageously by swirling the Cold water in closed rooms generates feed steam with a result of a laminar flow Pending vacuum to accelerate the water jet 15 to the mixing tube and thus promotes the formation of a vacuum to take advantage of. This gives one out of a steam-in it. With the cross-sectional ratios shown and a hot water supply of low pressure in the part of the mixed water jet which forms the venturi tube higher pressure. Such devices tube result in optimal operating conditions, not only facilitate the cleaning of exposed, the invention is based on the drawing of a soiled surfaces, especially the cleaning 20 exemplary embodiment further explained. It shows the inside of containers or pipes with different F i g. 1 shows a vertical cross section through a areas that are difficult to access. The larger the cleaning device,

Geschwindigkeit des Wasserstrahles ist, um so höher F i g. 2 eine Seitenansicht zum Teil im SchnittThe speed of the water jet is, the higher F i g. 2 is a side view partly in section

ist der ReinigungsefTekt. durch ein zur Verbindung mit der Vorrichtung lautis the cleaning effect. through a loud to connect to the device

Die nächstkommende bekannte Vorrichtung dieser 25 F i g. 1 geeignetes Düsenanschlußstück und
Art (USA.-Patent 2 176 682) arbeitet mit einer ein- F i g. 3 eine schematische Darstellung der Flächenteiligen Überströmkammer mit einem einzigen Ventil. Verhältnisse von Teilen der Vorrichtung laut F i g. 1. Die Überströmkammer hat deshalb ein verhältnis- Gemäß F i g. 1 hat die mit 2 als Ganzes bezeichnete mäßig großes Volumen. Bei Inbetriebnahme der be- Reinigungsvorrichtung ein Gehäuse 4 aus beliebigem, kannten Vorrichtung muß zunächst im Mischrohr ein 30 geeignetem Werkstoff, z. B. Eisen, Metall oder einer Vakuum gebildet werden'" und muß dieses Vakuum Legierung, z. B. Gußstück.The closest known device of this 25F i g. 1 suitable nozzle connector and
Art (USA.-Patent 2,176,682) works with a single fig. 3 a schematic representation of the planar overflow chamber with a single valve. Ratios of parts of the device according to FIG. 1. The overflow chamber therefore has a ratio according to FIG. 1 has the moderately large volume designated as 2 as a whole. When putting the cleaning device into operation, a housing 4 made of any known device must first be made of a suitable material in the mixing tube, e.g. B. iron, metal or a vacuum can be formed '"and this vacuum must be an alloy, e.g. a casting.

