EP2540400A1 - Full ball nozzle - Google Patents

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EP2540400A1
EP2540400A1 EP12171951A EP12171951A EP2540400A1 EP 2540400 A1 EP2540400 A1 EP 2540400A1 EP 12171951 A EP12171951 A EP 12171951A EP 12171951 A EP12171951 A EP 12171951A EP 2540400 A1 EP2540400 A1 EP 2540400A1
Authority
EP
European Patent Office
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swirl
insert
section
recess
swirl insert
Prior art date
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EP12171951A
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German (de)
French (fr)
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EP2540400B1 (en
Inventor
Matthias Schneider
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Lechler GmbH
Original Assignee
Lechler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lechler GmbH filed Critical Lechler GmbH
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Publication of EP2540400A1 publication Critical patent/EP2540400A1/en
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Publication of EP2540400B1 publication Critical patent/EP2540400B1/en
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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
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3421—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
    • B05B1/3431—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves
    • B05B1/3447—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the interface being a cylinder having the same axis as the outlet

Definitions

  • the invention relates to a full cone nozzle with a nozzle housing and a swirl insert, wherein the nozzle housing has an outlet chamber with an outlet opening and wherein the outlet chamber is arranged downstream of the swirl insert.
  • an improved full cone nozzle is to be provided.
  • a full-cone nozzle with a nozzle housing and a swirl insert is provided for this purpose, the nozzle housing having an outlet chamber with an outlet opening and wherein the outlet chamber is arranged downstream of the swirl insert, wherein the swirl insert has at its outer periphery at least one swirl channel, which in a swirl section helically or is formed obliquely to a central longitudinal axis of the swirl insert and extending in an outlet portion which extends from one end of the swirl portion to the downstream end of the swirl passage, in the axial direction.
  • the flow In order to open up a conical spray, the flow must be set in rotation in front of the nozzle outlet. This takes place in that the liquid to be sprayed flows through the at least one swirl duct on the swirl insert.
  • the rotational movement of the fluid after leaving the swirl channel leads to a pressure gradient in the outlet chamber, wherein the static pressure from the wall of the outlet chamber to the center of the outlet chamber or the axis of rotation of the outlet chamber decreases. If the static pressure in the middle of the outlet chamber and thus in the region of the axis of rotation is too low, this leads to a hollow cone spray.
  • the outlet section of the at least one swirl channel extending in the axial direction, to influence the pressure gradient within the outlet chamber in such a way that a full cone spray is achieved.
  • the length of the spout section can serve as a design parameter to influence the liquid distribution within the full cone spray.
  • the outlet chamber may be formed, for example, hemispherical, blind hole-like with a flat or spherical bottom.
  • a downstream end face of the swirl insert is provided with a recess arranged substantially centrally of the swirl insert, wherein the recess intersects the swirl channel in sections.
  • a recess can significantly contribute to the stabilization of the flow conditions in the outlet chamber. Also, by such a recess, the pressure gradient can be influenced within the outlet chamber, so that a full-cone spray with uniform liquid distribution can be achieved.
  • the depth of the recess and its sectional area with the at least one swirl channel represent design parameters for the liquid distribution to influence the nozzle.
  • the recess cuts the swirl duct in the region of the outlet section.
  • the recess has a flat, rounded or conical bottom.
