DE4328744C1

DE4328744C1 - Nozzle

Info

Publication number: DE4328744C1
Application number: DE4328744A
Authority: DE
Inventors: Ernst Steinhilber; Heinz Kuetterer
Original assignee: Spraying Systems Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Spraying Systems Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: EP0645191B1; DE59409002D1; EP0645191A2; EP0645191A3; JPH0780361A; JP3747417B2

Abstract

A rotating nozzle has a housing, in which a turbine is rotatably mounted. The turbine is seated on a tubular shaft, of which the end projecting from the housing carries the nozzle head. In order to achieve a low rotational speed of the nozzle even under high liquid pressures, the bearing, by means of which the turbine is mounted in the housing, is an axial sliding bearing.

Description

Zum Abspülen von Wänden bzw. Behälterwänden wird ein Flüssigkeitsstrahl benötigt, der mit möglichst hoher Strahlkraft auf die Wand auftrifft. Dabei müssen mit dem Strahl sämtliche Wandteile erreicht werden, um den ge wünschten Reinigungseffekt zu erzielen. Im Falle von etwa zylindrischen Behältern ist es deshalb von Vorteil, eine rotierende Düse zu verwenden, die von sich aus den Strahl über die gesamte Innenumfangsfläche des Behäl ters führt. Zweckmäßigerweise wird zum Antrieb der rotierenden Düse das Reinigungsfluid verwendet, das durch die Düse hindurchströmt.To rinse walls or container walls, use a Liquid jet required with the highest possible Radiance strikes the wall. Doing so with the Beam all wall parts can be reached to the ge to achieve the desired cleaning effect. In case of cylindrical containers, it is therefore advantageous to use a rotating nozzle that by itself Beam over the entire inner peripheral surface of the container ters leads. Expediently becomes the drive the rotating nozzle uses the cleaning fluid that flows through the nozzle.

Allerdings müssen derartige rotierende Düsen langsam laufen, weil sonst nur ein Sprühstrahl auftritt, der nicht geeignet ist, die Behälterwand zu reinigen, sondern sie lediglich benetzt. However, such rotating nozzles have to run slowly, because otherwise only a spray jet occurs that is not suitable is to clean the container wall, just it wetted.

Um solche langsam laufenden rotierenden Düsen zu er reichen, ist es bekannt, in den Strömungsweg der Rei nigungsflüssigkeit eine Turbine zu bringen, die über ein Getriebe die Kreisbewegung des Düsenauslasses be wirkt.To such slow-running rotating nozzles range, it is known in the flow path of the Rei cleaning fluid to bring a turbine that over a gearbox be the circular movement of the nozzle outlet works.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß das Getriebe die Düse mechanisch aufwendig macht.It can easily be seen that the gearbox Makes the nozzle mechanically complex.

Eine ohne Getriebe auskommende Düse zum Reinigen von Flä chen ist aus der US-A 4 951 877 bekannt. Diese Düse weist ein Gehäuse auf, in dem mit Hilfe von Wälzlagern eine Turbine drehbar gelagert ist. Die Reinigungsflüssigkeit strömt durch die hohle Turbinenwelle und von dort zu einer Auslaßdüse, aus der die Reinigungsflüssigkeit ausgestoßen wird. Die Lagerung der Turbine geschieht mit Hilfe von Wälzlagern. Bei Wälzlagern ist die Lagerkraft nur in ver hältnismäßig geringem Maße von der Kraft abhängig, mit der das Lager in axialer Richtung belastet wird. Die Tur bine der bekannten Düse würde deswegen bei entsprechend hoher Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit mit hoher Drehzahl rotieren. Um dies zu verhindern, ist auf der Turbinenwelle eine Bremseinrichtung angeordnet, die mit dem Gehäuse der Düse zusammenwirkt. Die Innenseite des Gehäuses trägt eine Vielzahl parallel zu der Turbinen welle ausgerichteter Rippen, die, ausgehend von einer zylindrischen Fläche, sich über eine Schrägfläche allmäh lich zu ihrer vollen Höhe über der zylindrischen Fläche erheben. Auf der Turbinenwelle sitzt eine Scheibe mit zwei Bohrungen, in denen frei beweglich Kugeln eingesetzt sind. Durch Verschieben der Turbinenwelle relativ zu der Lage der Rippen kann eine mehr oder weniger große Brems wirkung erzielt werden, indem die Kugeln gezwungen werden, über die Schrägflächen der Rippen zu laufen. Dies erzeugt einerseits Geräusche und außerdem ist der bauseitige Auf wand für die Bremse verhältnismäßig hoch. A nozzle without a gear for cleaning surfaces Chen is known from US-A 4 951 877. This nozzle points a housing in which, with the help of roller bearings Turbine is rotatably mounted. The cleaning liquid flows through the hollow turbine shaft and from there to one Outlet nozzle from which the cleaning liquid is ejected becomes. The turbine is supported with the help of Bearings. In the case of rolling bearings, the bearing force is only in ver relatively little depending on the force with which loads the bearing in the axial direction. The door The known nozzle would therefore be used accordingly high flow rate of the cleaning liquid rotate at high speed. To prevent this from happening a braking device is arranged on the turbine shaft, which cooperates with the housing of the nozzle. The inside the casing carries a multitude parallel to the turbines wave aligned ribs that, starting from a cylindrical surface, gradually over an inclined surface to their full height above the cylindrical surface raise. A disc sits on the turbine shaft two holes in which freely movable balls are used are. By moving the turbine shaft relative to that Location of the ribs can be a more or less large brake effect can be achieved by forcing the balls, to run over the inclined surfaces of the ribs. This creates on the one hand noise and also the on-site up wall for the brake relatively high.

