EP0762941A1 - Rotordüse für ein hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Rotordüse für ein hochdruckreinigungsgerät

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EP0762941A1
EP0762941A1 EP94918819A EP94918819A EP0762941A1 EP 0762941 A1 EP0762941 A1 EP 0762941A1 EP 94918819 A EP94918819 A EP 94918819A EP 94918819 A EP94918819 A EP 94918819A EP 0762941 A1 EP0762941 A1 EP 0762941A1
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EP
European Patent Office
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nozzle body
nozzle
housing
longitudinal axis
rectifier
Prior art date
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Granted
Application number
EP94918819A
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English (en)
French (fr)
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EP0762941B1 (de
Inventor
Rolf Friedrich
Wolfgang Holzwarth
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Alfred Kaercher SE and Co KG
Original Assignee
Alfred Kaercher SE and Co KG
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Publication date
Application filed by Alfred Kaercher SE and Co KG filed Critical Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority to AT94918819T priority Critical patent/ATE169845T1/de
Publication of EP0762941A1 publication Critical patent/EP0762941A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0762941B1 publication Critical patent/EP0762941B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/04—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
    • B05B3/0409—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements
    • B05B3/0463—Rotor nozzles, i.e. nozzles consisting of an element having an upstream part rotated by the liquid flow, and a downstream part connected to the apparatus by a universal joint

Definitions

  • the invention relates to a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device with a housing which is provided in a front wall with a pan-shaped, centrally perforated depression, with a nozzle body having a through-bore and which has a spherical end in the pan-shaped depression ab ⁇ supports, extends in the longitudinal direction over a part of the housing and has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the housing, and with an inlet opening into the housing in one direction for the liquid through which the liquid in the housing around the
  • the longitudinal axis can be set in rotation so that the nozzle body rotates together with the rotating liquid and thereby lies against the inner wall of the housing with a bearing surface, the longitudinal axis of the nozzle body being inclined with respect to the longitudinal axis of the housing.
  • Such a rotor nozzle is known for example from DE 40 13 446 Cl. It has proven to be a very effective cleaning nozzle, since this nozzle can be used to generate a compact jet running around a cone jacket, with which a larger area can be achieved, the properties of the compact jet nevertheless being retained. This is also achieved with another known rotor nozzle, which, however, has a different drive principle, since in this known rotor nozzle the nozzle body is driven by a turbine or a paddle wheel (EP 0 379 654 B1).
  • a rotor nozzle of the type described in the introduction in that the length of the through-bore in the nozzle body is at least 70 mm, in that the ratio of the length of the through-bore to its diameter has the value 17 or a greater value and that in the upstream section of the through hole, a rectifier with axially parallel and diametrically extending walls is arranged in the through hole, the length of which is at least 0.25 the length of the through hole.
  • the relative speed between the circulating liquid on the one hand and the circulating nozzle body on the other hand at the inlet of the nozzle body is low, so that in this area only minor flow disturbances when the liquid enters the nozzle body be occurring.
  • These remaining slight flow disturbances can be eliminated by the special dimensioning of the through-hole and the rectifier to such an extent that a cleaning effect which was previously unattainable with known rotor nozzles can be achieved. It is advantageous if the diameter of the through hole is the same throughout, with the exception of the outlet area, that is, if there are no steps or constrictions in the through hole.
  • the through hole in the outlet area will merge into the outlet opening of an outlet nozzle, and this outlet opening usually has a much smaller diameter than the through hole. It is also advantageous here if the transition from the through hole into the outlet opening of the nozzle takes place continuously, as is known per se.
  • the thickness of the walls of the rectifier is at most 1/40 of the total length of the rectifier. This is a very thin wall, which means that the flow through the through hole through the walls is minimally disturbed. This also promotes the uniformity of the flow through the through hole considerably.
  • the rectifier is made of metal, since the higher strength values of metal compared to plastic mean that it is possible to work with smaller wall thicknesses without fear of damage to the rectifier and thus a change in the rectifier geometry .
  • the width of the walls of the rectifier corresponds over most of its length to the inside diameter of the through hole, that the walls at the upstream end of the rectifier are slightly widened and that the widened parts of the walls merge into one Penetrate insert from deformable material that forms the inner wall at the upstream end of the through hole. It is thereby possible to fix the rectifier by axially inserting it into the through hole, since the widened ends of the rectifier dig into the deformable material and thus fix the rectifier in this position. At the same time, the walls bear most of their length against the inner wall of the through hole and thus divide the through hole into axially parallel and completely separate channels, which lead to the calming of the liquid.
  • a plastic ring which forms the deformable material is inserted into an enlarged section at the upstream end of the through-bore.
  • a nozzle insert with an outlet opening is arranged at the downstream end of the through bore, the outlet direction of which is inclined with respect to the longitudinal axis of the nozzle body.
  • the compact jet is no longer emitted from the nozzle body in the direction of the longitudinal axis of the nozzle body, but is inclined obliquely to this longitudinal direction, that is to say at an angle to this longitudinal direction.