  • the output solid cone spray can be influenced by the design of the bottom of the recess.
  • the cut surface changes with the recess in the swirl insert, so that in this way the spray behavior of the full cone according to the invention can be influenced.
  • two or more swirl channels are provided on the outer circumference of the swirl insert.
  • the spray behavior can be influenced.
  • the cross sections of the swirl channels can be matched to the cross section of the outlet opening in order to obtain a little clogging-sensitive nozzle.
  • the recess in the Strin geometry the swirl insert cuts all swirl channels in sections.
  • the at least one swirl duct extends in an inlet section, starting from an upstream beginning of the swirl duct in the axial direction, then enters the Swirl section over and finally runs in the outlet section in the axial direction.
  • the flow resistance of the full cone nozzle according to the invention can be reduced, and in particular when the swirl section flows in the axial direction, the flow conditions upstream of the swirl section can be stabilized in this way.
  • a pitch of the swirl channel changes relative to the central longitudinal axis of the swirl insert within the swirl section.
  • a narrowest cross section of the nozzle is determined by the outlet opening.
  • the presentation of the Fig. 1 shows a full cone nozzle according to the invention 10 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the full-cone nozzle 10 has a housing 12, which is provided with a hexagon 14 and a thread, not shown, to screw the housing onto a connecting line.
  • the housing 12 has a generally cylindrical basic shape.
  • FIG. 2 is a view of the cutting plane HH in Fig. 1 shown.
  • the housing 12 has an outlet chamber 16 and an outlet opening 18. Upstream of the outlet chamber 16 is in the housing 12 a Swirl insert 20 arranged.
  • the swirl insert 20 has a disk-shaped basic shape and is provided on its outer circumference with two swirl channels 22, 24. At its, the outlet chamber 16 facing end surface of the swirl insert is provided with a central recess 26 in the form of a blind hole with a flat bottom and circular cross-section.
  • the outlet chamber 16 is circular-cylindrical in its region adjoining the swirl insert 20. Downstream of the circular cylindrical section, the cross section of the outlet chamber 16 tapers to the outlet opening 18. In this, tapering section, the outlet chamber 16 has an approximately hemispherical shape.
  • the outlet opening 18 has a first, cylindrical section 28 with a circular cross section and, downstream of this cylindrical section 28, a conically widening section 30.
  • FIG. 3 shows the full cone nozzle 10 according to the invention in a view obliquely from the front, wherein the full cone nozzle 10 is shown partially cut.
  • a first section extends from the outer circumference of the housing 10 to a central longitudinal axis 32 of the nozzle.
  • a second cut also extends at right angles to the first cut from the outer circumference of the housing 12 to the central longitudinal axis 32.
  • Liquid to be sprayed enters the housing 12 in the direction of the arrow 34 and then flows through the two swirl channels 22, 24.
  • the central recess 26 in the swirl insert 20 intersects the swirl channels 22, 24 in the outlet section immediately upstream of the outlet chamber 16 reach the recess 26.
  • the region of the outlet chamber 16, which surrounds the central longitudinal axis 32, is thereby acted upon by liquid, so that an excessive pressure gradient between an edge region of the outlet chamber 16 and the area surrounding the central longitudinal axis 32 can be avoided.
  • downstream of the outlet opening 18, a full-cone spray with uniform liquid distribution can be formed downstream of the outlet opening 18, a full-cone spray with uniform liquid distribution can be formed.
  • a depth of the recess 26 as well as its sectional area with the swirl channels 22, 24 influences the pressure conditions in the outlet chamber 16 and thus the liquid distribution in the dispensed spray cone.
  • FIG. 4 shows a view of the partially cut Vollkegelüse 10 from Fig. 3 in a side view.
  • the recess 26 of the swirl insert 20 has a planar base.
