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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung beschreibt eine druckmediumbetriebene Rohrreinigungsdüse, umfassend einen Kupplungsteil, einen Statorteil mit einem Statorteilgehäuse und einen um eine Längsachse der Rohrreinigungsdüse rotierbaren Rotorteil, wobei Dichtungsmittel vorgesehen sind, welche einen Innenraum des Statorteilgehäuses gegen das Eindringen von Reinigungsflüssigkeit abdichten.
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Stand der Technik
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Druckmediumbetriebene Rohrreinigungsdüsen, welche mittels eines Druckmediums, in der Regel mit Wasser unter Drücken von einigen bar bis einigen hundert bar betrieben werden, sind seit längerem bekannt und werden als Hochdruckreinigungsdüsen bezeichnet.
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Diese Rohrreinigungsdüsen werden durch die Kraft des Druckmediums durch Rohre und/oder Kanäle insbesondere durch mindestens eine Vorschubdüse bewegt. Durch den radialen Austritt von Wasser aus meist einer Mehrzahl von Reinigungsdüsen der Rohrreinigungsdüse, wird aufgrund des Rückstosses eine Rotation der Rohrreinigungsdüse erreicht und eine Reinigungswirkung der austretenden Wasserstrahlen erreicht. Mittels derartiger Rohrreinigungsdüsen können somit Rohre und Kanäle in Industrieanlagen, Kanalinstallationen der öffentlichen Hand, sowie in privaten Bereichen gereinigt werden. Dabei können Fett, Wurzeln und härtere Inkrustationen aus Rohren und Kanälen mittels Recycling- und/oder Frischwasser als Reinigungsflässigkeit entfernt werden.
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In der Regel sind derartige druckmediumbetriebene Rohrreinigungsdüsen mehrteilig ausgestaltet und weisen einen Rotorkopf, einen Statorteil und einen Kupplungsteil auf. Von einem zentrisch querenden Statorkanal, der bis in den Rotorkopf führt, geht die Mehrzahl von Reinigungsdüsen ab, aus welchen das Wasser zur Reinigung austritt. Das Abdichten des Statorteils bzw. Statorakanals gegen ungewünschten Wasseraustritt ist bekannt.
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Die verwendeten Flüssigkeitspumpen arbeiten mit 30 Litern bis 50 Litern Wassermenge pro Minute, bei Drücken bis 2,5 kbar (250Mpa) für bekannte Rohrreinigungsdüsen. Die Durchflussmenge ist auf die Rohrreinigungsdüsen derart angepasst, dass die gewünschte Reinigungswirkung erzielt wird. Bislang werden die Rohrreinigungsdüsen auf den gewünschten Einsatzzweck optimiert eingestellt gefertigt. Bei der Benutzung sind entsprechend diese Bedingungen einzuhalten, damit die gewünschte Reinigungswirkung erreicht wird. Die Durchflussmenge muss stimmen, damit die Rotationsgeschwindigkeit des Rotorkopfes stimmt und damit reproduzierbare Reinigungsstrahlen mit reproduzierbarer Reinigungswirkung resultieren. Um Rohrreinigungsdüsen auf die Durchflussmenge abzustimmen, wurde bei der Produktion bisher die Gestaltung der Reinigungsdüsen angepasst und falls zu hohe Rotationsgeschwindigkeiten resultieren, auch eine Bremsvorrichtung integriert. Da an der fertigen Rohrreinigungsdüse nichts mehr manipuliert werden konnte, müssen hohe Standzeiten der Rohrreinigungsdüsen bzw. der einzelnen Reinigungsdüsen erreicht werden. Bis auf die Einstellung der Durchflussgeschwindigkeit durch Einstellung der Zuflussmenge Wasser pro Zeiteinheit, konnte der Benutzer der Rohrreinigungsdüse bislang keine Einstellungen an der Rohrreinigungsdüse selbst vornehmen.