  • This longitudinal direction of the nozzle body at the same time forms the axis of rotation about which the nozzle body can rotate in the housing, so that this direction of the outlet opening also rotates on a cone shell, namely a cone shell, due to this intrinsic rotation of the nozzle body about its own longitudinal axis. whose axis coincides with the longitudinal axis of the nozzle body.
  • a complicated superimposition movement of the emitted compact jet is obtained in this way, namely, it first rotates according to the conical orbit of the nozzle body on a cone surface, and according to the intrinsic rotation of the nozzle body about its own longitudinal axis, this is superimposed Once again a conical orbit of the jet, this time in the extension of the longitudinal direction of the nozzle body itself.
  • a very compact jet is formed by the upstream connection of the specially dimensioned through hole, which is deflected by the outlet opening with respect to the longitudinal axis of the nozzle body and at the same time retains its compact nature to the full extent .
  • a very compact jet thus runs around a superimposed conical surface, and this means that when this compact jet strikes a surface, a circular strip is cleaned very effectively, since practically every point on the circular strip is struck by the very compact jet.
  • the inclination of the outlet opening with respect to the longitudinal axis of the nozzle body is slight, for example in the range from 0.5 ° to 10 °, preferably from 1 ° to 5 ° and very preferably in the range between 2 ° and 3 , 5 °.
  • a relatively slight inclination of the outlet opening relative to the axis of rotation of the nozzle body is therefore sufficient to achieve the desired effect.
  • the nozzle body receives a nozzle insert in which an outlet opening is arranged which is inclined with respect to the longitudinal axis of the nozzle insert which is fitted axially parallel to the nozzle body.
  • the nozzle body receives a nozzle insert with an outlet opening arranged axially parallel in the nozzle insert and that the nozzle insert in the nozzle body is arranged with its own axis inclined with respect to its longitudinal axis.
  • the nozzle insert itself is therefore already manufactured with an outlet opening inclined with respect to the longitudinal axis of the nozzle insert, or a conventional nozzle insert with an axis-parallel outlet opening is inserted obliquely into the nozzle body.
  • Figure 1 is a longitudinal sectional view of a rotor nozzle
  • Figure 2 is a sectional view taken along line 2-2 in Figure 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged partial view of the outlet area of the rotor nozzle of FIG. 1 in a modified exemplary embodiment with a nozzle insert with an inclined outlet opening and
  • FIG. 4 a view similar to FIG. 3 in a further preferred exemplary embodiment with a nozzle insert with an axially parallel outlet opening which is inserted obliquely into the nozzle body.
  • the rotor nozzle shown in the drawing comprises a central screw connection 1, into which a high-pressure line (not shown in the drawing) can be screwed, through which cleaning fluid is supplied under high pressure.
  • the screw connection 1 opens into a central blind bore 2 which is connected to the interior 4 of a housing 5 of the rotor nozzle via tangential bores 3 which run essentially transversely to the longitudinal direction of the blind bore 2.
  • This housing 5 is formed by a hood-shaped housing cap 6, which is screwed onto an external thread 7 of a screw part 1 and the bottom part 8 receiving the blind hole 2. Housing cap 6 and base part 8 are sealed from the outside by an interposed ring seal 9.
  • the base part 8 has a central projection 10 directed towards the interior 4, which between it and the inner wall of the interior 4 forms an annular space 11 coaxially surrounding the blind bore 2, into which the bores 3 open in such a way that the bores 3 liquid entering the annular space 11 is accelerated in the circumferential direction in the annular space 11. This results from the laterally offset arrangement of the bores 3, through which a component running tangentially to the circumferential direction is introduced into the flow.
  • the side wall 12 of the projection 10 which delimits the annular space 11 on the inside has an annular shoulder 13 on which the side wall 12 springs back in the radial direction in the direction of the interior 4.
  • the interior 4 is cylindrical in the area adjoining the base part 8 and then merges into a conically narrowing section 14, which is finally closed by an end wall 15.
  • this end wall 15 there is a central opening 16 which widens in steps towards the interior 4.
  • a bearing body 18 is inserted, which can be made of ceramic, for example, and is sealed against the housing cap 6 by means of an annular seal 19.
  • this ring-shaped bearing body 18, which is arranged concentrically to the opening 16 is designed in the form of a spherically shaped pan, into which the spherical head 20 of a component which is referred to as the nozzle body 21 is inserted.
  • This nozzle body 21 essentially comprises a tube 22, with a constant outer and inner diameter, into which a nozzle insert 23 is inserted at the end on the bearing body side, which insert can also be made of ceramic, for example.
  • This nozzle insert 23 is spherically shaped at its outer end protruding from the tube 22 and thus forms the head 20.
  • this nozzle insert 23 there is an outlet opening 24, the diameter of which is considerably smaller than the inside diameter of the tube 22.
  • a rolling element 25 with a cross-section is attached to the tube, which can be made of polyurethane, for example, which is set relatively soft and which has a high friction with respect to the inner wall of the housing cap 6.
  • This rolling element 25 is supported on an annular shoulder 26 on the outer wall of the tube 22 and is thereby fixed in one direction in the axial direction.
