EP1163959B1 - Düsenartiges Arbeitswerkzeug zum Reinigen von Rohren - Google Patents

Düsenartiges Arbeitswerkzeug zum Reinigen von Rohren Download PDF

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EP1163959B1
EP1163959B1 EP01113366A EP01113366A EP1163959B1 EP 1163959 B1 EP1163959 B1 EP 1163959B1 EP 01113366 A EP01113366 A EP 01113366A EP 01113366 A EP01113366 A EP 01113366A EP 1163959 B1 EP1163959 B1 EP 1163959B1
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Kuno Wiesenthal
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Horst Gotz & Co GmbH
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Horst Gotz & Co GmbH
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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
    • B05B3/06—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 by jet reaction, i.e. creating a spinning torque due to a tangential component of the jet
    • 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
    • B05B3/003—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with braking means, e.g. friction rings designed to provide a substantially constant revolution speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
    • B08B9/0433—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes provided exclusively with fluid jets as cleaning tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • B08B9/0495—Nozzles propelled by fluid jets

Definitions

  • the invention relates to a nozzle-like working tool for cleaning pipes according to the preamble of claim 1.
  • Such a working tool is known from DE 34 12 319 C1, which has a connectable to a high pressure water source stand having a central bore and an axially extending, tapered pin on which a rotor is arranged rotatably with outlet nozzle holes for high-pressure water jets, over the central bore outgoing radial bores are supplied with high pressure water.
  • the runner is supported on the facing end side of the stand and is held on the pin via a pin.
  • this tool is not suitable for very high pressures of the working fluid water, since on the one hand the pumps for such high pressures only low flow rates of, for example, 20 l / min at 2000 bar and on the other hand water through the gap between rotor and stator exits, whereby the gap increases rapidly due to wear at such high pressures and leads to increased water leakage, so that the amount of usable working fluid is quickly too low.
  • the object of the invention is to provide a working tool according to the preamble of claim 1, which has a greatly increased lifetime even at very high pressures in the range of about 2000 bar.
  • the rotor is arranged between the stator and an adjusting nut carried by the latter with a reduced diameter and predetermined gap relative to the stator and adjusting nut, while the adjusting nut is secured with a lock nut releasably bonded thereto by heating, on the one hand a stable, even at extremely low produced high pressure non-changing configuration, but on the other hand, when occurring wear by loosening the bond between the adjusting nut and the lock nut, the gap again be adjusted by means of a valve gauge, in addition, the rotor is arranged protected. Overall, the service life of the working tool can be considerably increased despite a simple design with a low water consumption, which corresponds to the low supply of water at very high water pressures.
  • the predetermined gap is here chosen so that the gap left serves as a water brake, i. that only as much water should escape here, that while a lubricating film of water between the rotor and the adjacent parts is maintained, but otherwise as little water, which is available at very high water pressures in relatively small amounts, - useless - leaks ,
  • Fig. 1 shows a side view of a nozzle-like work tool for cleaning pipes or containers.
  • Fig. 2 shows the working tool of Fig. 1 in axial section.
  • 3 and 4 each show an axial section of another embodiment of the working tool.
  • the working tool shown in Fig. 1, 2 comprises a connectable via a connecting thread 1 to a high pressure water source stand 2, which has a central bore 3 and an axially extending, tapered pin 4, so that the stator 2 adjacent to the foot of the pin 4 a Shoulder 5 has.
  • the bore 3 extends into the journal 4.
  • the pin 4 carries a threaded end 7 with a relation to the pin 4 slightly reduced diameter.
  • a rotor 8 surrounds the pin 4 and is slightly longer, for example, by 1/2 mm longer than the pin 4 without the threaded end 7.