auch die Überströmkammer evakuieren, da das Misch- Der Dampf wird durch den Dampfeinlaß 6 eingerohr mit der Uberströmkammer verbunden ist. Wegen führt und strömt durch ein Dampfsieb 8 in die Kamder verhältnismäßig großvolumigen Überströmkam- mer 10. In das Gehäuse 4 ist eine Düse 12 eingemer und wegen der zusätzlichen Verbindung der 35 schraubt, die sich von der Kammer 10 gleichmäßig Überströmkammer auch mit anderen und vom Va- bis zu deren Ausgang 16 verjüngt. Der Ausgang 16 kuum bildenden Bereich verhältnismäßig weit ent- der Düse 12 liegt innerhalb eines Mischrohres 18.
fernten Stellen des Mischrohres kommt ein stabiler In die Düse 12 ist eine weitere Düse 20 zur Abgabe Betriebszustand nur verhältnismäßig langsam zu- eines Reinigungs- oder Lösungsmittels zentral eingestände. Bei Druckschwankungen in der Dampfzufuhr 4° setzt, wobei ihr Ausgang über das Ende der Düse 12 können dann außerdem im Betrieb auch noch Un- hinaus in das Mischrohr 18 hineinragt. Die Düse 20 regelmäßigkeiten auftreten. wird durch ein in das Gehäuse 4 eingeschraubtes Die Erfindung hat die Aufgabe, die bekannte Rei- Teil 22 mit Mittelbohrung und weiter durch ein nigungsvorrichtung dahin zu verbessern, daß sie einen Teil 24 mit Mittelbohrung gespeist. An das Teil 24 Heißwasserstrahl höheren Drucks bereits bei wesent- 45 ist eine Versorgungsleitung 26 angeschlossen, die die lieh niedrigeren Dampfdrücken als bisher liefert und Düse 20 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter gegen Schwankungen des Speisedampf- und/oder mit Reinigungs- oder Lösungsmittel versorgt. Der Wasserdrucks unempfindlicher ist. Zufluß aus der Versorgungsleitung 26 zur Düse 20 Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß am wird durch ein Nadelventil 28 gesteuert, das durch Eingang zum mittleren, Dampf führenden Kanal ein 5" einen auf dem Ventilschaft 32 befestigten Handgriff 30 Dampfverteilungskörper (Dampfsieb) vorgesehen ist, betätigt wird. Der Ventilschaft 32 sitzt in einer durch daß die Uberströmkammer durch ein zweites Rück- die Stopfbuchse 36 festgezogenen Dichtung 34. Im schlagventil in eine Hauptkammer und eine Vorkam- Teil 24 ist außerdem ein Ventil-Reinigungseinsatz 38 mer unterteilt ist und daß die Vorkammer mit einem eingeschraubt. Ein Kugelventil 40 verhindert bei der dem das Vakuum bildenden Teil unmittelbar benach- 55 Reinigungsvorrichtung den Rückschlag auf die Verbarten Bereich des Misehrohrcs in Verbindung sorgungsleitung 26.also evacuate the overflow chamber, since the mixing pipe is connected to the overflow chamber through the steam inlet 6. Wegen leads and flows through a steam sieve 8 into the chamber 10, which has a relatively large volume overflow chamber 10. A nozzle 12 is incorporated in the housing 4 and, because of the additional connection of the 35, screws itself from the chamber 10 evenly overflow chamber with others and from the Va - tapered to their exit 16. The exit 16 vacuum-forming area relatively far from the nozzle 12 lies within a mixing tube 18.
In the nozzle 12, another nozzle 20 is only relatively slow to dispense a cleaning agent or solvent centrally. In the event of pressure fluctuations in the steam supply, 4 ° sets, with its outlet via the end of the nozzle 12 then also protruding into the mixing tube 18 during operation. The nozzle 20 regularities occur. is screwed into the housing 4 by a screwed The invention has the task of improving the known Rei- part 22 with a central bore and further by an inclination device so that it feeds a part 24 with a central bore. A supply line 26 is connected to part 24 of hot water jet of higher pressure already at substantially 45, which supplies the lent lower steam pressures than before and supplies nozzle 20 from a storage container (not shown) against fluctuations in the feed steam and / or with cleaning agents or solvents. The water pressure is less sensitive. Inflow from the supply line 26 to the nozzle 20 The invention solves this problem in that the steam distribution body (steam strainer) is controlled by a needle valve 28, which is provided through the inlet to the central, steam-carrying channel, a handle 30 attached to the valve stem 32 The valve stem 32 is seated in a seal 34 which is tightened by the overflow chamber through a second return valve, the stuffing box 36. In the check valve, a valve cleaning insert 38 is also divided into a main chamber and an antechamber part 24 and that the Pre-chamber with a screwed in. A ball valve 40 prevents the cleaning device immediately adjacent to the part forming the vacuum from kicking back into the verbal area of the mixing pipe in connection with the supply line 26.

steht. Durch den Einlaß 44 wird aus einer beliebigenstands. Through the inlet 44 is from any

Die Vorkammer hat im Vergleich zur Haiiptkammer Quelle Kaltwasser zugeführt und strömt durch einCompared to the shark chamber, the antechamber has supplied cold water to the spring and flows through it

zweckmäßig geringes Volumen. Bei bestimmten Quer- Sieb 48 in eine Kammer 46. Ein Reinigungseinsatz 50appropriately small volume. At certain transverse sieves 48 in a chamber 46. A cleaning insert 50

schnittsvcrhältnissen treten bei dieser Vorrichtung ⁶° ermöglicht das Reinhalten des Siebes 48. Von derCutting conditions occur in this device ⁶ ° enables the sieve 48 to be kept clean

optimale Betriebsverhällnisse auf. Da/11 soll der Aus- Kammer 46 strömt das Wasser durch die Öffnung 52optimal operating conditions. Since / 11 the out chamber 46, the water flows through the opening 52

trittsc|iierschnilt C des äußeren Kanals 3,25- bis zwischen der Düse 12 und dem anschließenden TeilSteps cut C of the outer channel 3, 25 to between the nozzle 12 and the adjoining part

