DE1750677A1 - Pressure jet nozzle head - Google Patents
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Description
DIPL-ING. ROLAND MERTENS DIPL-ING. ROLAND MERTENS
PATENTANWALTPATENT ADVOCATE
Betr.:Re:
6 Frankfurt a. M., am 22.Mai 19686 Frankfurt a. M., on May 22, 1968
Neue Mainzer Str. 40-42 vdS/BI Fernsprecher 283927, 288525 ' Neue Mainzer Str. 40-42 vdS / BI telephones 283927, 288525 '
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THE DUNLOP COMPANY LIMIO)ED Byder Street, St. James's London S. W. Λ /EnglandTHE DUNLOP COMPANY LIMIO) ED Byder Street, St. James's London SW Λ / England
tt Ittt It
Druckfludstrahldüsenkopf "Pressure jet nozzle head "
Die Erfindung betrifft einen Austrittsdüsenkopf für einen Fludstrahl (Druckmittelstrahl), wie er z.B. bei einer Vorrichtung zur Durchführung der Bearbeitung von polymerem Material gebraucht wird.The invention relates to an outlet nozzle head for a jet stream (pressure medium jet), as it is, for example, in a device is used to carry out the processing of polymeric material.
Die Entfernung, die Verdrängung oder das Erzwingen des Wegströmens von zumindest einem Teil des Materials von einem zu bearbeitenden Körper kann durch die Verwendung eines Flud-The removal, the displacement or the forcing of the flow away of at least part of the material of a body to be machined can be achieved by using a fluid
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Strahles bewirkt werden· Zur genauen und sorgfältigen Bearbeitung des Materials ist ein fflud-Strahl mit sehr kleinem Gesamtdurchmesser erwünscht,der über die ganze Jfintfernung zwischen der Düsenaustritt»soffnung und der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials gebündelt bleibt. Hierbei ist die Verringerung oder die Verhinderung von turbulenter Strömung in dem Flud-Strahl wichtig. Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung oder Verhütung der Turbulenz.Beam can be effected · For precise and careful processing of the material is a very small fflud jet Desired overall diameter over the entire distance between the nozzle outlet opening and the surface of the material to be processed remains bundled. Here the reduction or the prevention of turbulent Flow is important in the flud jet. Object of the invention is the reduction or prevention of turbulence.
Man hat gefunden, daß Austrittsdüsen zur Erzeugung eines laminar fließenden, gebündelten plud-Strahles erstens eine feine glatte Bohrung von ausreichender Länge haben müssen und zweitens aus einem Material gefertigt sein müssen, das fest genug ist, um dem Druck in der Bohrung zu widerstehen.It has been found that outlet nozzles for generating a laminar flowing, bundled plud jet are first of all a fine jet must have a smooth bore of sufficient length and, secondly, must be made of a material that is strong enough is to withstand the pressure in the bore.
Der Druck kann z.B. in der Größenordnung von fOUO kg/cm liegen. Hierbei kommt man notwendigerweise zu Austrittsdüsen aus einem Material wie Strahl, in das eine Bohrung gebohrt wird., mit den heute verfügbaren Bohrmaschinen kann man Bohrungen nur bis zu einem Durchmesser von ca. 0,254- mm bohren bei einer Länge von etwa 1,6 mm (1/16 Zoll). Solche Durchmeseer und Längen reichen nicht aus, um einen genügend dünnen JFlud-Strahl zu erzeugen oder um in dem Strahl eine laminare Strömung zuThe pressure can be, for example, of the order of magnitude of fOUO kg / cm. Here one necessarily comes to outlet nozzles made of a material such as a jet into which a hole is drilled. With the drilling machines available today, holes can only be drilled up to a diameter of approx. 0.254 mm with a length of approx. 1.6 mm ( 1/16 inch). Such diameters and lengths are insufficient to produce a sufficiently thin JFlud jet or to create a laminar flow in the jet
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erzeugen. Aucli ist die Innenfläche der Bohrung hierfür nicht ausreichend glatt und wenn der Bohrungsdurchmesser durch ein Zieh- oder Preßverfahren weiter verringert wird, wird der Zustand der Bohrungsinnenfläche nicht verbessert.produce. Aucli is not the inner surface of the hole for this sufficiently smooth and if the bore diameter is further reduced by a drawing or pressing process, the condition becomes the inner surface of the bore is not improved.