  • the rotor 8 has (optionally as well as the pin 4) in the area adjacent to the radial bores 6 a recess 9 to form an annular space, open into the stepped holes 10, which are obliquely with respect to the radial direction something, for example, 10 °, employed and each receiving a nozzle insert 11, which is provided with an outlet nozzle bore.
  • the employment of the holes 10 and thus the outlet nozzle holes is chosen so that the rotor 8 is given a rotational movement relative to the pin 4 of the stator 2 at Hochdruckwasserbeetzschung.
  • the holes 10 may be employed by a smaller angle, for example 10 ° backwards to the stator 2.
  • the threaded end 7 carries an adjusting nut 12 and a counter nut formed as a cap 13.
  • the gap for the rotor 8 for example, set to 1/100 mm, after which the adjusting nut 12 with the Locked counter nut 13 and also via a thread locking adhesive, such as an epoxy resin, is glued.
  • the bond between adjusting nut 12 and lock nut 13 can be solved by heating to, for example, about 140 ° C again to adjust the gap about by means of a corresponding gauge again and the adjusting nut 12 again with the lock nut 13 stick together.
  • the rotor 8 is set back in diameter with respect to the stator 2 and the adjusting nut 12 and thus protected therebetween, i. the adjusting nut 12 - and the lock nut 13- form a front, closed and rigid cap for the rotor 8 and the stator 2 a back protection for the rotor 8, with no water jets are discharged front side in the axial direction of the working tool.
  • a hardened bushing 15 is provided to increase the wear resistance between the rotor 8 and pin 4, wherein the uncured pin 4 from the rear into the bushing 15 can be inserted.
  • the pin 4 is formed separately from the stand 2 and provided at the rear end with a flange and loosely from behind into the corresponding bore of the stator 2 and in the rotor 8 and the bushing 15 can be inserted.
  • FIGS. 3 and 4 have an increased ease of repair.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein düsenartiges Arbeitswerkzeug zum Reinigen von Rohren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Arbeitswerkzeug ist aus DE 34 12 319 C1 bekannt, das einen an eine Hochdruckwasserquelle anschließbaren Ständer aufweist, der eine zentrale Bohrung und einen sich axial erstreckenden, verjüngten Zapfen aufweist, auf dem ein Läufer mit Austrittsdüsenbohrungen für Hochdruckwasserstrahlen drehbar angeordnet ist, die über von der zentralen Bohrung ausgehende Radialbohrungen mit Hochdruckwasser versorgt sind. Hierbei stützt sich der Läufer auf der zugewandten Stirnseite des Ständers ab und wird auf dem Zapfen über einen Stift gehalten. Für sehr hohe Drücke des Arbeitsmittels Wasser ist dieses Arbeitswerkzeug jedoch nicht geeignet, da einerseits die Pumpen für derart hohe Drücke nur geringe Förderleistungen von beispielsweise 20 l/min bei 2000 bar liefern und andererseits Wasser durch den Spalt zwischen Läufer und Ständer austritt, wobei sich der Spalt durch Verschleiß bei derart hohen Drücken schnell vergrößert und zu vermehrtem Wasseraustritt führt, so daß die Menge an nutzbarem Arbeitsmittel schnell zu gering wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Arbeitswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das eine stark erhöhte Standzeit selbst bei sehr hohen Drücken im Bereich von etwa 2000 bar aufweist.
  • Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, daß der Läufer zwischen dem Ständer und einer von letzterem getragenen Stellmutter mit gegenüber Ständer und Stellmutter reduziertem Durchmesser und vorbestimmten Spaltmaß angeordnet ist, während die Stellmutter mit einer damit durch Erwärmung lösbar verklebten Kontermutter gesichert ist, kann einerseits eine stabile, sich selbst bei extrem hohen Druck nicht verändernde Konfiguration hergestellt, andererseits aber bei auftretendem Verschleiß durch Lösen der Verklebung zwischen der Stellmutter und der Kontermutter das Spaltmaß erneut etwa mittels einer Ventillehre eingestellt werden, wobei zudem der Läufer geschützt angeordnet ist. Insgesamt kann dadurch die Standzeit des Arbeitswerkzeugs trotz einfacher Konstruktion bei einem geringem Wasserverbrauch, der dem geringen Wasserangebot bei sehr hohen Wasserdrücken entspricht, beträchtlich erhöht werden. Das vorbestimmte Spaltmaß ist hierbei so gewählt, daß der belassene Spalt als Wasserbremse dient, d.h. daß hier möglichst nur so viel Wasser austreten soll, daß zwar ein schmierender Wasserfilm zwischen dem Läufer und den benachbarten Teilen aufrecht erhalten wird, aber ansonsten möglichst wenig Wasser, das bei sehr hohen Wasserdrücken in nur relativ geringen Mengen zur Verfügung steht, - nutzlos - austritt.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines düsenartigen Arbeitswerkzeugs zum Reinigen von Rohren oder Behältern.