Eine weitere Anforderung, die an eine solche Düse zum Reinigen von Behältern gestellt wird, ist eine von dem Druck der Flüssigkeit angenähert unabhängige Drehzahl, und zwar auch bei der Verwendung von Schaum.Another requirement for such a nozzle for Cleaning containers is one of those Pressure of the liquid approximately independent speed, and even when using foam.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine rotierende Düse zu schaffen, bei der der Düsenkopf ohne Getriebe mit einer langsamen Drehzahl angetrie ben wird und bei der die Drehzahl in einem Druckbereich nicht entsprechend dem Flüssigkeitsdruck ansteigt.Proceeding from this, it is an object of the invention to creating rotating nozzle at which the nozzle head driven without a gear at a slow speed ben and at which the speed in a pressure range does not rise according to the fluid pressure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die rotierende Düse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the rotating Nozzle with the features of claim 1 solved.

Aufgrund der Bauform der neuen rotierenden Düse wirkt das Axiallager gleichzeitig als Reibungsbremse, deren Bremswirkung durch den Flüssigkeitsdruck gesteuert wird. Ob zwar bisher die genauen Wirkzusammenhänge nicht völlig aufgeklärt sind, weshalb die neue rotierende Düse diesen selbsttätig die Drehzahl begrenzenden Effekt zeigt, kann möglicherweise davon ausgegangen werden, daß bei niedri gen Drücken sich zunächst in dem Axialspalt der beiden Lagerflächen des Axiallagers infolge der durch die Düse strömenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsreibung ein stellt, die mit zunehmendem Druck in eine trockene Rei bung übergeht. Dadurch ändert sich druckabhängig der Reibbeiwert, und bis zu einem Betriebsdruck von 0,5 bar steigt die Drehzahl der Turbine und damit die Drehzahl des Düsenkopfes etwa proportional mit dem Druck an, wo bei je nach sonstiger Ausbildung der neuen Düse Drehzah len bis ca. 50 U/min erreicht werden. Oberhalb von ca. 0,5 bar endet die Proportionalität zwischen Drehzahl und Flüssigkeitsdruck. Statt dessen beginnt jenseits dieses Druckes die Drehzahl sogar wieder abzufallen, wobei der Drehzahlabfall bzw. das Drehzahlmaximum ab hängig von weiteren Konstruktionsparametern der neuen Düse ist.Due to the design of the new rotating nozzle works the thrust bearing as a friction brake, whose Braking effect is controlled by the fluid pressure. Whether or not the exact causal relationships have been completely so far are clear why the new rotating nozzle this can automatically show the speed limiting effect may be assumed that at low First press in the axial gap between the two Bearing surfaces of the thrust bearing as a result of through the nozzle flowing fluid a fluid friction puts the in a dry row with increasing pressure exercise passes. This changes the pressure dependent Coefficient of friction, and up to an operating pressure of 0.5 bar the speed of the turbine increases and thus the speed of the nozzle head approximately proportional to the pressure where depending on the other design of the new nozzle speed len up to approx. 50 rpm. Above approx. The proportionality between speed ends at 0.5 bar and fluid pressure. Instead, it starts beyond this pressure, the speed even drops again, where the speed drop or the speed maximum from depending on further construction parameters of the new Nozzle.

Bei der neuen Düse kommt die Antriebskraft nicht aus dem Rückstoß des aus der Düse austretenden Flüssigkeitsstrah les. Vielmehr wird diese Antriebskraft von der Turbine erbracht und je nach dem, wie stark der Austrittswinkel des Flüssigkeitsstrahles gegenüber der Normalen auf die Austrittsfläche geneigt ist, kann der Strahl noch eine Zusatzkraft liefern, um gegebenenfalls Bremseffekte bei hohen Drehzahlen weiter zu kompensieren.With the new nozzle, the driving force does not come from Recoil of the jet of liquid emerging from the nozzle les. Rather, this driving force is from the turbine and depending on how strong the exit angle of the liquid jet compared to the normal to the Exit surface is inclined, the jet can still have a Provide additional power to add braking effects if necessary continue to compensate for high speeds.

