DE2903733A1

DE2903733A1 - High pressure fluid nozzle - has tapering bore giving medium speed at last component joint of less than sonic speed

Info

Publication number: DE2903733A1
Application number: DE19792903733
Authority: DE
Inventors: Karl Hoetger; Heinrich Ing Grad Honke
Original assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Current assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1980-08-14

Abstract

The high-pressure fluid nozzle comprises two or more interchangeable parts centred in relation to each other. There are joins between them at right angles to the nozzle bore. The lengthwise bore (7) through the parts (5, 14) forms a continuous cone. This conical section starts at the inlet end and extends into the last part (14) with a constant taper angle towards the last part. The cone angle is such that in the plane of the last joint the speed of the medium under pressure is Mach 1 or less.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für Hochdruckflüssigkeiten,The invention relates to a nozzle for high pressure fluids,

die aus mindestens zwei auswechselbaren, gegeneinander zentrierten Teilabschnitten besteht, welche durch quer zur Düsenbohrung verlaufende Trennfugen begrenzt sind.which consist of at least two interchangeable, mutually centered There are subsections which are formed by parting lines running transversely to the nozzle bore are limited.

Derartige Düsen sind durch die US-Patentschrift 34 i9 220 bekannt. Diese Patentschrift befaßt sich mit Düsen für abrasiven Schlamm, die aus mehreren hintereinander angeordneten Abschnitten zusammengesetzt sind. Alle Düsenabschnitte unterliegen einem hohem Verschleiß, der entweder durch Abrasion des Schlamms oder aber durch Schlagbeanspruchung des hydraulischen Bohrers verursacht wird, dem die Düsen zugeordnet sind. Um den innerhalb des jeweiligen Düsenabschnittes durch die Abrasion des Schlammes oder durch die Schlagbeanspruchung des hydraulischen Bohrers verursachten Vorschleiß herabzusetzen, bestehen alle Düsenabsehnitte aus unterschiedlichen Werkstoffen, deren Qualität speziell auf die an der Einbaustelle des jeweiligen Düsenabschnittes auftretende Beanspruchung abgestellt ist.Such nozzles are known from US Pat. No. 3,419,220. This patent is concerned with nozzles for abrasive slurry consisting of several consecutively arranged sections are composed. All nozzle sections are subject to high wear, which is either due to abrasion of the sludge or but is caused by impact stress on the hydraulic drill to which the Nozzles are assigned. To the inside the respective nozzle section by the Abrasion of the mud or due to the impact stress of the hydraulic drill To reduce the pre-wear caused, all nozzle sections consist of different ones Materials, the quality of which is specifically tailored to that at the point of installation of the respective Nozzle section occurring stress is turned off.

Außerdem sind durch die US-Patentschrift 17 03 029 Düsen bekanntgeworden, die zur Verminderung des Verschleißes aus mehreren hintereinander angeordneten Abschnitten zusammengesetzt sind. Der dem Verschleiß am stärksten ausgesetzte, am Einlaufende der Düse befindliche Abschnitt kann hier durch Demontage der Düse ausgewechselt werden.In addition, nozzles have become known from US patent specification 17 03 029, those to reduce wear and tear from several sections arranged one behind the other are composed. The one most exposed to wear and tear, at the inlet end The section located in the nozzle can be replaced here by dismantling the nozzle will.

