DE2433688A1

DE2433688A1 - Selbstreinigende austrittsduese

Info

Publication number: DE2433688A1
Application number: DE2433688A
Authority: DE
Inventors: Norman E Horn
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FR2240052B1; SE7409711L; FR2240052A1; JPS5049720A

Description

Selbstreinigende Austrittsdüse

Die Erfindung betrifft eine selbstreinigende Vorrichtung zum Überwachen einer durch eine Leitung fließenden Flüssigkeit. Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine selbstreinigende Vorrichtung zur Überbordförderung von Wasser einer Funktionsüberwachungseinrichtung an Außenbordmotoren.

Wassergekühlte Zweitakt-Außenbordmotoren sind üblicherweise mit einer Ausgabeeinrichtung versehen, mit deren Hilfe eine geringe Kühlwassermenge an einer von der Bedienungsperson leicht beobachtbaren Stelle der Maschine abgebbar ist. Dieser Wasserstrahl zeigt der Bedienperson an, daß das Kühlsystem arbeitet.

Dieser als Funktionsanzeige dienende sichtbare Wasserstrahl tritt üblicherweise aus einem Rohr aus, welches einen Teil des Kühlmantels des wassergekühlten Motors mit dem Punkte verbindet, an welchem die Überbordförderung des Wassers beabsichtigt ist. Im Stand der Technik ist es üblich, eine

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Meßdüse an der Austrittsstelle des obenerwähnten Rohres vorzusehen, wobei diese Meßdüse dazu dient, die als Funktionsanzeige austretende Wassermenge zu begrenzen.

Bei derartigen Funktionsanzeigen oder Funktionsüberwachungseinrichtungen tritt jedoch immer wieder das Problem auf, daß sich Schmutzteile oder Fremdkörper strömungsmäßig gesehen vor der Austrittsdüse ansammeln, was zum Verstopfen der Ausgabeeinrichtung führt. Die Düse muß dann entfernt werden, was nicht immer möglich ist, oder ein dünner Draht oder Stift muß wiederholt in die Düsenöffnung hineingestoßen werden, um auf diese Weise nach und nach die öffnung rings um den Stift oder Draht wieder freizumachen. Werden derartige Außenbordmotoren in durch Algen und andere schwimmende Gegenstände verschmutztem Wasser betrieben, so können diese Wasserpflanzen u.dgl. in das Was.serkuhlungssystem hineingezogen werden, was zum Verstopfen der Austrittsöffnung und häufig zu großen Schwierigkeiten führt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, selbstreinigende Vorrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen kein Verstopfen der Austrittsöffnung zu befürchten ist.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf eine selbstreinigende Vorrichtung zum Überwachen einer durch eine Leitung fließenden Flüssigkeit erfindungsgemäß gelöst durch eine mit der Leitung strömungsverbundene Tülle mit eine Meßdüse bildenden, sich verjüngenden Seitenwandungen, die aus einem elastischen Werkstoff bestehen, der hinreichend steif ist, um beim Ströjaen einer vorbestimmten maximalen Flüssigkeitsmenge durch die Leitung die Meßdüse auf einer vorbestimmten Größe zu halten und hinreichend nachgiebig ist, um bei einem sehr deutlich verringerten Druck innerhalb der Leitung eine Er-

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Weiterung der Düse im verstopften Zustand auf wenigstens das Zweifache ihrer Normalgröße zu gestatten.

Im Hinblick auf eine selbstreinigende Vorrichtung zur Überbor df Örderung von Wasser einer Funktionsüberwachungseinrich- -tung an Außenbordmotoren wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch eine konisch gestaltete Düse aus einem weichen elastischen Werkstoff, die den engsten Strömungsquerschnitt in der Funktionsüberwachungseinrichtung •bildet und Seitenwandungen besitzt, die hinreichend steif sind_s um Größe und Gestalt der Düse bei Betrieb mit maximalem Wasserdurchsatz aufrechtzuerhalten und hinreichend elastisch sind, um sich bei Verstopfung der Düse durch einen Fremdkörper unter Leerlauf-Wasserdruck auszudehnen und somit einen Durchtritt des Fremdkörpers zu gestatten.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine sich selbst reinigende Düse aus elastischem Gummi für die wasserführende Leitung einer Funktionsüberwachungseinrichtung an wassergekühlten Schiffsmotoren. Eine konisch gestaltete Düse aus vreichem Gummi begrenzt die Abgabe oder den Austritt des als Funktionsanzeige dienenden WasserStroms, wobei sich diese Düse erweitert, wenn sie verstopft ist, um auf diese Weise eine Überbordbeförderung des verstopfenden Fremdkörpers zu gestatten.