Um den gewünschten Bremseffekt durch das Axialgleitla ger nicht zu beeinträchtigen, ist, abgesehen von der Dichtwirkung durch das Axiallager, keine weitere nen nenswerte Dichtung vorgesehen.To the desired braking effect through the Axialgleitla is not to be affected, apart from the Sealing effect through the thrust bearing, no further notable seal provided.

Ein selbsttätiges Anlaufen der rotierenden Düse wird er reicht, wenn der Reibbeiwert in dem Axiallager in dem Be reich zwischen 0,05 und 0,15 liegt. Solche Reibbei werte können beispielsweise erreicht werden, wenn eine oder beide Axiallagerflächen PTFE oder einem Werkstoff mit vergleichbaren Reibbeiwerten enthalten.It will automatically start up on the rotating nozzle is sufficient if the coefficient of friction in the thrust bearing in the loading ranges between 0.05 and 0.15. Such friction values can be achieved, for example, if a or both axial bearing surfaces with PTFE or a material comparable friction coefficients included.

Um einen möglichst guten Wirkungsgrad der Turbine zu er halten, ist der Turbine zweckmäßigerweise ein Injektor vorgeschaltet, durch den ein mit tangentialer Richtung in die Turbine einströmender Strahl erzeugt wird. Die Durchlaßbohrung in dem Injektor ist gegenüber der Drehachse der Turbine seitlich versetzt und auch ge neigt.To achieve the best possible turbine efficiency hold, the turbine is advantageously an injector upstream, through the one with tangential direction jet flowing into the turbine is generated. The Through hole in the injector is opposite to that Axis of rotation of the turbine laterally offset and also ge tends.

Eine sehr einfache Turbine wird erhalten, wenn sie die Gestalt einer zylindrischen Scheibe aufweist, in deren Außenumfangsfläche Nuten als Durchlässe eingearbeitet sind. Damit in jedem Falle die neue rotierende Düse von selbst anläuft und mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit läuft, ist die Anzahl der Durchlaßbohrungen in dem Injektor und die Zahl der Durchlässe in der Turbine teilerfremd.A very simple turbine is obtained if it does Has the shape of a cylindrical disc, in the Outer circumferential surface grooves integrated as passages are. So that the new rotating nozzle from starts itself and with a uniform angular velocity is running, is the number of through holes in the injector and the number of passages in the turbine prime.

Im übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.In addition, developments of the invention are the subject of subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the counter state of the invention. Show it:

Fig. 1 die neue rotierende Düse in einer perspekti vischen Explosionsdarstellung, Fig. 1, the new nozzle in a rotating Perspecti vischen exploded view,

Fig. 2 die Düse nach Fig. 1 im zusammengesetzten Zu stand und in einem Längsschnitt und Fig. 2 was the nozzle of FIG. 1 in the composite and in a longitudinal section and

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängig keit der Drehzahl vom Betriebsdruck. Fig. 3 is a diagram illustrating the dependency speed of the speed on the operating pressure.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist die neue rotierende Düse 1 ein etwa zylindrisches Gehäuse 2 auf, das an sei nem rückwärtigen Ende mit einem Außengewinde 3 versehen ist. Das Gehäuse 2 begrenzt einen durchgehend zylindrischen Innenraum 4, der an einer Stirnseite 5 des Gehäuses 2 in eine dazu koaxiale Bohrung 6 übergeht. In der koaxia len Bohrung 6 steckt eine aus PTFE bestehende Bundbüch se 7, deren Bund in dem Innenraum 4 angeordnet ist.As shown in FIGS. 1 and 2, the new rotating nozzle 1 has an approximately cylindrical housing 2 which is provided with an external thread 3 at its rear end. The housing 2 delimits a continuously cylindrical interior 4 , which merges into a bore 6 which is coaxial with it on an end face 5 of the housing 2 . In the koaxia len bore 6 is a PTFE existing Bundbüch se 7 , the collar is arranged in the interior 4 .

Zum hinteren Ende hin wird das Gehäuse 2 von einer auf das Außengewinde 3 aufgeschraubten Überwurfmutter 9 begrenzt, die koaxial mit einem Flüssigkeitseinlaß 11 versehen ist. Der Flüssigkeitseinlaß 11 ist eine durch den Boden der Überwurfmutter 9 durchgehende Bohrung mit einem Innengewinde 12.Towards the rear end, the housing 2 is delimited by a union nut 9 screwed onto the external thread 3 , which is provided coaxially with a liquid inlet 11 . The liquid inlet 11 is a bore through the bottom of the union nut 9 with an internal thread 12 .