  • Fig. 2 zeigt das Arbeitswerkzeug von Fig. 1 im axialen Schnitt.
  • Fig. 3 und 4 zeigen jeweils einen axialen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Arbeitswerkzeugs.
  • Das in Fig. 1, 2 dargestellte Arbeitswerkzeug umfaßt einen über ein Anschlußgewinde 1 an eine Hochdruckwasserquelle anschließbaren Ständer 2, der eine zentrale Bohrung 3 und einen sich axial erstreckenden, verjüngten Zapfen 4 aufweist, so daß der Ständer 2 benachbart zum Fuß des Zapfens 4 eine Schulter 5 besitzt. Die Bohrung 3 erstreckt sich bis in den Zapfen 4. Im Endbereich der Bohrung 3 im Zapfen 4 münden Radialbohrungen 6 in der Bohrung 3, wobei die Radialbohrungen 6 vorzugsweise als eine durchgehende Bohrung ausgeführt sind. Der Zapfen 4 trägt einen Gewindeendabschnitt 7 mit einem gegenüber dem Zapfen 4 etwas verminderten Durchmesser.
  • Ein Läufer 8 umgibt den Zapfen 4 und ist etwas länger, beispielsweise um 1/2 mm länger als der Zapfen 4 ohne dessen Gewindeendabschnitt 7. Der Läufer 8 besitzt (gegebenenfalls ebenso wie der Zapfen 4) in dem Bereich benachbart zu den Radialbohrungen 6 eine Ausdrehung 9 zur Bildung eines Ringraums, in den gestufte Bohrungen 10 münden, die schräg in bezug auf die Radialrichtung etwas, beispielsweise um 10°, angestellt sind und jeweils einen Düseneinsatz 11 aufnehmen, der mit einer Austrittsdüsenbohrung versehen ist. Die Anstellung der Bohrungen 10 und damit der Austrittsdüsenbohrungen ist dabei so gewählt, daß dem Läufer 8 eine Drehbewegung gegenüber dem Zapfen 4 des Ständers 2 bei Hochdruckwasserbeaufschlagung verliehen wird. Außerdem können die Bohrungen 10 um einen kleineren Winkel von beispielsweise 10° nach hinten zum Ständer 2 angestellt sein.
  • Der Gewindeendabschnitt 7 trägt eine Stellmutter 12 und eine als Kappe ausgebildete Kontermutter 13. Über die Stellmutter 12 wird das Spaltmaß für den Läufer 8 beispielsweise auf 1/100 mm eingestellt, wonach die Stellmutter 12 mit der Kontermutter 13 gekontert und außerdem über einen Gewindesicherungskleber, etwa ein Epoxydharz, verklebt wird.
  • Wird das Spaltmaß infolge Verschleiß zu groß, kann die Verklebung zwischen Stellmutter 12 und Kontermutter 13 durch Erwärmen auf beispielsweise etwa 140°C wieder gelöst werden, um dann das Spaltmaß etwa mittels einer entsprechenden Lehre erneut einzustellen und die Stellmutter 12 wieder mit der Kontermutter 13 zu verkleben.
  • Der Läufer 8 ist im Durchmesser in bezug auf den Ständer 2 und die Stellmutter 12 zurückversetzt und damit geschützt hierzwischen angeordnet, d.h. die Stellmutter 12 - und die Kontermutter 13- bilden eine frontseitige, geschlossene und starre Schutzkappe für den Läufer 8 und der Ständer 2 einen rückseitigen Schutz für den Läufer 8, wobei keine Wasserstrahlen frontseitig in Axialrichtung des Arbeitswerkzeugs abgegeben werden.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zwischen Läufer 8 und Zapfen 4 eine gehärtete Laufbuchse 15 vorgesehen, wobei der ungehärtete Zapfen 4 von hinten in die Laufbuchse 15 einsteckbar ist.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Zapfen 4 getrennt vom Ständer 2 und am rückwärtigen Ende mit einem Flansch versehen ausgebildet und lose von hinten in die entsprechende Bohrung des Ständers 2 und in den Läufer 8 bzw. die Laufbuchse 15 einsteckbar.
  • Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen weisen eine erhöhte Reparaturfreundlichkeit auf.
  • Außerdem ist es zweckmäßig, am Außenumfang des Zapfens 4 bzw. der Laufbuchse 15 zueinander beabstandete, ringförmige Eindrehungen 14 vorzusehen, die zum Bremsen des Hochdruckwassers dienen, das sich entlang des Zapfen bewegt.
  • Bei dem beschriebenen Arbeitswerkzeug erfolgt kein stirnseitiger Wasseraustritt, vielmehr ist der Läufer 8 zwischen dem Ständer 2 und der Stellmutter 12 mit vorbestimmtem Spaltmaß und im Durchmesser zurückversetzt angeordnet, wobei die Düsenanordnung des Läufers 8 seine Drehung und einen Vorschub des Arbeitswerkzeugs bewirken, während durch das vorbestimmte Spaltmaß und die durch die insbesondere vorgesehenen Eindrehungen 14 am Zapfen 4 bewirkte Bremsung des Wasserdurchtritts den Wasserverlust infolge der vorhandenen Spalte stark einschränkt, so daß die bei den hohen Drücken lieferbaren, geringen Wassermengen optimal genutzt werden können. Außerdem läßt sich, da durch entsprechende Anstellung der Austrittsdüsenbohrungen ein Vorschub und kein Rückschub gesichert wird, ein Hochdruckschlauch verwenden, an dem das Arbeitswerkzeug montiert in Rohre von Wärmetauschern od.dgl. einführbar ist.