Der Druckfluästrahldüsenkopf nach der Erfindung, der der Erzeugung eines Flud-Strahles dient, besteht aus einem Düsengehäuse mit einer Längsbohrung, das aus einem Material ausreichender Zug- und Druckfestigkeit gefertigt ist, um dem Druck des Fluds widerstehen zu können, und einer besonderen Düse mit glatter Bohrung koaxial in der Gehäusebohrung, wobei die besondere Düse aus einem Material gefertigt ist, welches eine ausreichende Zug- und Druckfestigkeit hat, um dem darin ausgeübten Druck des Fluds zu widerstehen.The Druckfluästrahldüsenkopf according to the invention, the generation a flud jet, consists of a nozzle housing with a longitudinal bore made of a material with sufficient tensile and compressive strength to withstand the pressure of the To be able to withstand fluds, and with a special nozzle smooth bore coaxially in the housing bore, the special nozzle is made of a material that has a has sufficient tensile and compressive strength to withstand the pressure exerted therein by the fluid.
Bei einer Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem zylindrischen Stahlkörper mit zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Bohrung mit einer Ringschulter in der Bohrung nahe deren Austrittsöffnung und die besondere Düse aus einem zylindrischen oder komplementär zur Bohrung kegelstumpfförmigen Glasoder Keramikkörper mit zylindrischer Längsbohrung. Der Glasoder Keramikkörper ist koaxial innerhalb der Gehäusebohrung angeordnet und liegt an deren einem Ende an der Eingschulter an.In one embodiment, the housing consists of a cylindrical one Steel body with a cylindrical or frustoconical bore with an annular shoulder in the bore close to it Outlet opening and the special nozzle made of a cylindrical or complementary to the bore frustoconical glass or Ceramic body with cylindrical longitudinal bore. The glass or ceramic body is coaxial within the housing bore arranged and lies at one end on the Einschulter.
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Der Glas- oder Keramikkörper kann in der Gehäusebohrung mittels eines Epoxyharzklebers wie z.B. "Araldite" (einem von der Ciba Company Incorporated, Kimberton, Pennsylvania, USA, hergestellten Epoxyharz) festgelegt und darin gehalten werden.The glass or ceramic body can be fixed in the housing bore using an epoxy resin adhesive such as "Araldite" (a epoxy resin manufactured by Ciba Company Incorporated, Kimberton, Pennsylvania, USA) and held therein will.
Vorzugsweise ist die Bohrung in der zylindrischen besonderen Düse koaxial angeordnet, so daß sie koaxial mit der Gehäusebohrung ist.Preferably the bore in the particular cylindrical nozzle is coaxially arranged so that it is coaxial with the housing bore is.
Die Bohrung in der besonderen Düse kann über ihre gesamte Länge von gleichbleibendem Durchmesser sein, oder die Bohrung kann alternativ nur über einen Teil ihrer Länge von gleichbleibendem Durchmesser sein, während das -^ingangsende der besonderen Düse eine konische Form aufweist, um in einer sanften Kurve in Hichtung der Strömung des Fluds vom Einströmende der besonderen Düse in das Innere der Bohrung überzugehen.The bore in the particular nozzle can be of constant diameter over its entire length, or the bore can alternatively be of constant diameter only over part of its length, while the - ^ ingangsende of special nozzle has a conical shape to turn in a gentle Curve in the direction of the flow of the river from the inlet end the special nozzle to pass into the interior of the bore.
Bei einer Alte mat ivaus führung besteht die besondere Düse aus einer auf die Innenfläche der Gehäusebohrung aufgebrachten Auskleidung mit einer Bohrung, die einen kleineren Durchmesser hat als die Gehäusebohrung; so kann z.B. ein Glasbelag an Ort und Stelle in die Gehäusebohrung eingeschmolzen werden.In the case of an old mat iv version, the special nozzle consists of a liner applied to the inner surface of the housing bore with a bore having a smaller diameter has than the housing bore; For example, a glass covering can be melted into the housing bore on the spot.