In dem zylindrischen Innenraum 4, der bis in die Nähe des Bundes 8 konstanten Querschnitt hat, rotiert eine Turbi ne 13. Diese Turbine 13 ist eine zylindrische Scheibe, deren Außendurchmesser geringfügig kleiner als die lich te Weite des zylindrischen Innenraums 4 ist und die in ihrem Außenumfang bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel insgesamt acht Nuten 14 mit rechteckigem Querschnitt enthält. Die Nuten 14 durchsetzen die die Turbine 13 bildende Scheibe von einer vorderen Stirnseite 15 bis hin zu einer hinteren Stirnseite 16, und außerdem sind die Nuten 14 in radialer Richtung offen. Ferner lassen die Figuren erkennen, daß die Nuten 14 gegenüber der Achse der Turbine 13, die mit der Symmetrieachse der Turbine 13 zusammenfällt, schräg geneigt sind. Den Winkel, den die Längsachse jeder Nut 14 in der Projektion mit der Drehachse der Turbine 13 einschließt, liegt zwischen etwa 10° und 40°. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel exakt 25°. In the cylindrical interior 4 , which has a constant cross section up to the vicinity of the collar 8 , a turbine 13 rotates. This turbine 13 is a cylindrical disc, the outer diameter of which is slightly smaller than the width of the cylindrical inner space 4 , and which contains a total of eight grooves 14 with a rectangular cross section in the outer circumference in the embodiment shown. The grooves 14 penetrate the disk forming the turbine 13 from a front end face 15 to a rear end face 16 , and the grooves 14 are also open in the radial direction. Furthermore, the figures show that the grooves 14 are inclined relative to the axis of the turbine 13 , which coincides with the axis of symmetry of the turbine 13 . The angle which the longitudinal axis of each groove 14 forms in the projection with the axis of rotation of the turbine 13 is between approximately 10 ° and 40 °. In the exemplary embodiment shown, the angle is exactly 25 °.

An der Stirnseite 15 geht die die Turbine 13 bildende Scheibe einstückig in eine Turbinenwelle 17 über. Die Turbinenwelle 17 weist unmittelbar angrenzend an die Turbine 13 einen zylindrischen Abschnitt 18 mit größe rem Durchmesser auf, der an einer Ringschulter 19 in einen zylindrischen Abschnitt 21 mit reduziertem Durch messer übergeht. Der Durchmesser des Abschnittes 21 ist so bemessen, daß er mit geringem Spiel in der Boh rung der Bundbüchse 7 rotieren kann. Die Länge des Ab schnittes 21 ist ausreichend, damit die Turbinenwelle 17 nach außen aus dem Gehäuse 2 hervorsteht, um auf ihrem vorstehenden Ende einen Düsenkopf 22 befestigen zu können.On the end face 15 , the disk forming the turbine 13 merges in one piece into a turbine shaft 17 . The turbine shaft 17 immediately adjacent to the turbine 13 has a cylindrical section 18 with a larger diameter, which merges with an annular shoulder 19 into a cylindrical section 21 with a reduced diameter. The diameter of section 21 is such that it can rotate with little play in the drilling tion of the collar sleeve 7 . The length of the section 21 is sufficient for the turbine shaft 17 to project outward from the housing 2 in order to be able to fasten a nozzle head 22 on its projecting end.

Die beim Betrieb der Düse 1 auftretenden Axialkräfte werden von einem Axiallager 23 übertragen, dessen eine Lagerfläche die, plane innenliegende Stirnfläche des Bun des 8 und dessen andere Axiallagerfläche ein Ring 25 ist, der auf die Turbinenwelle 17 bis zu der Schulter 19 auf geschoben ist. Um die trockene Reibung in dem Axiallager 23 so klein wie möglich zu halten, bestehen sowohl die Bundbüchse 7 als auch der Ring 25 mit recheckigem Quer schnitt aus PTFE oder einem vergleichbaren Werkstoff. Der Außendurchmesser des Rings 25 beträgt bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ca. 19 mm, während die lichte Weite etwa 13 min entsprechend dem Außendurchmes ser des Abschnittes 21 der Turbinenwelle 17 ist. Die Höhe des Ringes 25 beträgt ca. 1 mm. Abgesehen von der Lagerung durch die Turbinenwelle 17 ist an der rückwärtigen Stirn seite 16 eine weitere Lagerung mittels eines einstückig angeformten zylindrischen Zapfens 26 vorgesehen, der zu der Turbinenwelle 17 koaxial ist. Dieser Zapfen 26 rotiert in einer Sackbohrung 27, die in einem Einsatzkörper 28 enthalten ist. Der Einsatzkörper 28 hat die Gestalt eines flachen Kegelstumpfes und sitzt im der Überwurfmutter 9 zugekehrten rückwärtigen Ende des zylindrischen Innen raums 4. Damit von dem Flüssigkeitsdruck der Einsatzkör per 28 nicht vorgeschoben werden kann, ist sein Durch messer etwas größer als der im Bereich der Turbine 13 liegende Hauptabschnitt des Innenraumes 4, der sich an einer Schulter 29, die radial nach innen springt, zum rückwärtigen Ende hin zylindrisch erweitert.The axial forces occurring during the operation of the nozzle 1 are transmitted by an axial bearing 23 , one of the bearing surfaces of which is the plane inner end face of the Bun des 8 and the other axial bearing surface is a ring 25 which is pushed onto the turbine shaft 17 up to the shoulder 19 . In order to keep the dry friction in the thrust bearing 23 as small as possible, both the collar sleeve 7 and the ring 25 with a rectangular cross section are made of PTFE or a comparable material. The outer diameter of the ring 25 is about 19 mm in a practical embodiment, while the inside diameter is about 13 min corresponding to the outer diameter of the section 21 of the turbine shaft 17 . The height of the ring 25 is approximately 1 mm. Apart from the mounting by the turbine shaft 17 , a further mounting is provided on the rear end side 16 by means of an integrally formed cylindrical pin 26 which is coaxial with the turbine shaft 17 . This pin 26 rotates in a blind hole 27 , which is contained in an insert body 28 . The insert body 28 has the shape of a flat truncated cone and is seated in the union nut 9 facing the rear end of the cylindrical inner space 4th So that from the liquid pressure of the insert body 28 can not be advanced, its diameter is slightly larger than the main section of the interior 4 located in the region of the turbine 13 , which is cylindrical on a shoulder 29 that jumps radially inward toward the rear end expanded.