Im Grunde besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer elastischen Tülle oder Düse für.die Funktionsüberwachungseinrichtung des Wasserkühlungssystems, wobei diese Tülle oder Düse eine allgemein trichterförmige Gestalt besitzt und mit Seitenwandungen versehen ist, die sich in Richtung auf das offene Ende der Düse verjüngen und an diesem Ende eine Öffnung oder Blende mit vorbestimmten Abmessungen bildet. Die Härte des elastischen Materials und die Verjüngung oder Konizität der Seitenwandungen der Düse wirken dahingehend

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zusammen, daß eine Austrittsöffnung entsteht, die ihre Größe auch bei maximalem Durchsatz beibehält und sich doch hinreichend unter beträchtlich erhöhtem statischen Wasserdruck deformiert, um den Durchtritt des in der Tülle steckenden Fremdkörpers zu gestatten.

Der wiederholt durch Versuche nachgewiesene Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in erster Linie in seiner Fähigkeit, sich selbst von Materialien zu reinigen oder zu befreien, welche die wasserführende Leitung der Funktionsüberwachung seinrichtung im Bereich der elastischen .Tülle blockieren.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie ohne Mühe von der Bedienungsperson mit ihren Fingern bearbeitet werden kann, um darin verklemmte Fremdkörper zu lösen« Auf diese Weise kann die Bedienungsperson bei der Entfernung von Verunreinigungen,die den Wasserdurchfluß durch die Vorrichtung teilweise versperren, unterstützend tätig sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Auslaßdüse nach der Erfindung, wobei der normale Betriebszustand dargestellt und ein in die Düsenspitze eintretender Fremdkörper dargestellt ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Düse, wobei der Zustand dargestellt ist, in welchem sie durch den Fremdkörper verstopft ist, und

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Fig. 3 einen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Düse, wobei der unmittelbar auf die Entfernung des Fremdkörpers folgende Zustand dargestellt ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Formteil 1 einer Funktionsüberwachung seinrichtung zur Uberbordabgabe von Wasser kann aus jedem elastischen Werkstoff, wie Neopren oder Nitrilgummi hergestellt sein und besitzt vorzugsweise eine Durometer-

härte von 40 und eine Zugfestigkeit von 0,84 kg/mm . Diese Werkstoffeigenschaften gewährleisten eine lange Lebensdauer.

Das Formteil 1 kann einen rohrförmigen Körper 2 enthalten, der in einer verengten oder verringerten Fläche 4- endet und eine Tülle oder Düse 3 bildet. Die verringerte Fläche 4· beginnt an einem Punkt, der strömungsmäßig in einem Abstand oberhalb der öffnung oder Meßblende 5 liegt. Dieser Abstand beträgt etwa das Dreifache des Durchmessers der öffnung 5* Von diesem Punkt verjüngen sich die Seitenwandungen 6 der Kille 3 zu dem äußeren Ende der öffnung 5 von einer Dicke, die etwas geringer ist als der Durchmesser der öffnung 5 zu einer Dicke, die etwa 1/3 des Öffnungsdurchmessers beträgt. Ser rohrförmige Körper 2 kann eine Leitung enthalten oder mit einer Leitung verbunden sein, welche die !Tülle 3 mit dem ¥asserkühlungssystem des Motors verbindet. Eine ringförmige Hippe 8 kann auf einem Teil des Formteiles 1 ausgebildet sein und dazu dienen, das Formteil 1 innerhalb des Motorgehäuses an seinem Platz zu halten.

Die verengte Fläche M- oder der durchmessermäßig verringerte Bereich der !Tülle oder Düse beginnt an demjenigen Punkt strömimgsmäSig oberhalb der Austrittsöffnung, an welchem die Verjüngung der Seitenwandungen 6 beginnt. Von diesem Punkte

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aus ist der Durchmesser des verengten Bereiches 4- stetig von dem Durchmesser der Wasserleitung 2 auf den Durchmesser der Austrittsöffnung verringert. Wird beispielsweise ein Nitrilgummi mit einer Durometerhärte von 4Ό verwendet, so kann sxGh die innere Verjüngung des verengten Bereiches 4-über eine Länge von 9»6 mm strömungsmäßig oberhalb der Austritt soffnung 5 erstrecken und kann von einem maximalen inneren Durchmesser von 7»6 mm auf einen Minimaldurchmesser der Austrittsöffnung von 3,0 mm abnehmen. Über die gleiche Entfernung kann die Dicke der Wandungen 6 von einer Maximaldicke von 2,5 mm auf eine Minimaldicke von 1,0 mm bei- der Austrittsöffnung 5 abnehmen.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Um sicherzustellen, daß sich Fremdkörper oder Schmutzteile nicht innerhalb des wasserführenden Rohres der Funktionsuberwachungseinrichtung selbst ansammeln, ist die wasserführende Rohrleitung, die zudem Formteil 1 führt, hinreichend breit ausgelegt, um Fremdkörper oder Schmutzteile durchzulassen, die über den Einlaßfilter in das Kühlungssystem des Motors eingedrungen sind. Da die Tülle 3 und die Austrittsöffnung oder Meßblende 5 den engsten Strömungsquerschnitt oder die Stelle maximaler Verengung innerhalb der wasserführenden Leitung darstellen _t treten Verstopfungen in diesem Bereich auf. Sehr häufig beginnt eine Verstopfung damit, daß ein kleines Stück Muschel oder Holz in den verengten Bereich 4 gelangt. Schlamm, Seegras oder Algen können sich rund um dieses Stück Muschel oder Holz ansammeln und allmählich den Durchtritt des Wassers immer mehr "behindern, bis die öffnung 5 verstopft ist. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich der Wasserdruck innerhalb des verengten Bereiches 4· von demjenigen Druck_s der unter freien Durchflußbedingungen herrscht, auf denjenigen Wasserdruck, der inner-

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halb der verengten Strömung des Kühlungssystems herrscht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die wasserführende Leitung der Funktipnsuberwachungseinrichtung mit der Förderleitung der Kühlwasserpumpe verbunden, so daß ein maximaler Druck für den Selbstreinigungsvorgang zur Verfugung steht.