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Bei den vorerwähnten Ausführungsformen ist im Falle einer Wasserstrahldüsenvorrichtung der Durchmesser der Düsenbohrung etwa 0,178 mm (0,007 Zoll), und die Länge des Teiles der Düsenbohrung , der einen gleichbleibenden Durchmesser hat, etwa 6,35 mm (1/4 Zoll) groß. In the aforementioned embodiments, in the case of a water jet nozzle device, the diameter of the nozzle bore is about 0.178 mm (0.007 inches), and the length of the portion of the nozzle bore , which is a constant diameter, about 6.35 mm (1/4 inch) tall.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es sind:Embodiments of the invention are shown in the drawing. There are:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform,1 shows a first embodiment,
Fig. 2 eine Abwandlung der ersten Ausführungsform,2 shows a modification of the first embodiment,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform undFig. 3 shows a second embodiment and
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform, alle längsgeschnitten.4 shows a third embodiment, all in longitudinal section.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht ein Fludstrahldüsenkopf aus einem Düsengehäuse 1 aus Stahl und einer darin befestigten Düse 4 aus Glas. Das Stahlgehäuse 1 ist allgemein zylindrisch mit einer koaxialen Bohrung 3 durch das Gehäuse und hat an einem Ende 1a eine radial einwärts vorspringende Hingschulter 2. Dieses Ende des Gehäuses istIn the embodiment shown in Fig. 1, a jet nozzle head consists of a nozzle housing 1 made of steel and a nozzle 4 made of glass fixed therein. The steel case 1 is generally cylindrical with a coaxial bore 3 through the housing and has one radially inwardly at one end 1a protruding hanging shoulder 2. This end of the housing is
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das Austrittsende des Düsenkopfes. Das Eingangsende 1b ist auf der Außenseite zur Verbindung mit einem geeigneten, nicht dargestellten Fluddruckerzeuger mit einem Schraubgewinde versehen. the exit end of the nozzle head. The input end 1b is on the outside for connection to a suitable one, not provided with a screw thread.
Die Glasdüse 4 ist ein zylindrischer Glaskörper mit einer koaxialen gleichmäßig zylindrischen Bohrung 5 und ist koaxial in der Gehäusebohrung 3 derart befestigt, daß sie mit einem Ende 4a an der Ringschulter 2 in dem Gehäuse 1 anliegt. Sie wird in dem Gehäuse 1 befestigt und gehalten von einem (nicht dargestellten ) Film aus "Araldite" Epoxyharz, welcher zwischen der Außenfläche der Düse 4 und der Innenfläche der Gehäusebohrung 3 aufgebracht ist.The glass nozzle 4 is a cylindrical glass body with a coaxial uniformly cylindrical bore 5 and is coaxial fastened in the housing bore 3 in such a way that it rests with one end 4a on the annular shoulder 2 in the housing 1. she is fixed in the housing 1 and held by a (not shown) film of "Araldite" epoxy resin, which is between the outer surface of the nozzle 4 and the inner surface of the housing bore 3 is applied.
Der Außendurchmesser des Gehäuses 1 beträgt 9t53 mm (3/8 Zoll) und der Durchmesser der Bohrung 3 4,76 mm (3/16 Zoll). Der Außendurchmesser der Glasdüse 4 ist etwas kleiner als 4,76 mm, damit äe in die Bohrung eingesetzt und darin befestigt wer-The outside diameter of the housing 1 is 9t53 mm (3/8 inch) and the diameter of bore 3 4.76 mm (3/16 inch). Of the The outer diameter of the glass nozzle 4 is slightly smaller than 4.76 mm so that it can be inserted into the bore and fastened in it.
den kann. Ihre Länge ist 6,35 mm (V^ Zoll). Der Durchmesser der Düsenbohrung 5 ist 0,178 mm (0,007 Zoll) und ist über die ganze Länge genau gleich. Entsprechend der Natur des Materials, aus dem die Düse 4 gebildet ist, ist die Innenfläche der Bohrung glatt und frei von Oberflächenrauhigkeiten. Bine solche Glasdüse kann durch ein herkömmliches Glasblase- und Glasziehverfahren hergestellt weAn.can. Their length is 6.35 mm (V ^ inches). The diameter of nozzle bore 5 is 0.178 mm (0.007 inches) and is about the entire length exactly the same. The inner surface of the bore corresponds to the nature of the material from which the nozzle 4 is formed smooth and free of surface roughness. Such a glass nozzle can be made by a conventional glass blowing and glass drawing process manufactured weAn.