Dieser Einsatzkörper 28 enthält insgesamt drei schräg verlaufende Bohrungen 31, die auf einem Teilkreisdurch messer liegen, der gleich dem Teilkreisdurchmesser der Nuten 14 der Turbine 13 ist. Die Bohrungen 31 verlaufen gegenüber der Drehachse der Turbine 13 unter einem stärker geneigten Winkel als die Nuten 14 und bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel, den die Achsen dieser drei Bohrungen 31 gegenüber der Dreh achse einschließen, 55°. Der Durchmesser der drei Boh rungen 31, die äquidistant verteilt sind, beträgt ca. 4 mm und ist etwas kleiner als die Weite der Nuten 14, gemessen in Umfangsrichtung. Der Einsatzkörper wirkt so als Injektor für eine Turbine 13.This insert body 28 contains a total of three inclined bores 31 which lie on a pitch circle diameter which is equal to the pitch circle diameter of the grooves 14 of the turbine 13 . The bores 31 run with respect to the axis of rotation of the turbine 13 at a more inclined angle than the grooves 14 and in the embodiment shown, the angle which the axes of these three bores 31 form relative to the axis of rotation is 55 °. The diameter of the three holes 31 , which are distributed equidistantly, is approximately 4 mm and is somewhat smaller than the width of the grooves 14 , measured in the circumferential direction. The insert body thus acts as an injector for a turbine 13 .

Auf diese Weise kann die Flüssigkeit über dem Flüssigkeits einlaß 11 durch einen Spalt 32 zwischen dem Einsatzkör per 28 und dem Boden der Überwurfmutter 9 zu den Durch laßbohrungen 31 strömen. Aus dem Innenraum 4 strömt die Flüssigkeit über Querbohrungen 33 ab, die in der Turbinenwelle 17 in dem Abschnitt 18 mit größerem Durch messer angebracht sind. Diese Querbohrungen 33 münden in eine Sackbohrung 34, die von dem außerhalb des Ge häuses 2 liegenden Ende her in die Turbinenwelle 17 hinführt.In this way, the liquid can flow through the liquid inlet 11 through a gap 32 between the insert body 28 and the bottom of the union nut 9 to the through holes 31 . From the interior 4 , the liquid flows through transverse bores 33 , which are attached in the turbine shaft 17 in the section 18 with a larger diameter. These cross bores 33 open into a blind bore 34 which leads from the end of the housing 2 outside the Ge into the turbine shaft 17 .

Der Düsenkopf 22 besteht aus einem auf der Turbinen welle 17 aufgesteckten und dort durch entsprechende Mit tel gesicherten Rohrstück 35, das eine Schulter 36 bildet so wie einen bis zu der Schulter 36 auf das Rohrstück 35 aufgesteckten und im Querschnitt sechseckigen Ring 37, wobei das Rohr 35 durch eine koaxiale Bohrung 38 des Ringes 37 hindurchführt. Die Bohrung 38 ist im Inneren bei 39 radial nach außen springend erweitert.The nozzle head 22 consists of a shaft 17 plugged onto the turbine and secured there by corresponding tube piece 35 , which forms a shoulder 36 as well as an up to the shoulder 36 on the tube piece 35 and hexagonal ring 37 in cross section, the tube 35 passes through a coaxial bore 38 of the ring 37 . The bore 38 is widened radially outward at 39 inside.

