EP0762941B1 - Rotordüse für ein hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

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EP0762941B1
EP0762941B1 EP94918819A EP94918819A EP0762941B1 EP 0762941 B1 EP0762941 B1 EP 0762941B1 EP 94918819 A EP94918819 A EP 94918819A EP 94918819 A EP94918819 A EP 94918819A EP 0762941 B1 EP0762941 B1 EP 0762941B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
nozzle body
bore
longitudinal axis
rotor
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94918819A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0762941A1 (de
Inventor
Rolf Friedrich
Wolfgang Holzwarth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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
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Publication of EP0762941B1 publication Critical patent/EP0762941B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • B05B3/0417—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 comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine
    • B05B3/0429—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 comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine the rotating outlet elements being directly attached to the rotor or being an integral part thereof
    • B05B3/043—Rotor nozzles

Definitions

  • the invention relates to a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device with a housing that is in an end wall with a pan-shaped, centrally perforated depression is provided with a through hole having nozzle body, which is formed with a spherical Supports the end in the pan-shaped recess, extending longitudinally over part of the housing extends and has an outer diameter that is smaller is called the inside diameter of the case, and with a in one direction opening into the housing for the liquid through which the liquid in the housing is around the longitudinal axis is rotatable so that the Nozzle body rotates together with the rotating liquid and in doing so with a contact surface on its circumference bears against the inner wall of the housing, the Longitudinal axis of the nozzle body with respect to the longitudinal axis of the Housing is inclined being in the upstream portion of the through hole a rectifier with axially parallel and diametrical arranged in the through hole Walls is used.
  • Such a rotor nozzle is from DE-A-4 133 973 known.
  • Another rotor nozzle is from, for example DE-A-40 13 446 known. It has proven to be very effective Cleaning nozzle proved that with this nozzle one on one Conical shell encircling compact beam can be generated with which a larger area can be reached, while maintaining the properties of the compact beam stay.
  • the length of the Through hole in the nozzle body is at least 70 mm, that the ratio of the length of the through hole for their diameter the value 17 or a larger value has and that the length of the rectifier is at least 0.25 the length of the through hole.
  • the diameter of the through hole with the exception of the outlet area is the same, if none in the through hole Steps or narrowing occur. It goes without saying in the outlet area, the through hole in the outlet opening an outlet nozzle, and this outlet opening usually has a much smaller diameter than the through hole. Again, it is beneficial if the transition from the through hole into the outlet opening the nozzle takes place continuously, as is known per se.
  • the thickness of the walls of the rectifier maximum 1/40 of the total length of the rectifier is. This is a very small wall thickness that goes with it leads the flow through the through hole the walls are minimally disturbed. This also promotes Uniformity of the flow through the through hole considerably.
  • the rectifier is made of metal exists because of the higher strength values of Metal compared to plastic worked with smaller wall thicknesses can be done without damaging the rectifier and thus a change in the rectifier geometry to fear.
  • the width of the walls of the rectifier over the most of its length is the inside diameter of the through hole corresponds to the walls at the upstream slightly widened end of the rectifier are and that the widened parts of the walls into one Penetrate insert made of deformable material upstream end of the through hole Forms inner wall.
  • the rotor nozzle is provided that at the downstream end of the through hole a nozzle insert is arranged with an outlet opening is the outlet direction with respect to the longitudinal axis of the nozzle body is inclined.
  • the inclination of the outlet opening small compared to the longitudinal axis of the nozzle body is, for example, on the order of 0.5 ° to 10 °, preferably from 1 ° to 5 ° and very preferably in the range between 2 ° and 3.5 °.
  • a relatively small one is therefore sufficient Inclination of the outlet opening with respect to the axis of rotation of the nozzle body to achieve the desired effect.
  • the nozzle body receives a nozzle insert in which one opposite the longitudinal axis of the axially parallel in the nozzle body fitted nozzle insert inclined outlet opening is.
  • the nozzle body has a nozzle insert with an axially parallel accommodates outlet opening arranged in the nozzle insert and that the nozzle insert in the nozzle body with its own Axis is arranged inclined relative to the longitudinal axis.