  • the end of the tube 22 facing away from the bearing body 18 dips into the annular space 11 and keeps a small distance from the shoulder 13 which is so small that the nozzle body 21 in the housing can only be displaced in the axial direction by a very small distance and thus cannot exit with its head 20 from the bearing in the bearing body 18.
  • a plastic ring 28 which consists of a relatively soft, deformable plastic, is inserted into a step-shaped extension 27 at the rear end of the tube 22 opposite the bearing body 18.
  • a rectifier 30 is inserted into the through bore 29 of the tube 22 and, in the exemplary embodiment shown, has two walls 31 which are perpendicular to one another and run parallel to the through bore 29 and penetrate them diametrically.
  • the width of these walls 31 is the same as the inside diameter of the through hole 29 over most of the length of the rectifier 30, so that axially parallel channels which are completely separate from one another are formed between each two walls 31.
  • the width of the walls 31 increases, so that the walls dig into the plastic ring 28 in this region of greater width when the rectifier 30 is inserted into the through bore 29 in the axial direction.
  • This digging fixes the rectifier 30 in the through hole 29.
  • the through hole 29 has the same inner diameter throughout, so that no steps or constrictions occur, except, of course, in the area of the nozzle opening 24.
  • the length L of the through hole 29 is at least 70 mm, and the diameter d of the through hole 29 is chosen so small that the ratio Length L / diameter d assumes the value 17 or is greater.
  • the length 1 of the rectifier 30 in the axial direction corresponds to at least 0.25 the length L of the through hole 29.
  • the rectifier 30 has particularly thin walls, namely the maximum thickness of the walls 31 is 1/40 of the length 1 of the rectifier.
  • the rectifier 30 is preferably made of metal.
  • the cleaning liquid supplied generates a rotational flow in the interior 4, in which the liquid inside the housing 5 rotates about the longitudinal axis of the housing. It takes along the nozzle body 21, which rests with the rolling body 25 on the inner wall of the housing 5 and rolls on it. As a result, the nozzle body 21 moves in the interior of the housing 5 on a cone shell, so that a compact cleaning jet emerging from the outlet opening 24 in the direction of the through bore 29 also rotates on a cone shell.
  • This compact cleaning jet is particularly turbulence-free and compact due to the dimensions specified and is therefore particularly suitable for cleaning purposes. While in the exemplary embodiment in FIG.
  • the nozzle insert 23 has an outlet opening, the outlet direction of which lies exactly on the longitudinal axis of the nozzle body 21, so that the jet is emitted from the nozzle body exactly in the direction of the longitudinal axis of the nozzle body, the outlet direction is Outlet opening 24 in the embodiments according to FIGS. 3 and 4 is inclined with respect to the longitudinal axis of the nozzle body 21. This angle of inclination is on the order of 0.5 ° to 10 °, preferably a few degrees. As in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the nozzle body 21 is inclined relative to the longitudinal axis of the housing of the rotor nozzle by an angle which results from the fact that the nozzle body 21 rests with a rolling body 25 on the inner wall of the interior 4.
  • the longitudinal axis of the nozzle body thus runs on a conical surface around the longitudinal axis.
  • the axis of the outlet opening 24 and thus the direction of the emerging jet in turn run around the longitudinal axis of the nozzle body 21 on a cone jacket.

Abstract

Um bei einer Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse (5), das in einer Stirnwand (15) mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Vertiefung (18) versehen ist, mit einem eine Durchgangsbohrung (29) aufweisenden Düsenkörper (21), der sich mit einem kugelig ausgebildeten Ende (20) in der pfannenförmigen Vertiefung (18) abstützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses (5) erstreckt und einen Aussendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses (5), und mit einem tangential in das Gehäuse (5) einmündenden Einlass (3) für eine Flüssigkeit, durch den die Flüssigkeit im Gehäuse (5) um die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so dass der Düsenkörper (21) zusammen mit der rotierenden Flüssigkeit umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche (25) an seinem Umfang an die Innenwand des Gehäuses (5) anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers (21) gegenüber der Längsachse des Gehäuses (5) geneigt ist, die Reinigungswirkung zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Länge (L) der Durchgangsbohrung in dem Düsenkörper (21) mindestens 70 mm beträgt, dass das Verhältnis der Länge (L) der Durchgangsbohrung (29) zu ihrem Durchmesser (d) den Wert (17) oder einen grösseren Wert aufweist und dass in den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Durchgangsbohrung (29) ein Gleichrichter (30) mit achsparallel und diametral verlaufend in der Durchgangsbohrung (29) angeordneten Wänden eingesetzt ist, dessen Länge (L) mindestens 0,25 der Länge der Durchgangsbohrung (29) beträgt.

Description

ROTORDÜSE FÜR EIN HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruck¬ reinigungsgerät mit einem Gehäuse, das in einer Stirnwand mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Ver¬ tiefung versehen ist, mit einem eine Durchgangsbohrung aufweisenden Düsenkörper, der sich mit einem kugelig aus¬ gebildeten Ende in der pfannenförmigen Vertiefung ab¬ stützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses erstreckt und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, und mit einem in einer Richtung in das Gehäuse einmündenden Einlaß für die Flüssigkeit, durch die die Flüssigkeit im Gehäuse um die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so daß der Düsenkörper zusammen mit der rotierenden Flüssigkeit um¬ läuft und sich dabei mit einer Anlagefläche an seinem Um¬ fang an die Innenwand des Gehäuses anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers gegenüber der Längsachse des Gehäuses geneigt ist.