  • the housing 12 is provided at the upstream end of the outlet chamber with a peripheral shoulder 36, on which the swirl insert 20 is seated. The swirl insert 20 is thereby secured in its position in the housing 12.
  • the presentation of the Fig. 5 shows the full cone nozzle 10 Fig. 1 in an exploded view from diagonally forward.
  • the swirl insert 20 has the shape of a circular cylindrical disk.
  • the two swirl channels 22, 24 each have an inlet section 38 in which the swirl channel runs parallel to the central longitudinal axis 32.
  • a swirl section 40 adjoins the inlet section 38, in which the swirl channels run obliquely to the central longitudinal axis 32.
  • Downstream of the swirl section 40 extends to the downstream end face of the swirl insert 20 then in each case an outlet section 42, in which the swirl channels 22, 24 again parallel to the central longitudinal axis 32.
  • the recess 26 in the swirl insert 20 intersects the swirl channels 22, 24 in the area of the respective outflow section 42.
  • the course of the swirl channel 22 is clearly visible.
  • the obliquely or helically extending swirl section 40 adjoins the inlet section 38, which runs in the axial direction, onto which in turn the axially extending outlet section 42 follows.
  • the swirl channels 22, 24 are formed with a spherical cutter, so that the transitions between the inlet section 38, the swirl section 40 and the outlet section 42 are flowing, since the transitions are rounded due to the semicircular cross-section of the swirl passage 22.
  • the outflow section extending in the axial direction causes the fluid in the swirl duct 22, which is located in the swirl section 40, to be deflected at least partially in the axial direction in the outlet section 42.
  • This causes a pressure equalization between an edge of the outlet chamber 16, see Fig. 3 , and a central region of the outlet chamber 16 about the central longitudinal axis 32. This achieves a full-cone spray.
  • the presentation of the Fig. 8 shows a swirl insert 44 for a full cone nozzle according to the invention.
  • the swirl insert 44 is opposite to the swirl insert 20 from Fig. 6 longer, with the extra length of the twist section an extended inlet section 46 and an extended outlet section 50 benefits.
  • the swirl portion 48 of the swirl insert 44 is the same length as the swirl portion 40 of the swirl insert 20 in FIG Fig. 6 ,
  • a central recess 52 in a downstream end surface 54 of the swirl insert 44 extends substantially the entire length of the spout portion 50 and intersects the two swirl channels 45, 47.
  • a pressure gradient between a wall of the outlet chamber 16 and a center of the outlet chamber 16 can be reduced, so that more liquid is dispensed in the center of the full-cone spray.
  • the recess 52 is circular and has a flat bottom.
  • FIG. 9 shows the swirl insert 44 from Fig. 8 from diagonally below.
  • the presentation of the Fig. 10 shows a side view of a swirl insert 56 for a full cone according to the invention.
  • the swirl insert 56 has two swirl channels 60, wherein the swirl channels 60 extend immediately obliquely to the central longitudinal axis 32 from the upstream face 58 of the swirl insert 56.
  • the swirl channels 60 thus do not have an inlet section extending in the axial direction but only a swirl section 62 running obliquely to the central longitudinal axis 32 and, following this, an axially extending outlet section 64.
  • the swirl channels 60 are cut by a central recess 66 in the swirl insert 56.
  • Fig. 11 shows the swirl insert 56 in a view obliquely from below.
  • a second, only partially detectable swirl duct 67 is provided, which in the area its swirl section with the same pitch as the swirl passage 60 rotates around the circumference of the swirl insert 56.
  • the presentation of the Fig. 12 shows a side view of a swirl insert 68 for a full cone according to the invention.
  • the swirl insert 68 is provided with two swirl channels 70, 71, wherein in the illustration of Fig. 12 only a swirl channel 70 can be seen.
  • the swirl duct 70 starting from an upstream end face of the swirl insert 68, extends immediately obliquely to the central longitudinal axis, so that its swirl section 72 starts from the upstream end face of the swirl insert 68.
  • This swirl section 72 is adjoined by an outlet section 74 which extends in the axial direction and which faces the outlet section 64 of the swirl insert 56 in FIG Fig. 10 is extended.