  • either the nozzle insert is used even with one versus your own Longitudinal axis of the nozzle insert inclined outlet opening or a conventional nozzle insert with axially parallel The outlet opening is inserted at an angle into the nozzle body.
  • the rotor nozzle shown in the drawing includes one central screw connection 1, one in the drawing high-pressure line, not shown, are screwed in can, due to the cleaning liquid under high pressure is fed.
  • the screw connection 1 opens into a central one Blind hole 2, which is essentially transverse to Longitudinal direction of the blind hole 2 extending tangential Bores 3 with the interior 4 of a housing 5 of the Rotor nozzle is connected.
  • This housing 5 is formed through a hood-shaped housing cap 6, which on an external thread 7 of the screw connection 1 and the bottom hole 8 receiving the blind hole 2 is screwed on. Housing cap 6 and bottom part 8 are through an interposed ring seal 9 to the outside sealed.
  • the bottom part 8 has a central to Interior 4 directed projection 10, the between himself and the inner wall of the interior 4 the blind hole 2 coaxial surrounding annular space 11 forms, in which open the holes 3 such that the from the Bores 3 in the annular space 11 entering liquid Annulus 11 is accelerated in the circumferential direction. This results in the laterally offset arrangement of the Bores 3 through which a tangential to the circumferential direction running component is introduced into the flow.
  • the side wall 12 delimiting the annular space 11 on the inside the projection 10 has an annular shoulder-shaped shoulder 13 on which the side wall 12 towards the Interior 4 springs back in the radial direction.
  • the interior 4 is in the adjoining the bottom part 8 Area is cylindrical and goes then into a conically narrowing section 14, which is finally closed by an end wall 15. There is a central opening in this end wall 15 16, which extends to the interior 4 stepwise.
  • a bearing body 18 is used, for example made of ceramic can exist and by means of an annular seal 19 opposite the housing cap 6 is sealed.
  • this annular bearing body 18, which is concentric is arranged to the opening 16, in the form of a spherical shaped pan in which the spherical head 20 of a component referred to as nozzle body 21 is inserted.
  • This nozzle body 21 essentially comprises a tube 22, with constant outer and inner diameter, in the nozzle insert at the end of the bearing body 23 is used, for example also from Ceramics can exist.
  • This nozzle insert 23 is on its outer end protruding from the tube 22 is spherical shaped and thus forms the head 20. In this nozzle insert 23 there is an outlet opening 24, the Diameter is much smaller than the inside diameter of the tube 22.
  • the end of the tube 22 facing away from the bearing body 18 is immersed into the annular space 11 and holds one of the paragraph 13 small distance that is so slight that the nozzle body 21 in the housing in the axial direction only by one small path can be moved and therefore not with his head 20 emerge from storage in the bearing body 18 can.
  • a Plastic ring 28 used, the one from a relative soft, deformable plastic.
  • a rectifier 30 which is shown in the Embodiment two perpendicular to each other, parallel to the through hole 29 and this has diametrically penetrating walls 31.
  • the Width of these walls 31 is over most of the length of the rectifier 30 is equal to the inside diameter of the Through hole 29, so that between two walls 31 completely separate axially parallel Channels are formed.
  • the through hole 29 has the same throughout Inner diameter, 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 70mm, and the diameter d of the through hole 29 chosen so small that the ratio length L / diameter d assumes the value 17 or greater.
  • the length l of the Rectifier 30 in the axial direction corresponds at least 0.25 the length L of the through hole 29.
  • the rectifier 30 has particularly thin walls, the thickness the walls 31 is namely a maximum of 1/40 of the length l of the Rectifier. To in this case the necessary strength to achieve the walls 31, there is the rectifier 30 preferably made of metal.
  • the cleaning liquid supplied generates a rotational flow in the interior 4, in which the Liquid inside the housing 5 about the longitudinal axis of the housing rotates. In doing so, it takes the nozzle body 21 with the rolling element 25 on the inner wall of the Housing 5 creates and rolls on it. This moves the nozzle body 21 in the interior of the housing 5 on a conical jacket, so that one from the outlet opening 24 in Direction of the through hole 29 emerging, more compact Cleaning jet circulates on a cone jacket.