Um den Ring 37 auf der Schulter 36 zu halten, ist auf dem vorderen geschlossenen Ende des Rohres 35 eine Mut ter 40 aufgeschraubt.To keep the ring 37 on the shoulder 36 , a mut ter 40 is screwed on the front closed end of the tube 35 .

In dem Ring 37 führen mehrere, beim gezeigten Ausführungs beispiel insgesamt drei verhältnismäßig weit bemessene Bohrungen 41 nach außen, und zwar sind die Bohrungen 41 derart angebracht, daß sie keine oder nur eine geringe Komponente in Umfangsrichtung haben.In the ring 37 lead several, in the embodiment shown, for example, a total of three relatively large holes 41 to the outside, namely the holes 41 are mounted such that they have little or no component in the circumferential direction.

Die Strömungsverbindung zwischen der Bohrung 34 und den Flüssigkeitsauslässen 41 erfolgt durch den Innenraum des Rohres 35 sowie entsprechenden Querbohrungen 42 in diesem.The flow connection between the bore 34 and the liquid outlets 41 takes place through the interior of the tube 35 and corresponding transverse bores 42 therein.

Die Arbeitsweise der insoweit beschriebenen rotierenden Düse 1 ist wie folgt:The operation of the rotating nozzle 1 described so far is as follows:

Die zu verspritzende Flüssigkeit wird unter Druck in den Flüssigkeitseinlaß 11 eingespeist. Von hier aus strömt die Flüssigkeit durch den Spalt 32 längs der Mantel fläche des Einsatzkörpers 28 zu den drei schräg ver laufenden Bohrungen 34, die insgesamt drei Flüssigkeits strahle erzeugen. Diese Flüssigkeitsstrahle haben eine Komponente in Richtung zu der Turbine 13 und außerdem eine Komponente in Umfangsrichtung, da die Bohrungen, die die Durchlässe 31 bilden, unter dem erwähnten Win kel von 55° schräg gegen die Drehachse geneigt sind. Hierdurch trifft die aus den Durchlässen 31 ausströmende Flüssigkeit mit einer Umfangskomponente gegen die in Strömungsrichtung liegenden Wände der Nuten 14, wodurch die Turbine 13 in Rotation versetzt wird. Die durch die Nuten 14 hindurchströmende Flüssigkeit gelangt in den Bereich des Innenraumes 4 zwischen der Turbine 13 und dem Axiallager 23. Je nach Druckverhältnissen gelangt ein sehr geringer Teil der Flüssigkeit in den Spalt des Axiallagers 23 und bewirkt dort eine Flüssigkeits schmierung. Der weitaus größte Teil der Flüssigkeit strömt hingegen durch die radialen Bohrungen 33 in die Bohrung 34 und von dort in das Rohr 35, das es durch die Querbohrungen 32 in Richtung auf die Düsenauslässe 41 verläßt. Da die Turbinenwelle 17 einstückig und so mit auch drehfest mit der Turbine 13 verbunden ist und der Düsenkopf 22 drehfest auf dem Rohr 35 gehalten ist, läuft er mit der Turbine 13 um.The liquid to be sprayed is fed into the liquid inlet 11 under pressure. From here, the liquid flows through the gap 32 along the jacket surface of the insert body 28 to the three obliquely running holes 34 , which generate a total of three liquid jets. These liquid jets have a component in the direction of the turbine 13 and also a component in the circumferential direction, since the bores which form the passages 31 are inclined at an angle of 55 ° to the axis of rotation under the mentioned angle. As a result, the liquid flowing out of the passages 31 strikes with a peripheral component against the walls of the grooves 14 lying in the flow direction, as a result of which the turbine 13 is set in rotation. The liquid flowing through the grooves 14 reaches the area of the interior 4 between the turbine 13 and the axial bearing 23 . Depending on the pressure conditions, a very small part of the liquid gets into the gap of the thrust bearing 23 and causes liquid lubrication there. The vast majority of the liquid, however, flows through the radial bores 33 into the bore 34 and from there into the tube 35 , which it leaves through the transverse bores 32 in the direction of the nozzle outlets 41 . Since the turbine shaft 17 is connected in one piece and thus also in a rotationally fixed manner to the turbine 13 and the nozzle head 22 is held in a rotationally fixed manner on the pipe 35 , it rotates with the turbine 13 .