  • the extension of the axial outlet section 74 and the extension or greater immersion depth of the central recess 76 leads to a lower pressure difference between a wall of the outlet chamber 16 and a central region of the outlet chamber 16 and thus to more liquid in the inner area of the issued full cone spray.
  • the presentation of the Fig. 14 shows a side view of a swirl insert 80 for a full cone according to the invention.
  • the swirl insert 80 is provided with two swirl channels 82, 83, wherein in the illustration of Fig. 14 only a swirl channel 82 can be seen.
  • the swirl channel 82 has an inlet section 84 extending in the axial direction, a swirl section 86 extending at an angle to the central longitudinal axis, and an axially extending outlet section 88.
  • a central recess 90 is provided in the downstream end face of the swirl insert and intersects the swirl channels 82 of the swirl insert 80.
  • the pitch of the swirl channel 82 changes relative to the central longitudinal axis. In this way, a gradual transition from the inlet section 84 in the swirl section 86 and the swirl section 86 in the outlet section 88 can be achieved.
  • the presentation of the Fig. 15 shows the swirl insert 80 in a view obliquely from below.
  • the presentation of the Fig. 16 shows a swirl insert 92 for a full cone nozzle according to the invention in a view from below.
  • the swirl insert 92 has only a single swirl channel 94. In this way, the cross-section of the swirl channel 94 can be kept very large, so that a little blockage-sensitive full cone nozzle is obtained.
  • the presentation of the Fig. 17 shows the swirl insert 92 in a view obliquely from below.
  • the single swirl duct 94 has an inlet section 96 extending in the axial direction, a swirl section 98 running obliquely to the central longitudinal axis and an outlet section 100 extending axially to the central longitudinal axis.
  • a central recess in the form of a circular blind hole 104 is provided, which intersects the swirl channel 94 in the region of its outlet section 100 and also partly in the area of its swirl section 98.
  • the presentation of the Fig. 18 shows a swirl insert 106 for a full cone nozzle according to the invention.
  • the swirl insert 106 is provided with two swirl channels 108, 110 which are diametrically opposed to each other.
  • Fig. 19 shows a view of the swirl insert 106 obliquely from below.
  • FIG. 20 shows a swirl insert 112 for a full cone nozzle according to the invention from below.
  • the swirl insert 112 is provided with three swirl channels 114, 116 and 118 which are each arranged at an angle of 120 ° at the outer periphery of the swirl insert 112 are.
  • Fig. 21 shows a view of the swirl insert 112 obliquely from below.
  • FIGS. 22 to 29 show swirl inserts for full cone nozzles according to the invention, which differ only in the shape of the respective central recesses in the downstream end face of the swirl inserts.
  • Fig. 22 shows the swirl insert 20 from Fig. 6 from underneath. In addition to the two swirl channels 22, 24 and the circular cross-section recess 26 can be seen. The recess 26 intersects the swirl channels 22, 24 in a region immediately above the downstream end face of the swirl insert 20.
  • Fig. 23 shows a view on the cutting plane CC in Fig. 22
  • the central recess 26 has a flat base 120 and is made for example with a so-called 180 ° drill.
  • the depth and the shape of the base 120 of the recess 26 make it possible to see a pressure distribution within the outlet chamber 16 and thereby also a liquid distribution in the full-cone spray downstream of the outlet opening 18 Fig. 16 , influence.
  • the presentation of the Fig. 24 shows a swirl insert 122 for a full cone nozzle according to the invention.
  • the swirl insert 122 with the exception of the central recess 124, is identical to the swirl insert 20 in FIG Fig. 20 educated.
  • the recess 124 is also circular and also has a circular shape and the same diameter as the recess 26 of the swirl insert 20.
  • a base 126 of the recess 124 In contrast to the planar base 120 of the recess 26 of the swirl insert 20 is a base 126 of the recess 124 but formed conically, as in the View on the cutting plane DD in Fig. 25 can be seen.