Auch die Lebensdauer der für Hochdruckflüssigkeiten benutzten Düsen wird durch Verschleiß stark herabgesetzt. Hier sind jedoch nicht in der Flüssigkeit vorhandene Feststoffteilchen die Ursache des Verschleißes, sondern die extrem hohen Flüs sigkeitsgeschwindigkeiten innerhalb, insbesondere aber am Austrittsende der Düse. Dieser Verschleiß wächst mit der Geschwindigkeit der Flüssigkeit überproportional an und ist vor allem an den Stellen extrem groß, wo diese Geschwindigkeit einen der Schallgeschwindigkeit entsprechenden odir einen sie überschreitenden Wert annimmt, d. h. größer oder gleich Mach 1 ist. Vor allem diese Düsenabschnitte haben eine sehr kurze Lebensdauer und verursachen, da sie häufiger als die übrigen Abschnitte ausgewechselt werden müssen, Stillstandszeiten der mit solchen Düsen ausgerüsteten Einrichtungen.Also the life of the nozzles used for high pressure fluids is greatly reduced by wear. Here, however, are not in the liquid existing solid particles are the cause of wear, but the extremely high River fluid speeds within, but especially at the exit end the nozzle. This wear increases disproportionately with the speed of the liquid and is extremely high, especially in the places where this speed makes you feel corresponds to the speed of sound or assumes a value that exceeds it, d. H. is greater than or equal to Mach 1. Especially these nozzle sections have one very short lifespan and cause them to be more common than the rest of the sections have to be replaced, downtimes of those equipped with such nozzles Facilities.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Düse für Hochdruckflüssigkeiten zu schaffen, die sich durch besondere Reparaturfreundlichkeitauszeichnet.-Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Düse nach dem eingangs erläuterten Stand der Technik aus undschlägt vor, dic die Düsenabschnitte durchsetzende Längsbohrung mit einem am Eintrittsende beginnenden und sich bis in den letzten Düsenabschnitt hinein erstreckenden, sich stetig verjüngenden Konus auszustatten, dessen Neigung so gewählt ist, daß der Konusdurchmesser in der Ebene der letzten Teilungsfuge eine Geschwindigkeit des Druckmediums bedingt, die i Mach t ist. Bei derart ausgebildeten Düsen bleibt die Geschwindigkeit der Hochdruckflüssigkeit im Düseninneren bis zur Ebene der letzten Teilungsfuge stets unterhalb der Schallgeschwindigkeit und damit in einem Bereich, in welchem der durch Abrasion bedingte Verschleiß erheblich unter den Werten liegt, wie sie in Geschwindigkeitsbereichen oberhalb der Schallgeschwindigkeit auftreten. Infolgedessen beschränkt sich der überhöhte Düsenverschleiß nur auf diesen letzten Dsenabschnitt, der im Bedarfsfall verhältnismäßig schnell, also bei kleinsten Stillstandszeiten der mit der erfindun,gsgemäßen Düse ausgerüsteten Einrichtung, ausgewechselt werden kann.The object of the invention is to provide a nozzle for high pressure fluids to create, which is characterized by its particular ease of repair. - To the solution This object is the subject of the invention from a nozzle according to the prior art explained the technology and suggests that the nozzle sections penetrating the longitudinal bore with one beginning at the inlet end and extending into the last nozzle section equip extending into, steadily tapering cone, its inclination is chosen so that the cone diameter in the plane of the last dividing joint is a The speed of the print medium, which is i Mach t. With such trained Nozzles, the speed of the high pressure liquid inside the nozzle remains up to The level of the last dividing joint is always below the speed of sound and thus in an area in which the wear caused by abrasion is considerably lower the values, as they are in speed ranges above the speed of sound appear. As a result, excessive nozzle wear is limited to this only last Nozzle section, which, if necessary, is relatively fast, so with the smallest downtimes equipped with the nozzle according to the invention Facility that can be exchanged.

Um die Materialkosten für den dem Verschleiß am stSrksten ausgesetzten letzten Düsenabschnitt zu reduzieren, haben nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die einzelnen DZsenabschnitte unterschiedliche Abmessungen,. und es weist der in Strömungsrichtung liegende letzte Düsenabschnitt die kleinsten Abmessungen auf.About the material costs for those most exposed to wear and tear To reduce the last nozzle section, have according to a further feature of the invention the individual DZsen sections different dimensions ,. and the in The last nozzle section located in the direction of flow has the smallest dimensions.

Weiterhin kann die Düse aus zwei Abschnitten bestehen, von denen der die größeren Abmessungen aufweisende Düsenabschnitt in eine stirnseitige Eindrehung der Flüssigkeitszuleitung eingreift, hier stirnseitig mit einer Dichtung besetzt, innerhalb der Bohrung einer sie auf-ihrer anderen Stirnseite mit einem Bund hintergreifenden Büchse angeordnet und axial gegen die Dichtung gepreßt ist, während der die kleineren Abmessungen aufweisende letzte Düsenabschnitt in einer HUlsc eingeschlossen ist, die in die vom Bund der Büchse gebildete Bohrung eingreift und mit ihrem aus dem Bund vorstehenden Teil innerhalb der Bohrung einer mit der Büchse verschraubten Mutter liegt, die die Hülse axial verspannt und den aus der Hülse vorstehenden kleineren Düsenabschnitt gegen die Stirnseite des größeren Düsenabschnittes preßt. Bei einer so ausgebildeten Düse ist der letzte Düsenabschnitt, in welchem wegen der höheren Druckflüssigkeitsgeschwindigkeitenauch der größte Verschleiß auftritt, allein für sich zugänglich und kann durch Entfernen der Mutter rasch und ohne großen Arbeitsaufwand unabhängig vom größeren Düsenabschnitt bzw.Furthermore, the nozzle can consist of two sections, of which the the nozzle section having the larger dimensions in an end-face recess the liquid supply line engages, here fitted with a seal on the front side, within the bore of one of them engaging behind with a collar on their other end face Sleeve is arranged and axially pressed against the seal, while the smaller Dimensions having the last nozzle section is enclosed in an HUlsc, which engages in the hole formed by the collar of the sleeve and with her from the Bund protruding part within the bore of a screwed to the sleeve The nut is located which clamps the sleeve axially and the smaller one protruding from the sleeve The nozzle section presses against the face of the larger nozzle section. At a so designed nozzle is the last nozzle section, in which because of the higher Hydraulic fluid velocities also cause the greatest wear, alone for accessible and can be quickly and easily removed by removing the nut regardless of the larger nozzle section or