Die Drehzahl, mit der die Turbine 13 rotiert, hängt da von ab, welchen Winkel die Nuten 14 mit der Drehachse der Turbinenwelle 17 und welchen Winkel die Durchlaß bohrungen 31 ebenfalls mit der Drehachse der Turbinen welle 17 einschließen. Ferner wird die Drehzahl beein flußt von dem Abstand, den die Stirnseite 16 der Turbine von der gegenüberliegenden Planseite des Einsatzkörpers 28 hat. Je größer dieser Spalt ist, umso kleiner wird die Drehzahl. Ein günstiger Wert für die Spaltbreite liegt bei ca. 1,6 mm, während der Außendurchmesser der die Turbine 13 bildenden Scheibe bei etwa 32 mm liegt und die Dicke ca. 8 mm beträgt. Der Querschnitt der Auslässe, also der Querschnitt der einzelnen Boh rungen 41, beträgt jeweils ca. 3 mm² und stellt den wesentlichen strömungsbegrenzenden Widerstand dar. Es wird davon ausgegangen, daß alle übrigen Strömungs widerstände in der Summe kleiner sind als der durch die Auslässe 41 hervorgerufene Strömungswiderstand.The speed at which the turbine 13 rotates depends on which angle the grooves 14 with the axis of rotation of the turbine shaft 17 and the angle of the bore holes 31 also include the axis of rotation of the turbine shaft 17 . Furthermore, the speed is influenced by the distance that the end face 16 of the turbine has from the opposite plane side of the insert body 28 . The larger this gap, the lower the speed. A favorable value for the gap width is approximately 1.6 mm, while the outer diameter of the disk forming the turbine 13 is approximately 32 mm and the thickness is approximately 8 mm. The cross section of the outlets, that is, the cross section of the individual holes 41 , is approximately 3 mm² and represents the essential flow-restricting resistance. It is assumed that all other flow resistances are smaller in total than that caused by the outlets 41 Flow resistance.

Bei einer solchermaßen bemessenen Düse 1 wird die in Fig. 3 gezeigte Drehzahlkennlinie erhalten, wenn die Düse 1 mit Wasser bei Zimmertemperatur gespeist wird. With a nozzle 1 dimensioned in this way, the speed characteristic curve shown in FIG. 3 is obtained when the nozzle 1 is fed with water at room temperature.

Wie zu ersehen ist, steigt bis ca. etwa 0,5 bar die Drehzahl des Düsenkopfes 22 proportional mit dem Druck bis auf ca. 37 U/min an. Bei Überschreiten dieses Druk kes, also im Bereich zwischen ca. 0,5 bar und 1 bar kippt die Drehzahlkennlinie um und eine weitere Er höhung des Druckes führt zunächst zu einer Verminde rung der Drehzahl, insofern, als bis zu einem Bereich von ca. 10 bar die Drehzahl des Düsenkopfes 22 bis auf ca. 30 U/min absinkt. Erst bei einer weiteren Erhöhung des Druckes steigt die Drehzahl wieder allmählich an. Damit ist, wie ersichtlich, die neue Düse 1 eine lang sam laufende Düse und in einem nennenswerten Bereich ihres Betriebsdruckes, nämlich zwischen 0,5 bar und 15 bar tritt keine druckproportionale Drehzahländerung auf. Ab 15 bar steigt die Drehzahl bis 20 bar nur unmerklich an. Im Rahmen der Anforderungen an eine solche Düse, die zur Reinigung von Behältern verwendet wird, kann so mit davon ausgegangen werden, daß die Drehzahl ange nähert konstant ist, denn einer Druckvariation von 1 : 10 steht eine Drehzahlvariation von 1 : 1,2 gegenüber. Somit wird es möglich, ohne die Drehzahl der Düse nen nenswert zu ändern, die Behälterwände mit unterschied lich scharfen Strahlen abzuspülen.As can be seen, the speed of the nozzle head 22 increases proportionally with the pressure up to approximately 37 rpm up to approximately 0.5 bar. When this pressure is exceeded, i.e. in the range between approx. 0.5 bar and 1 bar, the speed characteristic curve tilts and a further increase in pressure initially leads to a reduction in the speed, insofar as up to a range of approx. 10 bar the speed of the nozzle head 22 drops to approx. 30 rpm. Only when the pressure increases further does the speed gradually increase again. Thus, as can be seen, the new nozzle 1 is a slow-running nozzle and there is no pressure-proportional change in speed in a significant range of its operating pressure, namely between 0.5 bar and 15 bar. From 15 bar the speed increases only slightly up to 20 bar. In the context of the requirements for such a nozzle, which is used for cleaning containers, it can be assumed that the speed is approximately constant, because a pressure variation of 1:10 contrasts with a speed variation of 1: 1.2. This makes it possible to rinse the container walls with differently sharp jets without significantly changing the speed of the nozzle.