  • the recess 124 Thus, for example, a drill with a point angle can be inserted into the swirl insert 122, in the example a drill with a point angle of 118 °.
  • the presentation of the Fig. 26 shows a swirl insert 128 for a full cone nozzle according to the invention, extending from the swirl insert 20 in Fig. 22 only differs by the shape of the central recess 130.
  • the recess 130 of the swirl insert 128 is formed by immersing a circular cylindrical disc milling cutter. The side milling cutter is thereby delivered parallel to the central longitudinal axis 32 in the direction of the swirl insert 128.
  • the central recess 130 thereby receives a base 132, which is formed by a flat, seen in the flow direction inwardly curved surface. The curvature of the surface corresponds to a curvature of the outer diameter of the disc cutter.
  • the bottom 132 of the recess 130 is curved in one direction only.
  • Such a shape of the base 132 is formed by a circular cylindrical milling cutter, whose outer circumference is thus formed flat parallel to a rotation axis.
  • a side milling cutter which also has a curvature parallel to the axis of rotation.
  • the central recess 130 intersects the swirl channels 134, 136 laterally, so that even with the swirl insert 128 liquid from the swirl channels in the recess 130 and thereby affect a pressure distribution in the outlet chamber 16 and thus a fluid distribution in the output full cone spray can.
  • the presentation of the Fig. 28 shows a swirl insert 140 for a full cone nozzle according to the invention.
  • the swirl insert 140 differs from the swirl insert 20 in FIG Fig. 22 only by the shape of its central Recess 142.
  • the recess 142 is formed by dipping and method of a circular cylindrical disc cutter in the radial direction. Due to the cylindrical shape of the disc milling cutter, the recess 142 thereby obtains, as in Fig. 29 it can be seen a level reason 144.
  • the Fig. 29 shows a view on the cutting plane FF in Fig. 28 ,
  • a depth of the central recess 142 is selected to be comparatively large in the swirl insert 140, so that the swirl channels 146, 148 are cut by the central recess 142 not only in its axially extending outlet section but already in its swirl section extending obliquely to the central longitudinal axis.
  • the depth and shape of the central recess as well as the shape of the bottom of the recess 144 influence a pressure distribution and a fluid distribution in the outlet chamber 16 and thereby a fluid distribution in the full-cone spray discharged from the nozzle.
  • FIGS. 30 and 31 serve to illustrate different forms of swirl channels and are merely schematic representations.
  • a swirl insert 150 in Fig. 30 has two diametrically opposed swirl channels 152, 154, each having a semicircular base 156, 158.
  • the swirl channels 152, 154 are formed for example by the immersion and method of a spherical milling cutter.
  • the presentation of the Fig. 31 schematically shows a swirl insert 160 having a total of three swirl channels 162, 164, 166, which are evenly distributed from each other on the circumference of the swirl insert 160.
  • the swirl channels 162, 164, 166 each have a rectangular cross-sectional shape and thereby each have a planar base 168.
  • the swirl channels 162, 164, 166 are formed, for example, by dipping and moving a 180 ° drill bit or milling cutter.
  • the presentation of the Fig. 32 shows in a perspective view a swirl insert 170 with two swirl channels 172, 174.
  • a disc cutter which has a cylindrical shape, two intersecting recesses 178, 180 introduced.
  • the recesses 178, 180 intersect on a central longitudinal axis 182 of the swirl insert 170, see also Fig. 33 .
  • the two recesses 178, 180 arise in each case by immersing the cylindrical disc milling cutter parallel to the central longitudinal axis 182 in the end face 176 of the swirl insert 170. Through the recesses 178, 180, a pressure equalization in the swirl chamber is produced.
  • liquid can flow into the center of the swirl chamber via the compensation passages formed thereby and produce the pressure compensation there.