3,75mal und der Austrittsquerschnitt Ii des mittleren des Mischrohres 18 und bildet in der Nähe der Innen-3.75 times and the outlet cross-section Ii of the middle of the mixing tube 18 and forms in the vicinity of the inner

Kaiials 10- bis I2mal so groß wie der kleinste Quer- wand des Mischrohres 18 einen schlaiichförmigen schnitt Λ des Mischrohres sein. 65 Wasserstrahl geringer Wandstärke.Can be 10 to 12 times as large as the smallest transverse wall of the mixing tube 18, a tubular section Λ of the mixing tube. 65 Thick water jet.

Die Vorrichtung nach der llrfinduiig liefert gegen- Das Mischrohr 18 besieht aus den der Reihe nachThe device according to the 11rfinduiig provides counter- The mixing tube 18 is viewed from the one after the other

über der bekannten Reinigungsvorrichtung bereits bei zusammengeschraubten '!'eilen 54, 56, 58 und 60,over the known cleaning device already with screwed together '!' rushes 54, 56, 58 and 60,

verhältnismai.iii'. niederen Dampfdrücken einen Heiß- wobei das Teil 60 außerdem noch mit dein Gehäuse 4ratiomai.iii '. lower steam pressures a hot one, the part 60 also still with your housing 4

verschraubt ist. Dieses Mischrohr 18 hat die Form einer Venturidüse.is screwed. This mixing tube 18 has the shape of a Venturi nozzle.

Die Anschlußenden der Teile 54 und 56 haben voneinander Abstand, bilden einen mit den öffnungen 64 verbundenen Schlitz 62 und führen in die Überströmkammer 66. Zwischen den Teilen 56 und 58 ist in ähnlicher Weise ein Schlitz 68 gebildet, der mit Öffnungen 70 verbunden ist, die mit der Überströmkammer 72 in Verbindung stehen. Zwischen den Teilen 58 und 60 ist wiederum in ähnlicher Weise ein Schlitz 74 gebildet, der mit öffnungen 76 in Verbindung steht, die mit der Uberströmkammer 72, 66 verbunden sind. Diese Überströmkammer ist in eine Vorkammer 66 und eine Hauptkammer 72 geteilt. Vor- und Hauptkammer sind durch ein zweites Rückschlagventil 80 verbunden, das den Durchstrom steuert. Das Rückschlagventil 80 hat ein Führungskreuz 82, das auf den Seiten der Öffnung 78 aufsitzt, und gleitet mit seinem Ventilschaft 84 in einer öffnung 86 der Schraubkappe 88.The connecting ends of the parts 54 and 56 are spaced from one another and form one with the openings 64 connected slot 62 and lead into the overflow chamber 66. Between the parts 56 and 58 a slot 68 is formed in a similar manner, which is connected to openings 70, which with the overflow chamber 72 related. Between the parts 58 and 60 is again a similar way Slit 74 is formed which is connected to openings 76 which are connected to the overflow chamber 72, 66 are. This overflow chamber is divided into an antechamber 66 and a main chamber 72. The antechamber and main chamber are connected by a second check valve 80 which controls the flow. The check valve 80 has a guide cross 82 which rests on the sides of the opening 78 and slides with its valve stem 84 in an opening 86 of the screw cap 88.

Das Ausströmen aus der Hauptkammer 72 in die mit einem Ausgangsrohr 92 verbundene Kammer 90 steuert das Ventil 94, das in einer Öffnung 95 sitzt. Das Ventil 94 hat wiederum ein Führungskreuzstück 96, das auf den Seiten der öffnung 95 sitzt, und gleitet mit seinem Ventilschaft 98 in einer Öffnung 100 einer Schraubkappe 102.The outflow from the main chamber 72 into the chamber 90 connected to an outlet pipe 92 controls the valve 94, which is seated in an opening 95. The valve 94 in turn has a guide cross piece 96, which sits on the sides of the opening 95, and slides with its valve stem 98 in an opening 100 of a screw cap 102.