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Bisherige Düsen haben noch nicht gewünscht hohe Standzeiten erreicht und müssen teilweise in kurzen Abständen gewartet werden, da Reinigungsflüssigkeit in die Düse eindringt.
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Zur Abdichtung der Rohrreinungungsdüse bzw. des Statorteils und des Rotorteils gegen Eindringen von Reinigungsflüssigkeit hat man verschiedenen Dichtungen, beispielsweise Labyrinthdichtungen oder die Verwendung von Keramikeinsätzen durchgeführt. Auch der Einsatz von Dichtungsringen wurde probiert, hat aber bislang nicht zu den gewünschten Ergebnissen geführt. Die bisher erzielte dauerhafte Dichtwirkung musste verbessert werden.
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Darstellung der Erfindung
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Die oben beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile, sollen durch die vorliegende weiterentwickelte Rohrreinigungsdüse beseitigt werden.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Rohrreinigungsdüse zu schaffen, welche praktisch wartungsfrei ist und bislang unerreichte Standzeiten aufweist. Ein Nachfetten oder Justieren der Bauteile oder sogar ein Ersatz von Bauteilen ist hiermit nur in Ausnahmefällen nötig.
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Variationen von Merkmalskombinationen bzw. geringfügige Anpassungen der Erfindung sind in der Detailbeschreibung zu finden, in den Figuren abgebildet und in die abhängigen Patentansprüche aufgenommen worden.
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Figurenliste
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen in der Detailbeschreibung beschrieben.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich ebenfalls aus der nachfolgenden Beschreibung leicht abgewandelter Ausführungen der Erfindung, was dem Fachmann teilweise allein aus den Zeichnungen deutlich wird. Es sind dargestellt in
- 1 zeigt eine Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Rohrreinigungsdüse mit Kennzeichnung der Rotation und des Austritts von Reinigungsflüssigkeit.
- 2 zeigt eine Schnittansicht durch eine Rohrreinigungsdüse mit verbesserter Dichtwirkung durch zwei Dichtungsmittel.
- 3a zeigt einen kleineren vorderen Rotordichtring in perspektivischer Darstellung, wobei die Fliessrichtung der Reinigungsflüssigkeit mit dem Pfeil angedeutet ist, während
- 3b eine Schnittansicht durch den oberen Abschnitt des vorderen Rotordichtringes im Detail, wie in 3a gestrichelt markiert, zeigt und
- 3c eine Schnittansicht durch den oberen Abschnitt des hinteren Rotordichtringes, wie auch in 2 erkennbar, zeigt. Auch hier ist die Fliessrichtung der Reinigungsflüssigkeit nach Einbau jeweils durch einen gestrichelten Pfeil markiert.
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Beschreibung
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Eine erfindungsgemässe Rohrreinigungsdüse 0 oder Hochdruckreinigungsdüse 0 ist in 2 in einer Schnittansicht gezeigt, wobei hier einige Bauteile zur Vereinfachung weggelassen wurden, beispielsweise Lagerungsmittel, wie Kugellager, Lagerdistanzscheiben und andere.
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Die Rohrreinigungsdüse 0 umfasst einen Kupplungsteil 1, einem am Kupplungsteil 1 befestigten Statorteil 2 und einen durch den Statorteil 2 geführten drehbaren Rotorteil 3. Der Kupplungsteil 1 weist einen Hochdruckleitungsanschluss 10 auf, an welchem ein Hochdruckschlauch ankoppelbar ist, welcher mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt ist und entsprechen Reinigungsflüssigkeit in den Kupplungsteil 1 führt. Aus einem zentrischen Kanal im Kupplungsteil 1 wird die Reinigungsflüssigkeit in Richtung Rotorteil 3 weitergeführt. Der Statorteil 2 umfasst unter anderem ein Statorteilgehäuse 20, welches hier am Kupplungsteil 1 festgeschraubt ist, mittels geeigneter Gewinde. Im zentrischen Hohlraum des Statorteilgehäuses 20 sind die nicht dargestellten Lagerungsmittel angeordnet. Ein Einlassbereich des Rotorteils 3, welcher einen konzentrischen Kanal 30 mit einem Kanalgehäuse 300 aufweist ist mit dem zentrischen Kanal im Kupplungsteil 1 wirkverbunden, sodass Reinigungsflüssigkeit vom zentrischen Kanal im Kupplungsteil 1 durch den konzentrischen Kanal 30 befördert werden kann.