  • a control of the liquid distribution in the dispensed spray jet of the full cone nozzle with the swirl insert 170 and the jet angle of this dispensed spray jet can be carried out over a depth of the recesses 178, 180, which in turn is determined by the immersion depth of the disc cutter in the direction of the central longitudinal axis 182.
  • the liquid distribution and the jet angle in the output spray jet can also be influenced over a width of the recesses 178, 180, that is to say the dimension in each case perpendicular to the longitudinal axis of the recesses 178, 180, corresponding to a thickness of the cylindrical disk milling cutter.
  • the presentation of the Fig. 36 shows a perspective view of a swirl insert 190 for a full cone according to the invention.
  • the swirl insert 190 differs from the swirl insert 170 of the Fig. 32 only by the formation of two intersecting recesses 192, 194 in a downstream end face 196 of the swirl insert 190.
  • the recesses 192, 194 are each formed as rectangular in cross-section channels, which are placed at right angles to each other in the downstream end face 196 of the swirl insert 190.
  • the recesses 192, 194 can be formed by lateral movement of a side milling cutter or a 180 ° cutter perpendicular to the central longitudinal axis 198 and parallel to the end face 196.
  • the recesses 192, 194 intersect, see Fig. 37 , on the central longitudinal axis 198.
  • the formation of the recesses 192, 194 is also in the sectional views of FIGS. 38 and 39 to recognize.
  • the presentation of the Fig. 40 shows a view from below of a swirl insert 200 for a full cone according to the invention. Shown is the view of a downstream end face 202 of the swirl insert 200, in the two swirl channels 204, 206 open, identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of the Fig. 32 are formed.
  • a recess 208 is arranged, which has the shape of a transversely across the end face 202 running channel. However, the recess 208 does not intersect the swirl channels 204, 206 and rather is laid perpendicular to a direction through the end face 202, which by a connection of the two Swirl channels 204, 206 is defined.
  • the width of the recess 208 is now chosen so small that the recess 208 does not intersect the mouth region of the swirl channels 204, 206 in the end face 202.
  • the presentation of the Fig. 41 shows a swirl insert 210 for a full cone nozzle according to the invention in a view from below.
  • the view of Fig. 41 is thus a view of a downstream end face 212 of the swirl insert 210.
  • this downstream end face 212 open two swirl channels 214, 216 which are identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of Fig. 32 are formed.
  • a recess 218 is introduced in the form of a plurality of channels that do not intersect the swirl channels 214, 216.
  • the recess 218 consists of an H-like arrangement of a total of five channels 220, 222, 224, 226 and 228.
  • the channels 220 and 222 run in a V-shape and each starting from an outer periphery of the swirl insert 210 toward each other and terminate at the intersection.
  • the swirl channels 220, 222 are arranged at an angle of about 130 ° to each other.
  • the two channels 226, 228 are formed mirror-symmetrically to the channels 220, 222 and thus also form a V-shaped arrangement, which starts from the outer periphery of the swirl insert 210 and ends at an intersection of the two channels 226, 228.
  • the intersection of the channels 220, 222 and the intersection of the channels 226, 228 is connected to the channel 224 terminating at each of these intersections. This results in the approximately H-shaped configuration of the recess 218 in the downstream end face 212 of the swirl insert 210.
  • the presentation of the Fig. 42 shows a swirl insert 230 for a full-cone nozzle according to the invention in a view from below of a downstream face 232.
  • a recess 240 is arranged, consisting of two at right angles to each other and is formed on a central longitudinal axis 236 crossing channels 238, 240.
  • the channel-shaped recess 240 connects two swirl channels 242, 244, which are identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of the Fig. 32 are formed.
  • the channel-shaped recess 238 is arranged at right angles to the recess 240, but does not extend to the outer periphery of the swirl insert 230. This results in a total cross-shaped configuration of the recess 234 in the downstream end face 232 of the swirl insert 230th