Eine derartige Rotordüse ist beispielsweise aus der DE 40 13 446 Cl bekannt. Sie hat sich als sehr wirksame Reinigungsdüse erwiesen, da mit dieser Düse ein auf einem Kegelmantel umlaufender kompakter Strahl erzeugt werden kann, mit dem eine größere Fläche erreicht werden kann, wobei trotzdem die Eigenschaften des Kompaktstrahls erhal¬ ten bleiben. Dies wird auch mit einer anderen bekannten Rotordüse er¬ reicht, die jedoch ein anderes Antriebsprinzip besitzt, da bei dieser bekannten Rotordüse der Düsenkörper über eine Turbine oder ein Schaufelrad angetrieben wird (EP 0 379 654 Bl). Dieses befindet sich im Bereich einer zen¬ tralen, achsparallelen Flüssigkeitszuführung, die Flüssig¬ keit wird also im Inneren des Gehäuses nicht insgesamt in Rotation versetzt, sondern die Rotationsbewegung des Düsenkörpers ergibt sich durch den Aufprall der eintreten¬ den Flüssigkeit auf die Schaufeln der Turbine. Die damit verbundene Umlenkung der Flüssigkeit führt zu einer starken Verwirbelung im Innenraum der Düse und damit zu unruhigen Strömungsverhältnissen. Dies wiederum setzt sich bis in den Auslaßbereich des Düsenkörpers fort, so daß durch die unruhige Strömung die Reinigungswirkung beein¬ trächtigt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Rotordüse der ein¬ gangs beschriebenen Art eine Verbesserung der Reinigungs- wirkung zu erzielen.
Dies wird bei einer Rotordüse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge der Durchgangsbohrung in dem Düsenkörper mindestens 70 mm be¬ trägt, daß das Verhältnis der Länge der Durchgangsbohrung zu ihrem Durchmesser den Wert 17 oder einen größeren Wert aufweist und daß in den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Durchgangsbohrung ein Gleichrichter mit achsparallel und diametral verlaufend in der Durchgangsbohrung angeord¬ neten Wänden eingesetzt ist, dessen Länge mindestens 0,25 der Länge der Durchgangsbohrung beträgt. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die angegebenen Merkmale in Kombination zu Strömungsverhält¬ nissen in dem Düsenkörper führen, durch die die Reini¬ gungswirkung erhöht wird.
Dies liegt wahrscheinlich daran, daß die Strömung im Düsenkörper bei dieser speziellen Ausgestaltung sehr tur¬ bulenzfrei erfolgen kann, so daß der aus dem Düsenkörper austretende Strahl über eine längere Strecke sehr kompakt bleibt und nicht auffächert. Dabei ergibt sich diese be¬ sonders turbulenzfreie Strömung einmal durch die Länge, durch das große Verhältnis der Länge zum Durchmesser und durch die große Länge des eingesetzten Gleichrichters, zum anderen aber auch durch die Kombination dieser Abmessungen mit dem beschriebenen Antriebsprinzip, bei dem die Flüssigkeit im Gleichrichter insgesamt rotiert und nicht durch Turbinenschaufeln und deren abrupte Umlenkung ge¬ stört wird. Da der Düsenkörper von der umlaufenden Flüssigkeit mitgenommen wird, ist die Relativgeschwindig¬ keit zwischen umlaufender Flüssigkeit einerseits und um¬ laufendem Düsenkörper andererseits am Einlaß des Düsenkör¬ pers gering, so daß in diesem Bereich beim Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper nur geringfügige Strömungs¬ störungen auftretenden werden. Diese verbleibenden gering¬ fügigen StrömungsStörungen können durch die spezielle Di¬ mensionierung der Durchgangsbohrung und des Gleichrichters so weit beseitigt werden, daß eine bisher bei bekannten Rotordüsen nicht erreichbare Reinigungswirkung erzielbar ist. Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Durch¬ gangsbohrung mit Ausnahme des Auslaßbereichs durchgehend gleich ist, wenn also in der Durchgangsbohrung keinerlei Stufen oder Verengungen auftreten. Selbstverständlich wird im Auslaßbereich die Durchgangsbohrung in die Auslaßöff¬ nung einer Auslaßdüse übergehen, und diese Auslaßöffnung hat üblicherweise einen wesentlich geringeren Durchmesser als die Durchgangsbohrung. Auch hier ist es günstig, wenn der Übergang von der Durchgangsbohrung in die Auslaßöff¬ nung der Düse stetig erfolgt, wie es an sich bekannt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Dicke der Wände des Gleich¬ richters maximal 1/40 der Gesamtlänge des Gleichrichters beträgt. Dies ist eine sehr geringe Wandstärke, die dazu führt, daß die Strömung durch die Durchgangsbohrung durch die Wände minimal gestört wird. Auch dies fördert die Gleichmäßigkeit der Strömung durch die Durchgangsbohrung erheblich.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gleichrichter aus Me¬ tall besteht, da aufgrund der höheren Festigkeitswerte von Metall gegenüber Kunststoff mit geringeren Wandstärken ge¬ arbeitet werden kann, ohne eine Beschädigung des Gleich¬ richters und damit eine Veränderung der Gleichrichtergeo¬ metrie befürchten zu müssen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Breite der Wände des Gleichrichters über den größten Teil ihrer Länge dem Innendurchmesser der Durch¬ gangsbohrung entspricht, daß die Wände am stromaufwärts gelegenen Ende des Gleichrichters geringfügig verbreitert sind und daß die verbreiterten Teile der Wände in einen Einsatz aus verformbarem Material eindringen, der am stromaufwärts gelegene Ende der Durchgangsbohrung deren Innenwand bildet. Es ist dadurch möglich, den Gleich¬ richter durch axiales Einschieben in die Durchgangsbohrung festzulegen, da sich dabei die verbreiterten Enden des Gleichrichters in das verformbare Material eingraben und somit den Gleichrichter in dieser Position fixieren. Gleichzeitig liegen die Wände mit dem größten Teil ihrer Länge an der Innenwand der Durchgangsbohrung an und teilen somit die Durchgangsbohrung in achsparallele und vollstän¬ dig voneinander getrennte Kanäle auf, die zu der Beruhi¬ gung der Flüssigkeit führen.