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Am Ende des konzentrischen Kanals 30 im Rotoreil 3 bzw. am Kanalgehäuse 300 ist ein Düsenkopf 31 angeordnet, welcher zwangsläufig unter Flüssigkeitszufuhr mitdreht und in welchen mindestens eine Reinigungsdüse und/oder Schubdüse 310 eingelassen angeordnet ist. Die Ausrichtung der mindestens einen Reinigungsdüse und/oder Schubdüse 310 ist derart orientiert, dass austretende Reinigungsflüssigkeit zu einem Reinigungsstrahl und/oder zu einem Rückstossstrahl führen, sodass die Rohrreinigungsdüse 0 in Pfeilrichtung fortbewegbar ist und/oder ein fein gestrichelt angedeuteter Reinigungsstrahl resultiert.
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Das Statorteilgehäuse 20 umgibt den Rotorteil 3 bzw. den konzentrischen Kanal 30 mindestens teilweise. Damit keine Reinigungsflüssigkeit in das Statorteilgehäuse 20 eindringt, die Rotierbarkeit aber weiter gegeben bleibt, sind hier besondere Dichtungsmittel 21 innerhalb des Statorteilgehäuses 20 bzw. innerhalb eines Randes des Kupplungsteils 1 verdeckt angeordnet gelagert.
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Als Dichtungsmittel 21 sind ein vorderer Rotordichtring 211 mit einem äusseren Durchmesser D1 und ein hinterer Rotordichtring 212 mit einem äusseren Durchmesser D2, den konzentrischen Kanal 30 des Rotorteils 3 vollständig umgebend und entlang der Längsachse L voneinander beabstandet, angeordnet.
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Beide Rotordichtringe 211, 212 sorgen für eine Abdichtung des Innenraums des Statorteilgehäuses 20 und sind hier jeweils als geschlossene oder endlose Dichtungsringe mit einer speziellen Profilierung aus einem thermoplastischem Polyurethanwerkstoff, auch hydrolysebeständiges Polyurethan (HPU) genannt, hergestellt. Der vordere Rotordichtring 211 ist hier mit kleinerem Durchmesser ausgeführt, als der hintere Rotordichtring 212.
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Beste Ergebnisse wurden erzielt, wenn nur ein verjüngter konzentrisch umlaufender Abschnitt C beider Rotordichtringe 211, 212 an der Aussenfläche des konzentrischen Kanal 30 des Rotorteils 3 anliegt. Durch die resultierende Elastizität des Polyurethanwerkstoffes sind beide Rotordichtringe 211, 212 dichtend einklemmbar gehalten und können eine optimale Dichtwirkung entfalten.
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Die Profilierung beider Rotordichtringe 211, 212 ist am Beispiel des vorderen Rotordichtringes 211 in der perspektivischen Darstellung gemäss 3a dargestellt. Der gestrichelte Pfeil gibt die Richtung des Durchflusses der Reinigungsflüssigkeit im Einbauzustand an. Deutlich wird eine Verjüngung des vorderen Rotordichtringes 211 radial zum Zentrum des vorderen Rotordichtringes 211. Die Profilierung umfasst von aussen nach innen ineinander übergehend, einen äusseren Ringrand A, einen konzentrischen geschlossenen Ringkanal B und einen verjüngten konzentrische umlaufenden Abschnitt C. Da die Rotordichtringe 211, 212 einstückig hergestellt sind, gehen die Abschnitte A, B, C ineinander über bzw. sind aneinander angeformt.