  • This compact cleaning jet is due to the specified dimensions particularly turbulence-free and compact therefore particularly suitable for cleaning purposes.
  • the nozzle insert 23 has an outlet opening, the outlet direction lies exactly on the longitudinal axis of the nozzle body 21, so that the jet from the nozzle body is exactly in the direction the longitudinal axis of the nozzle body is the Outlet direction of the outlet opening 24 in the embodiments 3 and 4 with respect to the longitudinal axis of the Nozzle body 21 inclined.
  • This angle of inclination is in of the order of 0.5 ° to 10 °, preferably at a few degrees.
  • the nozzle body 21 is around with respect to the longitudinal axis of the housing of the rotor nozzle inclined at an angle resulting from the nozzle body 21 with a rolling element 25 on the inner wall of the interior 4 is present.
  • the longitudinal axis of the Nozzle body on a conical surface around the longitudinal axis.
  • the axis of the outlet opening 24 and thus the direction of the emerging beam in turn run on a cone jacket about the longitudinal axis of the nozzle body 21.
  • the direction the axis of the outlet opening 24 with respect to the longitudinal axis the housing of the rotor nozzle thus results from a Superposition of the movements along these two conical surfaces.
  • a particular advantage of the construction described is that the inclination of the outlet opening is only immediate takes place in the outlet area, so that overall a very long nozzle body 21 can be used that but this does not increase the width of the nozzle body.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse, das in einer Stirnwand mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Vertiefung versehen ist, mit einem eine Durchgangsbohrung aufweisenden Düsenkörper, der sich mit einem kugelig ausgebildeten Ende in der pfannenförmigen Vertiefung abstützt, 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 umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche an seinem Umfang an die Innenwand des Gehäuses anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers gegenüber der Längsachse des Gehäuses geneigt ist, wobei in den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Durchgangsbohrung ein Gleichrichter mit achsparallel und diametral verlaufend in der Durchgangsbohrung angeordneten Wänden eingesetzt ist.
Eine derartige Rotordüse ist aus der DE-A-4 133 973 bekannt.
Eine weitere Rotordüse ist beispielsweise aus der DE-A-40 13 446 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 erhalten bleiben.
Dies wird auch mit einer anderen bekannten Rotordüse erreicht, 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 B1). Dieses befindet sich im Bereich einer zentralen, achsparallelen Flüssigkeitszuführung, die Flüssigkeit wird also im Inneren des Gehäuses nicht insgesamt in Rotation versetzt, sondern die Rotationsbewegung des Düsenkörpers ergibt sich durch den Aufprall der eintretenden 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 beeinträchtigt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Rotordüse der eingangs beschriebenen Art eine Verbesserung der Reinigungswirkung 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 beträgt, daß das Verhältnis der Länge der Durchgangsbohrung zu ihrem Durchmesser den Wert 17 oder einen größeren Wert aufweist und daß die Länge des Gleichrichters mindestens 0,25 der Länge der Durchgangsbohrung beträgt.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die angegebenen Merkmale in Kombination zu Strömungsverhältnissen in dem Düsenkörper führen, durch die die Reinigungswirkung erhöht wird.
Dies liegt wahrscheinlich daran, daß die Strömung im Düsenkörper bei dieser speziellen Ausgestaltung sehr turbulenzfrei erfolgen kann, so daß der aus dem Düsenkörper austretende Strahl über eine längere Strecke sehr kompakt bleibt und nicht auffächert. Dabei ergibt sich diese besonders 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 gestört wird. Da der Düsenkörper von der umlaufenden Flüssigkeit mitgenommen wird, ist die Relativgeschwindigkeit zwischen umlaufender Flüssigkeit einerseits und umlaufendem Düsenkörper andererseits am Einlaß des Düsenkörpers gering, so daß in diesem Bereich beim Eintritt der Flüssigkeit in den Düsenkörper nur geringfügige Strömungsstörungen auftretenden werden. Diese verbleibenden geringfügigen Strömungsstörungen können durch die spezielle Dimensionierung 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 Durchgangsbohrung 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 Auslaßöffnung 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 Auslaßöffnung 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 Gleichrichters 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 Metall besteht, da aufgrund der höheren Festigkeitswerte von Metall gegenüber Kunststoff mit geringeren Wandstärken gearbeitet werden kann, ohne eine Beschädigung des Gleichrichters und damit eine Veränderung der Gleichrichtergeometrie 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 Durchgangsbohrung 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 Gleichrichter 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 vollständig voneinander getrennte Kanäle auf, die zu der Beruhigung der Flüssigkeit führen.