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Bei einer Modifikation der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Abmessungen und die Gesamtgestaltung des Stahlgehäuses 1 und der Glasdüse 4 im wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform, jedoch ist das dem Austrittsende abgelegene Ende 5b der Bohrung 5 in. der Düse 4 konisch oder in anderer Weise divergierend, so daß seine Innenfläche 6 in einer sanften Kurve in die Innenfläche 7 der Gehäusebohrung 3 übergeht.In a modification of the first embodiment shown in FIG Fig. 2 is shown, the dimensions and the overall design of the steel housing 1 and the glass nozzle 4 are essentially the same as those of the first embodiment, but the end 5b of the bore 5 which is remote from the outlet end is in FIG. the nozzle 4 is conical or otherwise divergent, so that its inner surface 6 in a gentle curve into the inner surface 7 of the housing bore 3 merges.
Bei dieser Konstruktion kann das konische bzw. divergierende Ende 5b der Düsenbohrung 5 durch ein herkömmliches Glasblaseverfahren erzeugt werden. Die Gesamtlänge der Glasdüse ist etwas größer als 6,35 JM&» damit der gleichbleibende Durchmesser über die Länge von 6,35 mm erhalten bleibt, denn über diese Länge ist eine glatte Bohrung mit gleichbleibendem Durchmesser erwünscht, um einen laminaren, gebündelten Flud-Strahl zu erzeugen.With this construction, the conical or diverging end 5b of the nozzle bore 5 can be made by a conventional glass blowing method be generated. The total length of the glass nozzle is slightly larger than 6.35 JM & »so the diameter remains the same is maintained over the length of 6.35 mm because over this length is a smooth bore with a constant diameter is desirable in order to create a laminar, focused Flud jet to create.
Bei weiteren Modifikationen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform wird die Glasdüse 4 durch eine keramische Düse 4 von ähnlichen Abmessungen,wie den oben beschriebenen, ersetzt, die ebenfalls entweder mit einer glatten Bohrung 5 von gleichbleibendem DurchmesserWith further modifications of those shown in FIGS First embodiment, the glass nozzle 4 is through a ceramic nozzle 4 of similar dimensions as the described above, which is also replaced with either a smooth bore 5 of constant diameter
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über die ganze Länge der Düse oder mit einer Bohrung, die an ihrem dem Austrittsende abgelegenen Ende 6 konisch bzw·» divergierend verläuft, versehen ist. Diese Düse 4- ist z.B. aus gesintertem Aluminiumoxyd gebildet, und die glatte Bohrung 5 in der Düse 4 wird durch einen während des Sinterverfahrens in den Düsenkörper eingeführten feinen glatten Draht erzeugt. Anschließend wird der Draht z.B. durch Ausschmelzen entfernt.Over the entire length of the nozzle or with a bore that is conical or conical at its end 6 remote from the outlet end. runs diverging, is provided. This nozzle 4- is e.g. made of sintered aluminum oxide, and the smooth bore 5 in the nozzle 4 is made by a during the sintering process fine smooth wire introduced into the nozzle body is generated. The wire is then melted, for example removed.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist.das Düsengehäuse 1 auch aus Stahl gefertigt, hat im Gegensatz zur ersten Ausführungsform eine Hingschulter, ist aber mit seinen sonstigen Abmessungen der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich. Eine Glasdüse 4- wird in der Gehäusebohrung 3 an deren Ausgangsende 3a an Ort und Stelle eingeformt, indem eine Auskleidung aus Glas in die Bohrung eingeschmolzen wird, die die Düse 4- mit einer Bohrung 5 von etwa 0,178 mm Durchmesser und von ausreichender Länge, z\B. 6,35 nu&» bildet, um dem Flud-Strahl die gewünschte laminare Strömung mitzuteilen. Also in the embodiment according to Fig. 3 ist.das nozzle housing 1 also made of steel, has a hanging shoulder in contrast to the first embodiment, but is with its other Dimensions of the first embodiment the same or similar. A glass nozzle 4- is in the housing bore 3 at their Output end 3a molded in place by a The glass lining is melted into the bore, the nozzle 4- with a bore 5 of about 0.178 mm in diameter and of sufficient length, e.g. 6.35 nu & »forms, to communicate the desired laminar flow to the flud jet.