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Mit dem stabilsten Teil des Rotordichtringes 211, 212, dem äusseren Ringrand A, werden diese fest zwischen Statorteilgehäuse 20, Kupplungsteil 1 bzw. nicht dargestellte Lagerungsmittel im Statorteilgehäuse 20 örtlich fixiert eingeklemmt, also lösbar befestigt.
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Durch den konzentrisch geschlossenen Ringkanal B wird ein Raum frei gehalten, welcher leichte Bewegungen des verjüngten konzentrisch umlaufenden Abschnitts C erlaubt. Die Verjüngung bzw. der verjüngte konzentrisch umlaufende Abschnitt C verläuft quer zur Längsachse L. Das Ende des verjüngten konzentrisch umlaufenden Abschnitts C kommt auf der Aussenfläche des Kanalgehäuses 300 zu liegen, sodass keine Reinigungsflüssigkeit entlang dieser Aussenfläche in das Innere des Statorteilgehäuse 20 eindringen kann. Durch die zum Zentrum des Rotordichtrings 211, 212 weisende Verjüngung C und die Grundelastizität des thermoplastischem Polyurethanwerkstoffes (HPU), ist die Dichtungswirkung optimiert. Der elastische aber stabilere äussere Ringrand A erlaubt das sichere Einklemmen und verhindert ein Verrutschen der Rotordichtringe 211, 212.
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Die beschriebene Profilierung ist für beide Rotordichtringe 211, 212 im Wesentlichen gleich. Dies ist auch 3c zu entnehmen, wobei ein Schnitt durch den hinteren Rotordichtring 212 im eingebauten Zustand gezeigt ist. Auch hier sind der äussere Ringrand A, der einen offenen Raum bildende konzentrischegeschlossene Ringkanal B und der am Kanalgehäuse 300 aufliegened verjüngte Abschnitt C gezeigt. Sollte Reinigungsflüssigkeit in Richtung des gestrichelten Pfeiles zwischen Kupplungsteil 1 und drehendem Kanalgehäuse 300 eindringen, dann drückt diese den verjüngten konzentrisch umlaufenden Abschnitt C in der Zeichnungsebene nach links bis zu einem Anschlag des verjüngten Abschnitts C, wobei die Dichtwirkung noch erhöht wird. Da der Kupplungsteil 1 massiver ausgestaltet ist, als die nicht dargestellten Lagerungsmittel im Bereich des vorderen Rotordichtringes 211, ist der äussere Ringrand A beim hinteren Rotordichtring 212 wulstiger ausgeführt. Entscheidend ist, dass bei der Befestigung kein Leck zwischen Kupplungsteil 1 und Innenraum des Statorteilgehäuses 20 auftritt.
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Hier sind vorderer Rotordichtring 211 und hinterer Rotordichtring 212 quer zur Längsachse L gespiegelt zueinander angeordnet, sodass beim vorderen Rotordichtring 211 der verjüngte Abschnitt C vom Kupplungsteil 1 weg weisend und der hinterer Rotordichtring 212 zum Kupplungsteil 1 hin weisend orientiert lösbar befestigt angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 0
- Rohrreinigungsdüse (Hochdruckreinigungsdüse)
- 1
- Kupplungsteil
- 10
- Hochdruckleitungsanschluss
- 2
- Statorteil
- 20
- Statorteilgehäuse
- 21
- Dichtungsmittel
- 211
- vorderer Rotordichtring (geschlossen, D1)
- 212
- hinterer Rotordichtring (geschlossen, D2>D1)
- A
- äusserer Ringrand
- B
- konzentrischer geschlossener Ringkanal, vertieft
- C
- verjüngter konzentrisch umlaufender Abschnitt (Innere gebogene umlaufende konzentrische Verjüngung, Lasche)
- 3
- Rotorteil (drehbar in Statorteilgehäuse)
- 30
- konzentrischer Kanal
- 300
- Kanalgehäuse
- 31
- Düsenkopf
- 310
- Reinigungsdüse (und/oder Schubdüse)
- L
- Längsachse