Es kann vorgesehen sein, daß in einen erweiterten Ab¬ schnitt am stromaufwärts gelegenen Ende der Durchgangs¬ bohrung ein Kunststoffring eingesetzt ist, der das ver¬ formbare Material bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Rotordüse ist vorgesehen, daß am stromabwärts gelegenen Ende der Durch¬ gangsbohrung ein Düseneinsatz mit einer Auslaßöffnung an¬ geordnet ist, deren Auslaßrichtung gegenüber der Längs¬ achse des Düsenkörpers geneigt ist.
Durch diese Neigung der Auslaßöffnung gegenüber der Längs¬ achse des Düsenkörpers wird der kompakte Strahl aus dem Düsenkörper nicht mehr in Richtung der Längsachse des Dü¬ senkörpers abgegeben, sondern schräg zu dieser Längsrich¬ tung, also unter einem Winkel gegenüber dieser Längsrich¬ tung geneigt. Diese Längsrichtung des Düsenkörpers bildet gleichzeitig die Drehachse, um welche eine Eigendrehung des Düsenkörpers im Gehäuse möglich ist, so daß durch diese Eigendrehung des Düsenkörpers um die eigene Längs¬ achse auch die Richtung der Auslaßöffnung auf einem Kegel¬ mantel umläuft, und zwar einem Kegelmantel, dessen Achse mit der Längsachse des Düsenkörpers zusammenfällt. Nachdem der Düsenkörper selber zusätzlich auf einem Kegelmantel umläuft, erhält man auf diese Weise eine komplizierte Überlagerungsbewegung des abgegebenen Kompaktstrahls, dieser läuft nämlich zuerst entsprechend der kegelförmigen Umlaufbahn des Düsenkörpers auf einer Kegelfläche um, und entsprechend der Eigendrehung des Düsenkörpers um die eigene Längsachse überlagert sich diesem Umlauf noch ein¬ mal eine kegelförmige Umlaufbahn des Strahls, diesmal in Verlängerung der Längsrichtung des Düsenkörpers selbst. Besonders vorteilhaft ist dabei bei der vorliegenden Aus¬ gestaltung, daß durch die Vorschaltung der speziell dimen¬ sionierten Durchgangsbohrung ein sehr kompakter Strahl ge¬ bildet wird, der durch die Auslaßöffnung gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers abgelenkt wird und dabei seine kompakte Natur in vollem Umfange beibehält. Es läuft also ein sehr kompakter Strahl auf einer überlagerten Kegel¬ fläche um, und dies führt dazu, daß beim Auftreffen dieses kompakten Strahls auf eine Fläche ein Kreisstreifen sehr effektiv gereinigt wird, da praktisch jede Stelle des Kreisstreifens von dem sehr kompakten Strahl getroffen wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Neigung der Ausla߬ öffnung gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers gering ist, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise von 1° bis 5° und ganz bevorzugt im Bereich zwischen 2° und 3,5°. Es genügt also eine relativ geringe Schrägstellung der Auslaßöffnung gegenüber der Drehachse des Düsenkörpers, um den gewünschten Effekt zu erreichen.
Bei einer ersten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Düsenkörper einen Düseneinsatz aufnimmt, in dem eine gegenüber der Längsachse des achsparallel in den Düsenkör¬ per eingepaßten Düseneinsatzes geneigte Auslaßöffnung an¬ geordnet ist.