Es kann vorgesehen sein, daß in einen erweiterten Abschnitt am stromaufwärts gelegenen Ende der Durchgangsbohrung ein Kunststoffring eingesetzt ist, der das verformbare Material bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Rotordüse ist vorgesehen, daß am stromabwärts gelegenen Ende der Durchgangsbohrung ein Düseneinsatz mit einer Auslaßöffnung angeordnet ist, deren Auslaßrichtung gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers geneigt ist.
Durch diese Neigung der Auslaßöffnung gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers wird der kompakte Strahl aus dem Düsenkörper nicht mehr in Richtung der Längsachse des Düsenkörpers abgegeben, sondern schräg zu dieser Längsrichtung, also unter einem Winkel gegenüber dieser Längsrichtung 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 Längsachse auch die Richtung der Auslaßöffnung auf einem Kegelmantel 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 einmal eine kegelförmige Umlaufbahn des Strahls, diesmal in Verlängerung der Längsrichtung des Düsenkörpers selbst.
Besonders vorteilhaft ist dabei bei der vorliegenden Ausgestaltung, daß durch die Vorschaltung der speziell dimensionierten Durchgangsbohrung ein sehr kompakter Strahl gebildet 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 Kegelfläche 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 Auslaßöffnung 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 Düsenkörper eingepaßten Düseneinsatzes geneigte Auslaßöffnung angeordnet 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 Düseneinsatz selbst schon mit einer gegenüber der eigenen Längsachse des Düseneinsatzes geneigten Auslaßöffnung gefertigt oder ein herkömmlicher Düseneinsatz mit achsparalleler Auslaßöffnung wird schräg in den Düsenkörper eingesetzt.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform 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 Auslaßbereichs 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 Auslaßöffnung, 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 zentrale Sacklochbohrung 2, die über im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Sacklochbohrung 2 verlaufende tangentiale Bohrungen 3 mit dem Innenraum 4 eines Gehäuses 5 der Rotordüse in Verbindung steht. Dieses Gehäuse 5 wird gebildet durch eine haubenförmige Gehäusekappe 6, die auf ein Außengewinde 7 eines den Schraubanschluß 1 aufweisenden 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 Sacklochbohrung 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 ergibt 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 anschließenden 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 Keramik bestehen kann und mittels einer Ringdichtung 19 gegenüber der Gehäusekappe 6 abgedichtet ist. Zum Innenraum 4 hin ist dieser ringförmige Lagerkörper 18, der konzentrisch zur Öffnung 16 angeordnet ist, in Form einer kugelig geformten Pfanne ausgebildet, in die der kugelige Kopf 20 eines insgesamt als Düsenkörper 21 bezeichneten Bauteils eingelegt ist.
Dieser Düsenkörper 21 umfaßt im wesentlichen ein Rohr 22, mit durchgehend gleichbleibendem Außen- und Innendurchmesser, in das am lagerkörperseitigen Ende ein Düseneinsatz 23 eingesetzt ist, der beispielsweise ebenfalls aus Keramik bestehen kann. Dieser Düseneinsatz 23 ist an seinem aus dem Rohr 22 hervorstehenden äußeren Ende kugelig geformt und bildet damit den Kopf 20. In diesem Düseneinsatz 23 befindet sich eine Auslaßöffnung 24, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrs 22.