Über die Kupplung 104 wird laut F i g. 2 ein Schlauch 106 angeschlossen, der an seinem Auslaß eine Düse 108 mit einer Dr.osselöffnung 110 für die Abgabe des heißen Reinigungsstrahls hat.According to FIG. 2 a hose 106 connected to its outlet a nozzle 108 with a drip opening 110 for the delivery of the hot cleaning jet.

Bei der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung führen bestimmte Verhältnisse zu optimalen Verhältnissen. Wenn der Flächenquerschnitt des Innern des Mischrohres 18 an seiner schmälsten Stelle A den Wert X hat, dann muß der Querschnitt an der Stelle B zwischen der Innenwand des Ausgangs der Düse 12 und der Außenwand der Düse 20 10- bis I2ma' so groß wie der Wert X, vorzugsweise ll,5mal so groß sein. Der Querschnitt an der Stelle C zwischen der Außenfläche des Auslasses des Mischrohres 18 soll 3,25- bis 3,75-, vorzugsweise 3,5mal größer als der Wert Absein. Der Außenumfang des Düsenauslasses bei der Düse 12 soll an der Stelle C 3,75- bis 4,25-, vorzugsweise 4mal so groß wie der Umfang des Inneren des Mischrohres 18 an der Stelle A sein.In the cleaning device according to the invention, certain conditions lead to optimal conditions. If the surface cross-section of the interior of the mixing tube 18 at its narrowest point A has the value X , then the cross-section at point B between the inner wall of the outlet of the nozzle 12 and the outer wall of the nozzle 20 must be 10 to I2ma 'as large as the value X, preferably 11.5 times as large. The cross section at point C between the outer surface of the outlet of the mixing tube 18 should be 3.25 to 3.75, preferably 3.5 times greater than the value Absein. The outer circumference of the nozzle outlet at the nozzle 12 should be 3.75 to 4.25 times, preferably 4 times, as large as the circumference of the interior of the mixing tube 18 at point A at point C.

Zum Betrieb der Reinigungsvorrichtung 2 führt man aus einer Kaltwasserleitung durch den Einlaß 44 Wasser mit einem Druck von 0,35 bis 1,75 kg/qcm zu, das dann durch das Sieb 48 und die Öffnung 52 in das Mischrohr 18 strömt. Nach der Einführung von Wasser führt man durch den Dampfeinlaß 6 Dampf mit einem Druck von 0,35 bis l,75kg,qcm ein, der dann durch das Dampfsieb 8, die Kammer 10 und die Düse 12 in das Mischrohr 18 übertritt. Dampf und Wasser haben also vorzugsweise gleichen Druck. Beim Austritt aus der Düse 12 wird der Dampf durch einen dünnwandigen, konusförmigen Wasserschlauch umhüllt und so plötzlich kondensiert. Dadurch entsteht ein hohes Vakuum mit der Folge hoher Beschleunigung des eintretenden Niederdruckdampfes und Niederdruckwassers und äußerster Beschleunigung des abgegebenen Reinigungsstrahls.To operate the cleaning device 2, a cold water line is passed through the inlet 44 Water at a pressure of 0.35 to 1.75 kg / sq cm, which is then passed through the sieve 48 and the opening 52 flows into the mixing tube 18. After the introduction of water, steam is passed through the steam inlet 6 with a pressure of 0.35 to 1.75kg, qcm a, the then passes through the steam sieve 8, the chamber 10 and the nozzle 12 into the mixing tube 18. steam and water therefore preferably have the same pressure. When exiting the nozzle 12, the steam is enveloped by a thin-walled, conical water hose and suddenly condensed. Through this creates a high vacuum with the consequence of high acceleration of the incoming low-pressure steam and low pressure water and extreme acceleration of the emitted cleaning jet.

Während der Strahlbildung (lurch Wasser und Dampf im Mischrohr 18 kommt es auch /um Überströmen durch die Schlit/e 62 und die Öffnung 64 in die Vorkammer 66 und durch die Schlii/c68 und 74 und die zugehörigen Öffnungen 70 und 76 in die Hauptkammer 72. Der Aufbau von Vakuum im Mischrohr 18 schließt die Ventile 80 und 94.During the jet formation (by water and steam in the mixing tube 18, there is also an overflow through the slots 62 and the opening 64 into the antechamber 66 and through the slots 68 and 74 and the associated openings 70 and 76 in the main chamber 72. The creation of vacuum in the Mixing tube 18 closes valves 80 and 94.