Claims

1. Rotating nozzle ( 1 ), in particular for aqueous liquids,
with a nozzle housing ( 2 ) which has an interior ( 4 ) into which a liquid inlet ( 11 ) opens;
with a bearing bore ( 6 ) in the nozzle housing ( 2 ) which leads outwards from the inner space and forms an axial bearing surface ( 8 ) in the inner space ( 4 ), which merges into a cylindrical radial bearing surface running out of the inner space ( 4 ),
with a shaft ( 17 ) rotatably mounted in the bearing bore and leading out of the interior ( 4 ), which has in the interior ( 4 ) a radially outwardly projecting axial bearing shoulder ( 19 ) which is in contact with the axial bearing surface ( 8 ) of the bearing bore ( 6 ) cooperates and forms an axial slide bearing ( 23 ) with it, where the axial slide bearing ( 23 ) acts as a friction brake controlled by the fluid pressure
with a nozzle head ( 22 ) which sits on the shaft ( 17 ) in a rotationally fixed manner outside the housing ( 2 ) and contains at least one nozzle bore ( 41 ) from which the liquid has a radial component with respect to the shaft ( 17 ) from the nozzle ( 1 ) exits,
with a in the shaft ( 17 ) Kanalanord voltage ( 33 , 34 , 42 ), via which the nozzle head ( 22 ) is connected in terms of flow to the liquid inlet ( 11 ), and
with a with the shaft ( 17 ) coupled directly and without a gear drive device ( 13 ) which is set in motion by the liquid flowing through the nozzle ( 1 ) and a drive force dependent on the pressure of the liquid at the liquid inlet ( 11 ) Wave ( 17 ) generated.

2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the drive device is formed by a turbine ( 13 ) which is rotatably connected to the shaft ( 17 ) and rotates in the inner space ( 4 ).

3. Nozzle according to claim 2, characterized in that the leading to a from the liquid pressure Axi alkraft leading surfaces on the turbine ( 13 ) and / or shaft ( 17 ) in relation to the effective Axialla are dimensioned so that when operating with low pressure in the thrust bearing ( 23 ) a liquid lubrication occurs which disappears with increasing pressure.

4. Nozzle according to claim 1, characterized in that the axial bearing ( 23 ) serves as a seal and, in addition, no further seal for the shaft ( 17 ) is provided in the region of the axial bearing ( 23 ).

5. Nozzle according to claim 1, characterized in that the coefficient of friction for dry friction between the axial bearing surfaces ( 8 , 25 ) is between 0.05 and 0.15.

6. Nozzle according to claim 1, characterized in that at least one of the axial bearing surfaces ( 8 , 25 ) has PTFE.

7. Nozzle according to claim 1, characterized in that both axial bearing surfaces ( 8 , 25 ) have PTFE.

8. Nozzle according to claim 1, characterized in that the interior ( 4 ) is cylindrical and the bearing bore ( 6 ) to the interior ( 4 ) is arranged coaxially.

9. Nozzle according to claim 2, characterized in that an at least one passage bore ( 31 ) containing injector ( 28 ) is arranged in terms of flow in front of the turbine ( 13 ), with which at least one with a tan potential component into the turbine ( 13 ) Beam is generated.

10. Nozzle according to claim 9, characterized in that the passage bore (31) is radially offset in the injector (28) relative to the rotational axis of the shaft (17) and extends from the rotational axis of the shaft (17) inclined obliquely.

11. A nozzle according to claim 9, characterized in that the injector ( 28 ) contains at least three passage bores ( 31 ) which are arranged equidistantly around the axis of rotation of the shaft ( 17 ) and are oriented in the same direction.

12. Nozzle according to claim 9, characterized in that the turbine ( 13 ) on the shaft ( 17 ) opposite the end face ( 16 ) carries an axle stub ( 26 ) which is rotatably mounted in a bearing bore ( 27 ) of the injector ( 28 ) .

13. A nozzle according to claim 9, characterized in that the turbine ( 13 ) on the side facing the injector ( 28 ) ( 16 ) is flat.

14. Nozzle according to claim 9, characterized in that the injector ( 28 ) on the side facing the turbine ( 13 ) ( 15 ) is flat.

15. Nozzle according to claim 9, characterized in that the number of passages se ( 14 ) contained in the turbine ( 13 ) is prime with the number of passage bores ( 31 ) in the injector ( 28 ).

16. Nozzle according to claim 9, characterized in that the turbine ( 13 ) has the shape of a cylindrical disc, in the edge passages ( 14 ) are contained equidistantly distributed, the longitudinal axes of which are inclined relative to the axis of rotation of the shaft ( 17 ).

17. A nozzle according to claim 16, characterized in that the passages ( 14 ) are grooves which are open to the circumference of the cylindrical disk.

18. Nozzle according to claim 16, characterized in that the angle which the longitudinal axes of the passages ( 14 ) of the turbine ( 13 ) with the axis of rotation of the shaft ( 17 ) include, is smaller than the angle that the longitudinal axes of the passage bores ( 31 ) in the injector ( 28 ) with the axis of rotation.

19. Nozzle according to claim 9, characterized in that the angle which the longitudinal axes of the passages ( 14 ) in the turbine ( 13 ) with the longitudinal axis of the axis of rotation of the shaft ( 17 ) include between 10 ° and 40 ° rule.

20. Nozzle according to claim 9, characterized in that the angle which the longitudinal axes of the through bores ( 31 ) in the injector ( 28 ) with the axis of rotation of the shaft ( 17 ) close between 15 ° and 75 °.