Bei einer anderen Ausführung ist dagegen vorgesehen, daß der Düsenkörper einen Düseneinsatz mit einer achsparallel in dem Düseneinsatz angeordneten Auslaßöffnung aufnimmt und daß der Düseneinsatz im Düsenkörper mit seiner eigenen Achse gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordnet ist. Bei diesen beiden Lösungen wird also entweder der Düsen¬ einsatz selbst schon mit einer gegenüber der eigenen Längsachse des Düseneinsatzes geneigten Auslaßöffnung ge¬ fertigt oder ein herkömmlicher Düseneinsatz mit achspa¬ ralleler Auslaßöffnung wird schräg in den Düsenkörper ein¬ gesetzt.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Aus¬ führungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1: eine Längsschnittansicht einer Rotordüse;
Figur 2: eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Figur 1;
Figur 3: eine vergrößerte Teilansicht des Auslaßbe¬ reichs der Rotordüse der Figur 1 bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel mit einem Düseneinsatz mit geneigter Auslaßöffnung und
Figur 4: eine Ansicht ähnlich Figur 3 bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Düseneinsatz mit achsparalleler Aus¬ laßöffnung, der schräg in den Düsenkörper eingesetzt ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Rotordüse umfaßt einen zentralen Schraubanschluß 1, in den eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochdruckleitung eingeschraubt werden kann, durch die Reinigungsflüssigkeit unter hohem Druck zugeführt wird. Der Schraubanschluß 1 mündet in eine zen¬ trale Sacklochbohrung 2, die über im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Sacklochbohrung 2 verlaufende tangen- tiale Bohrungen 3 mit dem Innenraum 4 eines Gehäuses 5 der Rotordüse in Verbindung steht. Dieses Gehäuse 5 wird ge¬ bildet durch eine haubenförmige Gehäusekappe 6, die auf ein Außengewinde 7 eines den Schraubanschluß 1 aufweisen¬ den und die Sacklochbohrung 2 aufnehmenden Bodenteils 8 aufgeschraubt ist. Gehäusekappe 6 und Bodenteil 8 sind durch eine zwischengelegte Ringdichtung 9 nach außen hin abgedichtet. Der Bodenteil 8 weist einen zentralen, zum Innenraum 4 gerichteten Vorsprung 10 auf, der zwischen sich und der Innenwand des Innenraums 4 einen die Sack¬ lochbohrung 2 koaxial umgebenden Ringraum 11 ausbildet, in den die Bohrungen 3 derart einmünden, daß die aus den Bohrungen 3 in den Ringraum 11 eintretende Flüssigkeit im Ringraum 11 in Umfangsrichtung beschleunigt wird. Dies er¬ gibt sich durch die seitlich versetzte Anordnung der Bohrungen 3, durch die eine tangential zur Umfangsrichtung verlaufende Komponente in die Strömung eingeführt wird.
Die den Ringraum 11 innenseitig begrenzende Seitenwand 12 des Vorsprungs 10 weist einen ringschulterförmigen Absatz 13 auf, an dem die Seitenwand 12 in Richtung auf den Innenraum 4 in radialer Richtung zurückspringt. Der Innenraum 4 ist in dem sich an das Bodenteil 8 an¬ schließenden Bereich zylinderförmig ausgebildet und geht dann in einen sich konisch verengenden Abschnitt 14 über, der schließlich durch eine Stirnwand 15 verschlossen ist. In dieser Stirnwand 15 befindet sich eine zentrale Öffnung 16, die sich zum Innenraum 4 stufenförmig erweitert. In diesem stufenförmig erweiterten Teil 17 der Öffnung 16 ist ein Lagerkörper 18 eingesetzt, der beispielsweise aus Ke¬ ramik bestehen kann und mittels einer Ringdichtung 19 ge¬ genüber der Gehäusekappe 6 abgedichtet ist. Zum Innenraum 4 hin ist dieser ringförmige Lagerkörper 18, der konzen¬ trisch zur Öffnung 16 angeordnet ist, in Form einer kuge¬ lig geformten Pfanne ausgebildet, in die der kugelige Kopf 20 eines insgesamt als Düsenkörper 21 bezeichneten Bau¬ teils eingelegt ist.
Dieser Düsenkörper 21 umfaßt im wesentlichen ein Rohr 22, mit durchgehend gleichbleibendem Außen- und Innendurch¬ messer, in das am lagerkörperseitigen Ende ein Düsenein¬ satz 23 eingesetzt ist, der beispielsweise ebenfalls aus Keramik bestehen kann. Dieser Düseneinsatz 23 ist an seinem aus dem Rohr 22 hervorstehenden äußeren Ende kuge¬ lig geformt und bildet damit den Kopf 20. In diesem Düsen¬ einsatz 23 befindet sich eine Auslaßöffnung 24, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Innendurch¬ messer des Rohrs 22.
Außenseitig ist auf das Rohr ein im Querschnitt ringförmi¬ ger Abwälzkörper 25 aufgesteckt, der beispielsweise aus Polyurethan bestehen kann, welches relativ weich einge¬ stellt ist und welches gegenüber der Innenwand der Ge¬ häusekappe 6 eine hohe Reibung aufweist. Dieser Abwälzkör¬ per 25 stützt sich an einer Ringschulter 26 auf der Außen¬ wand des Rohrs 22 ab wird dadurch in einer Richtung in axialer Richtung festgelegt. Das dem Lagerkörper 18 abgewandte Ende des Rohrs 22 taucht in den Ringraum 11 ein und hält von dem Absatz 13 einen kleinen Abstand, der so geringfügig ist, daß der Düsenkör¬ per 21 im Gehäuse in axialer Richtung nur um einen sehr kleinen Weg verschoben werden kann und dadurch nicht mit seinem Kopf 20 aus der Lagerung im Lagerkörper 18 austre¬ ten kann.