Ist die Austrittsöffnung durch einen Fremdkörper 7 verstopft, wie in Fig. 2 dargestellt, sovird der durch kleine Pfeile bezeichnete statische Wasserdruck innerhalb des Rohres allmählich die Ssitenwandungen 6 ausdehnen oder erweitern, bis der verstopfende Fremdkörper 7 durch die öffnung 5 austreten kann.

Eine erfindungsgemäße Funktionsüberwachungseinrichtung wurde erfolgreich an einem Motor betrieben, wobei der statische

Wasserdruck innerhalb des Kühlsystems 0,002 bis 0,0035 kg/mm im Leerlauf und der Strömungsdruck 0,018 kg/mm bei voller Drehzahl betrug. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Charakteristika der Tülle 3 jeweils auf den betreffenden Motor und den herrschenden Wasserdruck abgestellt werden müssen. Dieses kann dadurch erzielt werden, daß die Austrittsöffnung und die Seitenwandungen 6 des verengten Bereiches 4 derart nach Maßgabe des Vorstehenden gestaltet werden, bis die beiden folgenden Kriterien erfüllt werden:

1. Die Austrittsöffnung 5 muß ihre Größe bei demjenigen Wasserdurchsatz beibehalten, der bei voller Maschinendrehzahl erreicht wird und

2. die Seitenwandungen 6 der Tülle 3 müssen hinreichend weich sein, daß eine Stahlkugel mit einem Durchmesser, der etwas geringer als der Durchmesser der wasserführenden Leitung 2 der Funktionsüberwachungseinrichtung ist, unter einem Wasserdruck in der Leitung durch die Vorrichtung hindurchgestoßen wird, der gleich oder etwas größer ist als der beim Leerlauf der Maschine vorliegende Druck.

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Untersuchungen haben ergeben, daß die vorstehend genannten Bedingungen am besten erreicht werden können, wenn die Tülle 3 mit sich allmählich verjüngenden Seitenwandungen versehen werden» die aus Weichgummi bestehen. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß der gleiche Selbstreinigungseffekt und die übrigen Vorteile der Erfindung erzielbar sind, wenn innerhalb des Erfindungsgedankens alternative Gestaltungen gewählt werden. Der Gummi muß eine hohe Zugfestigkeit besitzen, damit die öffnung 5 über eine lange Zeit ihre Größe oder Gestalt beibehält.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, da dieses lediglich der Erläuterung dient. Sämtliche aus der Beschreibung, der Zeichnung und den .Ansprüchen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

Iy Selbstreinigende Vorrichtung zum Überwachen einer durch eine Leitung fließenden Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine mit der !Leitung strömungsmäßig verbundene Tülle (5) mit eine Meßdüse (5) bildenden sich verjüngenden Seitenwandungen (6), die aus einem elastischen Werkstoff bestehen, der hinreichend steif ist, um beim Strömen einer vorbestimmten maximalen Flüssigkeitsmenge durch die Leitung die Meßdüse (5) auf einer vorbestimmten Größe zu halten und hinreichend nachgiebig ist, um bei einem sehr deutlich verringerten Druck innerhalb der Leitung eine Erweiterung der Düse im verstopften Zustand auf wenigstens das Zweifache ihrer Normalgröße zu gestatten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse (3i5) die Gestalt eines Konus besitzt und daß die Seitenwandungen (6) sich von einem Maximum an dem breiten Ende des Konus auf ein Minimum am schmalen Ende des Konus verjüngen.
3. Selbstreinigende Vorrichtung zur Überbordförderung von Wasser einer Funktionsüberwachungseinrichtung an Außenbordmotoren, gekennzeichnet durch eine konisch gestaltete Düse (3,5) aus einem weichen elastischen Werkstoff, die den engsten Strömungsquerschnitt in der Funktionsüberwachungseinrichtung bildet und Seitenwandungen (6) besitzt, die hinreichend steif sind, um Größe und Gestalt der Düse (3*5) bei Betrieb mit maximalem Wasserdurchsatz aufrechtzuerhalten und hinreichend elastisch sind, um sich bei Verstopfung der Düse (3,5) durch einen Fremdkörper (7) unter Leerlauf-Wasserdruck auszudehnen und somit einen Durchtritt des Fremdkörpers (7) zu gestatten.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der weiche elastische Werkstoff eine Durometerhärte von 30 bis 50 besitzt.

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