den übrigen Dsenabschnitten ausgewechselt werden.the remaining nozzle sections are replaced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the figure and explained in more detail in the following part of the description.

Eine .Flüssigkeitszuleitung 1 trägt auf ihrem Gewindeende eine fest aufgeschraubte Büchse 2, deren zentrale Bohrung 3. sich über die ganze Büchsenlänge erstreckt. Drei mit unterßchiedlichem Durchmesser ausgestattete Bohrungsabschnitte 3a> 3b, 3c, von denen der im Durchmesser größte Abschnitt 3a das Gewindeende der Flüssigkeitszuleitung 1 aufnimmt, bilden diese Bohrung 3. In den Bohrungsabschnitt 3a mündet eine Radialbohrung 4 ein, die bündig zur inneren Stirnfläche dieses Bohrungsabschnittes 3a liegt. Sie hat, wie die Radialbohrung 4a, die Aufgabe, der gegebenenfalls aus der Flüsaigkeitszuleitung 1 austretenden Leckflüssigkeit eine ungehinderte Austrittsmöglichkeit zu verschaffen. Innerhalb des Bohrungsabschnittes 3b befindet sich ein Düsenabschnitt 5, der einen zylindrischen Außendurchmesser hat und in eine stirnseitige Eindrehung 6 der Flüssigkeitszuleitung 1 eingreift. Er erstreckt sich über die ganze Länge des Bohrungsabschnittes 3b und ist mit einer zentralen Längsbohrung 7 versehen, die sich in Strömungsrichtung, vom Durchmesser der zentralen Bohrung 8 der Flüssigkeitszuleitung 1 ausgehend, konisch verjunge. Mit seiner vorderen Stirnfläche liegt dieser Ddsenabschnitt 5 an einem Bund 9 der Büchse 2 an und wird von der Büchse 2 mit seiner hinteren Stirnfläche axial in die mit einer Dichtung 10 ausgestattete Eindrehung 6 der Fldssigkeitszuleitung 1 hineingepreßt.A .Lüssigkeitszuleitung 1 carries a fixed on its threaded end screwed on sleeve 2, the central bore 3. extends over the entire length of the sleeve extends. Three bore sections with different diameters 3a> 3b, 3c, of which the largest diameter section 3a is the thread end the liquid supply line 1 receives, form this bore 3. In the bore section 3a opens into a radial bore 4 which is flush with the inner end face of this bore section 3a is located. It has, like the radial bore 4a, the task of, if necessary, from the liquid supply line 1 exiting leakage liquid an unimpeded outlet To provide. A nozzle section is located within the bore section 3b 5, which has a cylindrical outer diameter and an end-face recess 6 of the liquid feed line 1 engages. It extends over the entire length of the bore section 3b and is provided with a central longitudinal bore 7, which extends in the direction of flow, from the diameter of the central bore 8 of the liquid supply line 1 starting out, conically tapered. This nozzle section lies with its front face 5 on a collar 9 of the sleeve 2 and is of the sleeve 2 with its rear End face axially into the recess 6 of the liquid feed line equipped with a seal 10 1 pressed into it.

Der Außenumfang der Büchse 2 besteht aus zwei im Durchmesser unterschiedlichen Abschnitten, von denen der im Durchmesser kleinere Abschnitt 2a mit einem Gewinde versehen ist, das zum Aufschrauben einer hutartig ausgebildeten Mutter 11 dient.The outer circumference of the sleeve 2 consists of two different in diameter Sections, of which the smaller diameter section 2a with a thread is provided that for Screwing on a hat-shaped Nut 11 is used.