In eine stufenförmige Erweiterung 27 am rückwärtigen, dem Lagerkörper 18 entgegengesetzten Ende des Rohrs 22 ist ein Kunststoffring 28 eingesetzt, der aus einem relativ weichen, verformbaren Kunststoff besteht.
In die Durchgangsbohrung 29 des Rohrs 22 ist an diesem Ende ein Gleichrichter 30 eingeschoben, der im dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel zwei senkrecht aufeinanderstehen- de, parallel zur Durchgangsbohrung 29 verlaufende und diese diametral durchsetzende Wände 31 aufweist. Die Breite dieser Wände 31 ist über den größten Teil der Länge des Gleichrichters 30 gleich dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 29, so daß zwischen jeweils zwei Wänden 31 vollständig voneinander abgeschlossene achsparallele Kanäle ausgebildet werden.
Am hinteren Ende des Gleichrichters nimmt die Breite der Wände 31 zu, so daß sich die Wände in diesem Bereich größerer Breite in den Kunststoffring 28 eingraben, wenn der Gleichrichter 30 in axialer Richtung in die Durch¬ gangsbohrung 29 eingeschoben wird. Durch dieses Eingraben wird der Gleichrichter 30 in der Durchgangsbohrung 29 fi¬ xiert. Die Durchgangsbohrung 29 hat einen durchgehend gleichen Innendurchmesser, so daß keinerlei Stufen oder Verengungen auftreten, außer natürlich im Bereich der Düsenöffnung 24. Die Länge L der Durchgangsbohrung 29 beträgt mindestens 70mm, und der Durchmesser d der Durchgangsbohrung 29 ist so klein gewählt, daß das Verhältnis Länge L/Durchmesser d den Wert 17 annimmt oder größer ist. Die Länge 1 des Gleichrichters 30 in axialer Richtung entspricht mindes¬ tens 0,25 der Länge L der Durchgangsbohrung 29.
Der Gleichrichter 30 hat besonders dünne Wände, die Dicke der Wände 31 beträgt nämlich maximal 1/40 der Länge 1 des Gleichrichters. Um in diesem Fall die notwendige Festig¬ keit der Wände 31 zu erzielen, besteht der Gleichrichter 30 vorzugsweise aus Metall.
Im Betrieb wird durch die zugeführte Reinigungsflüssigkeit eine Rotationsströmung im Innenraum 4 erzeugt, bei der die Flüssigkeit im Inneren des Gehäuses 5 um die Längsachse des Gehäuses rotiert. Sie nimmt dabei den Düsenkörper 21 mit, der sich mit dem Abwälzkörper 25 an die Innenwand des Gehäuses 5 anlegt und daran abwälzt. Dadurch bewegt sich der Düsenkörper 21 im Inneren des Gehäuses 5 auf einem Ke¬ gelmantel, so daß auch ein aus der Auslaßöffnung 24 in Richtung der Durchgangsbohrung 29 austretender, kompakter Reinigungsstrahl auf einem Kegelmantel umläuft. Dieser kompakte Reinigungsstrahl ist aufgrund der angegebenen Di¬ mensionierungen besonders turbulenzfrei und kompakt und daher für Reinigungszwecke in besonderem Maße geeignet. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 der Düsen¬ einsatz 23 eine Auslaßöffnung aufweist, deren Auslaßrich¬ tung genau auf der Längsachse des Düsenkörpers 21 liegt, so daß der Strahl aus dem Düsenkörper genau in Richtung der Längsachse des Düsenkörpers abgegeben wird, ist die Auslaßrichtung der Auslaßöffnung 24 bei den Ausführungen gemäß den Figuren 3 und 4 gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers 21 geneigt. Dieser Neigungswinkel liegt in der Größenordnung von 0,5° bis 10°, vorzugsweise bei einigen Grad. Dies kann - wie in dem in Figur 3 darge¬ stellten Ausführungsbeispiel - dadurch erfolgen, daß ein Düseneinsatz 23 verwendet wird, in den die Auslaßöffnung 24 geneigt eingeformt ist, oder durch einen üblichen Dü¬ seneinsatz 23 mit achsparalleler Auslaßöffnung 24, wobei dann der Düseneinsatz 23 geneigt in den Düsenkörper 21 eingesetzt ist (Figur 4).