Außenseitig ist auf das Rohr ein im Querschnitt ringförmiger Abwälzkörper 25 aufgesteckt, der beispielsweise aus Polyurethan bestehen kann, welches relativ weich eingestellt ist und welches gegenüber der Innenwand der Gehäusekappe 6 eine hohe Reibung aufweist. Dieser Abwälzkörper 25 stützt sich an einer Ringschulter 26 auf der Außenwand 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 Düsenkörper 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 austreten 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 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei senkrecht aufeinanderstehende, 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 Durchgangsbohrung 29 eingeschoben wird. Durch dieses Eingraben wird der Gleichrichter 30 in der Durchgangsbohrung 29 fixiert.
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 l des Gleichrichters 30 in axialer Richtung entspricht mindestens 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 l des Gleichrichters. Um in diesem Fall die notwendige Festigkeit 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 Kegelmantel, 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 Dimensionierungen besonders turbulenzfrei und kompakt und daher für Reinigungszwecke in besonderem Maße geeignet.
Während bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 der Düseneinsatz 23 eine Auslaßöffnung aufweist, deren Auslaßrichtung 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 dargestellten Ausführungsbeispiel - dadurch erfolgen, daß ein Düseneinsatz 23 verwendet wird, in den die Auslaßöffnung 24 geneigt eingeformt ist, oder durch einen üblichen Düseneinsatz 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 Düsenkörper 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 Kegelmantel 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 Kegelflächen.
Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Konstruktion liegt darin, daß die Neigung der Auslaßöffnung erst unmittelbar 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 seinerseits einen großen Platzbedarf im Gehäuse der Rotordüse hätte, dies würde zu einer sehr großen Rotordüse führen. Dadurch, daß die Neigung der Auslaßöffnung erst im Auslaßbereich durch den Düseneinsatz erzeugt wird, kann ein schlanker und trotzdem langer Düsenkörper verwendet werden, so daß auch das Gehäuse der Rotordüse insgesamt einen geringen Außendurchmesser haben kann.

Claims (12)

  1. 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 in einer Richtung in das Gehäuse (5) einmündenden Einlaß (3) für eine Flüssigkeit, durch den die Flüssigkeit im Gehäuse (5) um die Längsachse des Gehäuses (5) 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, wobei in den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Durchgangsbohrung (29) ein Gleichrichter (30) mit achsparallel und diametral verlaufend in der Durchgangsbohrung (29) angeordneten Wänden (31) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Durchgangsbohrung in dem Düsenkörper (21) mindestens 70mm beträgt, daß das Verhältnis der Länge (L) der Durchgangsbohrung (29) zu ihrem Durchmesser (d) den Wert 17 oder einen größeren Wert aufweist und daß die Länge (l) des Gleichrichters (30) mindestens 0,25 der Länge (L) der Durchgangsbohrung (29) 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 gekennzeichnet, daß die Dicke der Wände (31) des Gleichrichters (30) maximal 1/40 der Länge (l) des Gleichrichters (30) beträgt.
  4. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (30) aus Metall besteht.
  5. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Wände (31) des Gleichrichters (30) über den größten Teil ihrer Länge (l) dem Durchmesser (d) der Durchgangsbohrung (29) entspricht, daß die Wände (31) am stromaufwärts gelegenen Ende des Gleichrichters (30) geringfügig verbreitert sind und daß die verbreiterten Teile der Wände (31) in einen Einsatz (28) aus verformbarem Material eindringen, der am stromaufwärts gelegenen Ende der Durchgangsbohrung (29) deren Innenwand bildet.
  6. Rotordüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen erweiterten Abschnitt (27) am stromaufwärts 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 gelegenen Ende der Durchgangsbohrung (29) ein Düseneinsatz (23) mit einer Auslaßöffnung (24) angeordnet ist, deren Auslaßrichtung gegenüber der Längsachse 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° beträgt.
  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, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (23) gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) achsparallel eingepaßt ist und eine geneigte Auslaßöffnung (24) aufweist.
  12. Rotordüse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch 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 (21) mit seiner eigenen Achse gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers (21) geneigt angeordnet ist.
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