Eine Hülse 12 ist innerhalb des vom Bund 9 der Büchse 2 gebildeten Böhrungsabschnittes 3c axial. verschiebbar geführt. Sie nimmt in ihrer Sackbohrung 13 einen Düsenabachnitt 14 auf, der an der ihm benachbarten Stirnfläche des Düsenabschnittes 5 anlegt. Diese Hülse 12 greift in eine ihrem Durchmesser entsprechende Eindrehung 15 der lifutter 11 ein und wird zusammen mit dem aus ihr vorstehenden Düsenabschnitt 14 von der Mutter 11 axial gegen die Stirnseite des Düsenabschnittes 5 gepreßt, ohne diese jedoch zu berühren.A sleeve 12 is formed within the collar 9 of the sleeve 2 Bore section 3c axially. slidably guided. She takes in her blind hole 13 on a nozzle section 14, which is located on the end face of the nozzle section adjacent to it 5 creates. This sleeve 12 engages in a recess corresponding to its diameter 15 of the lifutter 11 and, together with the nozzle section protruding from it 14 pressed axially by the nut 11 against the face of the nozzle section 5, but without touching them.

Die zentrale, sich in Strömungsrichtung konisch verjüngende Längsbohrung 7 des Düsenabschnittes 5 geht bündig, also stoßfrei, in einen entsprechenden, konisch verlaufenden Bohrungsteil 7a des Düsenabschnittes 14 über, die in eine Bohrung 16 der Hülse 12 einmündet, welche einen größeren Durchmesser hqt und sich nach außen konisch erweitert. Eine entsprechende, sich nach außen konisch erweiternde und an die Hülsenbohrung 16 anschließende Erweiterungsbohrung 17 befindet sich auch innerhalb der Mutter 11.The central longitudinal bore that tapers conically in the direction of flow 7 of the nozzle section 5 is flush, that is to say without bumps, into a corresponding, conical shape extending bore part 7a of the nozzle section 14, which into a bore 16 the sleeve 12 opens, which has a larger diameter and extends to the outside conically expanded. A corresponding, conically widening outward and at the sleeve bore 16 adjoining expansion bore 17 is also located within the mother 11.

Die Abmessungen der zentralen Längsbohrung 7, also deren Verjüngung, ist so gewählt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der in ihr, fließenden Hochdruckflüssigkeit an keiner Stelle den Wert der Schallgeschwindigkeit übersteigt. Diesen Wert nimmt die Strömung erst innerhalb der Bohrung 7a des Düsenabschnittes 14 an, so daß der vor allem bei diesen extrem hohen Austrittsgeschwindigkeiten suftretende Verschleiß sich insbesondere innerhalb des gut auswechselbaren und kleine Abmessungen aufweisenden Düsenabschnittes 14 auswirkt.The dimensions of the central longitudinal bore 7, i.e. its taper, is chosen so that the flow rate of the high pressure liquid flowing in it at no point exceeds the value of the speed of sound. Take this value the flow only within the bore 7a of the nozzle section 14, so that the Above all, at these extremely high exit velocities, there is wear and tear especially within the easily interchangeable and small dimensions Nozzle section 14 affects.

LeerseiteBlank page

Claims

Nozzle for high pressure liquids Patent claims 1. Nozzle for high pressure liquids, that consists of at least two interchangeable, mutually centered partial sections exists, which are limited by parting lines running transversely to the nozzle bore, characterized.

that the longitudinal bore (7) penetrating the nozzle sections (5, 14) one beginning at the inlet end and extending into the last nozzle section (14) into it extending, steadily tapering cone forms, the inclination of which is chosen is that the cone diameter in the plane of the last dividing line has a speed of the print medium, which is less than or equal to Mach 1.

2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle sections (5,14) have different dimensions and the last nozzle section in the direction of flow (14) has the smallest dimensions.

3. Nozzle according to claims 1 and 2, characterized in that it consists of two sections (5,14), of which the larger dimensions having nozzle section (5.) in an end-face recess (6) of the liquid line (1) engages, here on the front side with a seal (10) occupied, within the bore (3b) one behind it on its other end face with a collar (9) Fenden bushing (2) arranged and axially against the seal (10) pressed is, while the nozzle portion (14) having the smaller dimensions in one Sleeve (12) is included, which is formed in the collar (9) of the sleeve (2) Bore (3c) engages and with its part protruding from the collar (9) within the bore (15) of a nut (11) screwed to the bushing (2), which the Sleeve (12) clamped axially and the smaller nozzle section protruding from the sleeve (12) (14) presses against the face of the larger nozzle section (5).