Auf diese Weise erhält man eine Orientierung des aus der Auslaßöffnung austretenden Strahls, die in komplizierter Weise von der jeweiligen Position und Winkelstellung des Düsenkörpers 21 im Gehäuse 5 abhängt. Der Düsenkörper 21 ist gegenüber der Längsachse des Gehäuses der Rotordüse um einen Winkel geneigt, der sich daraus ergibt, daß der Dü¬ senkörper 21 mit einem Abwälzkörper 25 an der Innenwand des Innenraums 4 anliegt. Damit läuft die Längsachse des Düsenkörpers auf einer Kegelfläche um die Längsachse um. Die Achse der Auslaßöffnung 24 und damit die Richtung des austretenden Strahls laufen ihrerseits auf einem Kegelman¬ tel um die Längsachse des Düsenkörpers 21 um. Die Richtung der Achse der Auslaßöffnung 24 gegenüber der Längsachse des Gehäuses der Rotordüse ergibt sich somit durch eine Überlagerung der Bewegungen längs dieser beiden Kegel- flächen. Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Konstruktion liegt darin, daß die Neigung der Auslaßöffnung erst un¬ mittelbar im Auslaßbereich erfolgt, so daß insgesamt zwar ein sehr langer Düsenkörper 21 verwendet werden kann, daß aber dadurch die Breite des Düsenkörpers nicht erhöht wird.
Dies ist außerordentlich wichtig, da andernfalls ein sehr sperriger Düsenkörper verwendet werden müßte, der seiner¬ seits einen großen Platzbedarf im Gehäuse der Rotordüse hätte, dies würde zu einer sehr großen Rotordüse führen. Dadurch, daß die Neigung der Auslaßöffnung erst im Ausla߬ bereich durch den Düseneinsatz erzeugt wird, kann ein schlanker und trotzdem langer Düsenkörper verwendet wer¬ den, so daß auch das Gehäuse der Rotordüse insgesamt einen geringen Außendurchmesser haben kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse (5), das in einer Stirnwand (15) mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Ver¬ tiefung (18) versehen ist, mit einem eine Durch¬ gangsbohrung (29) aufweisenden Düsenkörper (21), der sich mit einem kugelig ausgebildeten Ende (20) in der pfannenförmigen Vertiefung (18) abstützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses (5) erstreckt und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Ge¬ häuses (5), und mit einem in einer Richtung in das Gehäuse (5) einmündenden Einlaß (3) für eine Flüssigkeit, durch die die Flüssigkeit im Gehäuse (5) um die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so daß der Düsenkörper (21) zusammen mit der ro¬ tierenden Flüssigkeit umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche (25) an seinem Umfang an die Innenwand des Gehäuses (5) anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers (21) gegenüber der Längsachse des Gehäuses (5) geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Durchgangs¬ bohrung in dem Düsenkörper (21) mindestens 70mm beträgt, daß das Verhältnis der Länge (L) der Durchgangsbohrung (21) zu ihrem Durchmesser (d) den Wert 17 oder einen größeren Wert aufweist und daß in den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Durchgangsbohrung (21) ein Gleichrichter (30) mit achsparallel und diametral verlaufend in der Durchgangsbohrung (29) angeordneten Wänden (31) eingesetzt ist, dessen Länge (1) mindestens 0,25 der Länge (L) der Durchgangsbohrung (21) beträgt.
2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Durchgangsbohrung (29) mit Ausnahme des Auslaßbereichs durchgehend gleich ist.
3. Rotordüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Dicke der Wände (31) des Gleich¬ richters (30) maximal 1/40 der Länge (1) des Gleichrichters (30) beträgt.
4. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (30) aus Metall besteht.
Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Wände (31) des Gleichrichter (30) über den größten Teil dessen Länge (1) dem Durchmesser (d) der Durch¬ gangsbohrung (29) entspricht, daß die Wände (31) am stromaufwärts gelegenen Ende des Gleichrichters (30) geringfügig verbreitert sind und daß die ver¬ breiterten Teile der Wände (31) in einen Einsatz
(28) aus verformbarem Material eindringen, der am stromaufwärts gelegenen Ende der Durchgangsbohrung
(29) deren Innenwand bildet.
Rotordüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen erweiterten Abschnitt (27) am strom¬ aufwärts gelegenen Ende der Durchgangsbohrung (29) ein Kunststoffring (28) eingesetzt ist, der das verformbare Material bildet.
7. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am stromabwärts gele¬ genen Ende der Durchgangsbohrung (29) ein Düsen¬ einsatz (23) mit einer Auslaßöffnung (24) angeord¬ net ist, deren Auslaßrichtung gegenüber der Längs¬ achse des Düsenkörpers (21) geneigt ist.
8. Rotordüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Auslaßöffnung (24) gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) 0,5° bis 10° beträgt.
9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Auslaßöffnung (24) gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) 1° bis 5° be¬ trägt.
10. Rotordüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Auslaßöffnung (24) gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) 2° bis 3,5° beträgt.
11. Rotordüse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (23) gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) achsparallel eingepaßt ist und eine geneigte Aus¬ laßöffnung (24) aufweist.
12. Rotordüse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (21) einen Düseneinsatz (23) mit einer achsparallel in dem Düseneinsatz (23) angeordneten Auslaßöffnung (24) aufnimmt und daß der Düseneinsatz (23) im Düsenkörper (12) mit seiner eigenen Achse gegen¬ über der Längsachse des Düsenkörpers (21) geneigt angeordnet ist.
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