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Abstract

The solid-cone nozzle (10) has nozzle housing (12) having outlet chamber (16) including discharge orifice (18), which is arranged in downstream of a swirl insert (20). The swirl insert has swirl ducts (22,24) at the periphery. Each swirl duct has swirl portion that extends helically or at an angle relative to the longitudinal center axis of swirl insert, and outlet portion extending from the end of the swirl portion to the downstream end of swirl duct in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollkegeldüse mit einem Düsengehäuse und einem Dralleinsatz, wobei das Düsengehäuse eine Austrittskammer mit einer Austrittsöffnung aufweist und wobei die Austrittskammer stromabwärts des Dralleinsatzes angeordnet ist.The invention relates to a full cone nozzle with a nozzle housing and a swirl insert, wherein the nozzle housing has an outlet chamber with an outlet opening and wherein the outlet chamber is arranged downstream of the swirl insert.

Mit der Erfindung soll eine verbesserte Vollkegeldüse bereitgestellt werden.With the invention, an improved full cone nozzle is to be provided.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vollkegeldüse mit einem Düsengehäuse und einem Dralleinsatz vorgesehen, wobei das Düsengehäuse eine Austrittskammer mit einer Austrittsöffnung aufweist und wobei die Austrittskammer stromabwärts des Dralleinsatzes angeordnet ist, bei der der Dralleinsatz an seinem Außenumfang wenigstens einen Drallkanal aufweist, der in einem Drallabschnitt wendelförmig oder schräg zu einer Mittellängsachse des Dralleinsatzes verlaufend ausgebildet ist und der in einem Auslaufabschnitt, der sich von einem Ende des Drallabschnitts bis zum stromabwärts gelegenen Ende des Drallkanals erstreckt, in axialer Richtung verläuft.According to the invention, a full-cone nozzle with a nozzle housing and a swirl insert is provided for this purpose, the nozzle housing having an outlet chamber with an outlet opening and wherein the outlet chamber is arranged downstream of the swirl insert, wherein the swirl insert has at its outer periphery at least one swirl channel, which in a swirl section helically or is formed obliquely to a central longitudinal axis of the swirl insert and extending in an outlet portion which extends from one end of the swirl portion to the downstream end of the swirl passage, in the axial direction.

Um ein kegelförmiges Spray aufzuspannen, muss die Strömung vor der Austrittsöffnung der Düse in Rotation versetzt werden. Dies erfolgt dadurch, dass die zu versprühende Flüssigkeit den wenigstens einen Drallkanal am Dralleinsatz durchströmt. Die Rotationsbewegung des Fluids nach dem Verlassen des Drallkanals führt zu einem Druckgefälle in der Austrittskammer, wobei der statische Druck von der Wandung der Austrittskammer hin zur Mitte der Austrittskammer oder der Rotationsachse der Austrittskammer sinkt. Ist der statische Druck in der Mitte der Austrittskammer und somit im Bereich der Rotationsachse zu gering, führt dies zu einem Hohlkegelspray. Mit der Erfindung gelingt es überraschender Weise durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden Auslaufabschnitt des wenigstens einen Drallkanals, das Druckgefälle innerhalb der Austrittskammer so zu beeinflussen, dass ein Vollkegelspray erzielt wird. Die Länge des Auslaufsabschnitts kann als Konstruktionsparameter dienen, um die Flüssigkeitsverteilung innerhalb des Vollkegelsprays zu beeinflussen. Die Austrittskammer kann dabei beispielsweise halbkugelartig, sacklochartig mit ebenem oder kugelförmigem Boden ausgebildet sein.In order to open up a conical spray, the flow must be set in rotation in front of the nozzle outlet. This takes place in that the liquid to be sprayed flows through the at least one swirl duct on the swirl insert. The rotational movement of the fluid after leaving the swirl channel leads to a pressure gradient in the outlet chamber, wherein the static pressure from the wall of the outlet chamber to the center of the outlet chamber or the axis of rotation of the outlet chamber decreases. If the static pressure in the middle of the outlet chamber and thus in the region of the axis of rotation is too low, this leads to a hollow cone spray. With the invention it is surprisingly possible, by means of an outlet section of the at least one swirl channel extending in the axial direction, to influence the pressure gradient within the outlet chamber in such a way that a full cone spray is achieved. The length of the spout section can serve as a design parameter to influence the liquid distribution within the full cone spray. The outlet chamber may be formed, for example, hemispherical, blind hole-like with a flat or spherical bottom.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine stromabwärts gelegene Stirnfläche des Dralleinsatzes mit einer im Wesentlichen mittig zum Dralleinsatz angeordneten Ausnehmung versehen, wobei die Ausnehmung den Drallkanal abschnittsweise schneidet.In a further development of the invention, a downstream end face of the swirl insert is provided with a recess arranged substantially centrally of the swirl insert, wherein the recess intersects the swirl channel in sections.