Claims (10)

  1. Düsenartiges Arbeitswerkzeug zum Reinigen von Rohren mit einem an eine Hochdruckwasserquelle anschließbaren Ständer (2), der einen sich axial erstreckenden, verjüngten Zapfen (4) und eine zentrale, in dem Zapfen (4) endende Bohrung (3) aufweist, wobei auf dem Zapfen (4) ein Läufer (8) mit Austrittsdüsenbohrungen für den Läufer (8) zur Drehung antreibenden Hochdruckwasserstrahlen drehbar angeordnet ist, die über von der zentralen Bohrung (3) ausgehende Radialbohrungen (6) mit Hochdruckwasser versorgt sind, und wobei der Zapfen (4) mit einem Gewindeendabschnitt (7) versehen ist, der eine Stellmutter (12) und eine Kontermutter (13) trägt, die miteinander verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Läufer (8) und der Stellmutter (12) ein vorbestimmtes Spaltmaß eingestellt und der Läufer (8) bezüglich des Ständers (2) und der Stellmutter (12) im Durchmesser zurückversetzt ist.
  2. Arbeitswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) ohne Gewindeendabschnitt (7) etwas kürzer als der Läufer (8) ist.
  3. Arbeitswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltmaß auf 1/100 mm eingestellt ist.
  4. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) von einer Laufbuchse (15) für den Läufer (8) umgeben ist, in die der Zapfen von der Ständerseite her lose einsteckbar ist.
  5. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) als getrenntes Teil bezüglich des Ständers (2) ausgebildet und in diesen von dessen Rückseite her lose einsteckbar ist.
  6. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) bzw. die Laufbuchse (15) am Außenumfang zueinander beabstandete Eindrehungen (14) aufweist.
  7. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüsenbohrungen in Düseneinsätzen (11) ausgebildet sind.
  8. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüsenbohrungen schräg zur Radialrichtung angestellt sind.
  9. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontermutter (13) kappenförmig ist.
  10. Arbeitswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmutter (12) mit der Kontermutter (13) mittels eines Gewindesicherungsklebers, insbesondere eines Epoxydharzes, verklebt ist.
EP01113366A 2000-06-17 2001-06-01 Düsenartiges Arbeitswerkzeug zum Reinigen von Rohren Expired - Lifetime EP1163959B1 (de)

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