Die dritte Ausführungsform nach Fig. 4- hat die Eingangsund Ausgpagsteile (3b bzw. 3a) der Gehäusebohrung 3 von un-The third embodiment according to Fig. 4- has the input and output parts (3b and 3 a ) of the housing bore 3 from un-
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terschiedlichem Durchmesser, wobei der des Eingangsteiles größer ist und konvergierend in den des Ausgangsteiles übergeht. Der dazwischen gelegene Teil 7 der Gehäusebohrung 3 ist kegelstumpfförmig»different diameter, with that of the entrance part is larger and converges into that of the output part. The intermediate part 7 of the housing bore 3 is frustoconical »
Die eigentliche Düse sitzt in der kegelstumpfförmigen Fläche 7 der Gehäusebohrung 3 und ist hierzu komplementär geformt. Ihre Bohrung 5 hat im wesentlichen die gleichen Abmessungen, wie in den zuvor erwähnten Ausführungsfοimen.The actual nozzle sits in the frustoconical surface 7 of the housing bore 3 and is shaped complementary to this. Your bore 5 has essentially the same dimensions, as in the aforementioned execution forms.
Die Verwendung von Stahl für das Gehäuse und Glas bzw. von keramischem Material für die Düse ist beispielsweise beschrieben worden. Auch andere Materialien können verwendet werden, vorausgesetzt, daß ihre Zug- und Druckfestigkeit ausreicht, um dem Druck des Fluds im Düsenkopf zu widerstehen. Die Verwendun g eines schmelzbaren oder sinterbaren Materials zur Herstellung der eigentlichen Düse ermöglicht eine feine glatte Bohrung in dem Düsenkörper, die zumindest über einen Teil ihrer Länge einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist, wodurch ein Flud-Strahl laminar und gebündelt wfrd, wenn ein Flud unter Druck zugeführt wird. Die absolut glatteThe use of steel for the housing and glass or of ceramic material for the nozzle is described, for example been. Other materials can also be used, provided that they have sufficient tensile and compressive strength to withstand the pressure of the fluid in the nozzle head. The use of a fusible or sinterable material for Making the actual nozzle enables a fine smooth Bore in the nozzle body, at least over a part its length has a constant diameter, which makes a Flud jet laminar and bundled when a Flud is supplied under pressure. The absolutely smooth one
Düsenbohrung von einer gewissen Mindestlänge macht die Strömung des Fluds laminar, die Verwendung von schmelz- oder sinterbarem Material ermöglicht dazu die Urzeugung einer BohrungNozzle bore of a certain minimum length makes the flow of the fluid laminar, the use of meltable or sinterable Material enables a bore to be created spontaneously
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mit einem genügend kleinen Durchmesser für einen Fludstrahl zur präzisen Bearbeitung des Materials, auf das er gerichtet wird.with a small enough diameter for a jet stream for precise processing of the material on which it is aimed.
Austrittsdüsenköpfe nach der Erfindung eignen sich in Verbindung mit einer Vorrichtung, die Druckflüssigkeiten, z.B. Wasser, abgibt· Der damit erzeugte Flüssigkeitsstrahl wird für die Bearbeitung von polymerem Material benutzt. Mit dem Austritt sdüsenkopf in Verbindung mit einem Druckfluderzeuger kann Jedes gewünschte Material, je nach dem Druck, der von der Vorrichtung erzeugt werden kann, bearbeitet werden.Outlet nozzle heads according to the invention are suitable in connection with a device that uses pressure fluids, e.g. water, emits · The jet of liquid thus generated is used for processing polymeric material. With the exit s nozzle head in connection with a pressure jet generator Any desired material, depending on the pressure that can be generated by the device, can be processed.
Patentansprüche : 109818/Π537 Claims: 109818 / Π537
Claims (14)
der Teil der Düsenbohrung (5) mit genau gleichbleibendem Durchmesser eine Tange von etwa 6,35 mm hat.characterized in that
the part of the nozzle bore (5) with an exactly constant diameter has a length of about 6.35 mm.
Applications Claiming Priority (1)
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