Nach der Wasserstrahlbildung kann man dann das Ventil 28 öffnen und über die Düse 20 ein Reinigungsmittel in das Mischrohr 18 einführen, da der Auslaß der Düse 20 im vom Dampfauslaß durch die Düse 12 um die Düse 20 herum und durch die Dampfkondensation hinter der Düse 12 gebildeten Vakuum liegt. Das Reinigungsmittel wird im Mischrohr 18 mit dem Wasser fein verteilt innig gemischt.After the water jet has been formed, the valve 28 can then be opened and a cleaning agent can be used through the nozzle 20 Introduce into the mixing tube 18, since the outlet of the nozzle 20 in from the steam outlet through the nozzle 12 around the nozzle 20 and by the steam condensation behind the nozzle 12 vacuum. The cleaning agent is intimately mixed with the finely divided water in the mixing tube 18.

Der das Mischrohr 18 verlassende Reinigungsstrahl hat hohe Geschwindigkeit und ist durch den im weiten Umfang kondensierten Dampf hoch erhitzt. Das hocherhitzte Wasser läuft zusammen mit dem Reinigungsmittel durch den Schlauch 106 und tritt aus der Düse 108.The cleaning jet leaving the mixing tube 18 has high speed and is through the in the far Scope of condensed steam highly heated. The heated water runs together with the cleaning agent through hose 106 and exits nozzle 108.

Vergleichsversuche zwischen einer nach der USA.-Patentschrift 2 176 682 ausgeführten Reinigungsvorrichtung und einer solchen nach der Erfindung unter gleichen Versuchsbedingungen mit den nachfolgenden Flächenquerschnitten in Flächeneinheiten an den Stellen A, B, C entsprechend der Patentschrift und dieser Beschreibung, nämlichComparative tests between a cleaning device designed according to US Pat. No. 2,176,682 and a cleaning device according to the invention under the same test conditions with the following surface cross-sections in units of area at points A, B, C according to the patent and this description, namely

Laut USA.-Patentschrift 2 176 682
Laut Erfindung According to U.S. Patent 2,176,682
According to the invention

Stelle
\ B \ C Job
\ B \ C

110
123110
123

420
1476420
1476

522,6 426522.6 426

brachten beim Arbeiten mit Niederdruckdampf in den früher erwähnten Grenzen Fleißwasserstrahlen folgender Ausgangsdrücke:When working with low-pressure steam within the limits mentioned earlier, the following water jets were used Outlet pressures:

Eingangs-Dampfdruck Inlet vapor pressure

0,35 kg/qcm
0,70 kg/qcm
1,41 kg/qcm
2,11 kg/qcm0.35 kg / sq cm
0.70 kg / sq cm
1.41 kg / sq cm
2.11 kg / sq cm

Ausgangsdruck
laut USA.-Patent
2 176 682Outlet pressure
according to the USA patent
2,176,682

unwirksam
1,05 kg/qcm
1,75 kg/qcm
5,93 kg/qcmineffective
1.05 kg / sq cm
1.75 kg / sq cm
5.93 kg / sq cm

Claims

Claims: according to the invention 7.03 kg / sq cm 8.44 kg / sq cm 11.25 kg / sq cm 12.26 kg / sq cm

1. Injector-type device for producing a High speed hot water jet for cleaning purposes with a type of venturi tube, with three concentric channels opening into a mixing tube connected to the venturi tube, of which the outer water, the middle steam and the inner one carries a detergent, and with an overflow chamber surrounding the Venturi tube, which is connected to the Venturi tube on the one hand and on the other hand via a check valve with a drain line in connection, d a through marked that at the entrance (10) to initiate the steam-carrying channel (52) a steam distribution body (steam sieve 8) it is provided that the overflow chamber (72, 66) through a / wide check valve (80) in a Main chamber (72) and an antechamber (66) divided and that the antechamber with a part (51) which forms the vacuum is immediately adjacent Area of the mixing tube (18) is in communication (channel 64).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the antechamber (66) is an im Compared to the main chamber (72) has a small volume.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized

characterized in that the outlet cross section C of the outer channel (52) is 3.25 to 3.75 times and the outlet cross section B of the central channel (16) is 10 to 12 times as large as the smallest cross section A of the mixing tube (18).

1 sheet of drawings