Das Vorsehen einer solchen Ausnehmung kann maßgeblich zur Stabilisierung der Strömungsverhältnisse in der Austrittskammer beitragen. Auch kann durch eine solche Ausnehmung das Druckgefälle innerhalb der Austrittskammer beeinflußt werden, so dass ein Vollkegelspray mit gleichmäßiger Flüssigkeitsverteilung erzielt werden kann. Die Tiefe der Ausnehmung und deren Schnittfläche mit dem wenigstens einen Drallkanal stellen dabei Konstruktionsparameter dar, um die Flüssigkeitsverteilung der Düse zu beeinflussen. Vorteilhafterweise schneidet die Ausnehmung den Drallkanal im Bereich des Auslaufabschnitts.The provision of such a recess can significantly contribute to the stabilization of the flow conditions in the outlet chamber. Also, by such a recess, the pressure gradient can be influenced within the outlet chamber, so that a full-cone spray with uniform liquid distribution can be achieved. The depth of the recess and its sectional area with the at least one swirl channel represent design parameters for the liquid distribution to influence the nozzle. Advantageously, the recess cuts the swirl duct in the region of the outlet section.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Ausnehmung einen ebenen, abgerundeten oder kegelförmigen Grund auf.In a further development of the invention, the recess has a flat, rounded or conical bottom.

Das ausgegebene Vollkegelspray kann durch die Gestaltung des Grunds der Ausnehmung beeinflußt werden. Durch unterschiedliche Gestaltung des Grunds der Ausnehmung und auch des Grunds des Drallkanals ändert sich die Schnittfläche mit der Ausnehmung im Dralleinsatz, so dass auch auf diese Weise das Sprühverhalten der erfindungsgemäßen Vollkegeldüse beeinflußt werden kann.The output solid cone spray can be influenced by the design of the bottom of the recess. By different design of the bottom of the recess and also the reason of the swirl channel, the cut surface changes with the recess in the swirl insert, so that in this way the spray behavior of the full cone according to the invention can be influenced.

In Weiterbildung der Erfindung sind zwei oder mehr Drallkanäle am Außenumfang des Dralleinsatzes vorgesehen.In a further development of the invention, two or more swirl channels are provided on the outer circumference of the swirl insert.

Auch durch Variation der Anzahl der Drallkanäle kann das Sprühverhalten beeinflußt werden. Die Querschnitte der Drallkanäle können dabei auf den Querschnitt der Austrittsöffnung abgestimmt werden, um eine wenig verstopfungsempfindliche Düse zu erhalten.Also by varying the number of swirl channels, the spray behavior can be influenced. The cross sections of the swirl channels can be matched to the cross section of the outlet opening in order to obtain a little clogging-sensitive nozzle.

In Weiterbildung der Erfindung schneidet die Ausnehmung in der Strinfläche des Dralleinsatzes alle Drallkanäle abschnittsweise.In a further development of the invention, the recess in the Strinfläche the swirl insert cuts all swirl channels in sections.

Auf diese Weise lässt sich ein auch über die Querschnittsfläche der Austrittskammer gesehen gleichmäßiger Druckausgleich in der Mitte der Austrittskammer erzielen, so dass eine gleichmäßige Fluidverteilung über das erzielte Vollkegelspray erreicht werden kann.In this way, even over the cross-sectional area of the outlet chamber uniform pressure equalization in the middle of the outlet chamber can be achieved, so that a uniform fluid distribution can be achieved via the full cone spray achieved.

In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der wenigstens eine Drallkanal in einem Einlaufabschnitt ausgehend von einem stromaufwärts gelegenen Anfang des Drallkanals in axialer Richtung, geht dann in den Drallabschnitt über und verläuft schließlich im Auslaufabschnitt in axialer Richtung.In a further development of the invention, the at least one swirl duct extends in an inlet section, starting from an upstream beginning of the swirl duct in the axial direction, then enters the Swirl section over and finally runs in the outlet section in the axial direction.

Auf diese Weise kann der Strömungswiderstand der erfindungsgemäßen Vollkegeldüse verringert werden und insbesondere bei Anströmung des Drallabschnittes in axialer Richtung lassen sich auf diese Weise die Strömungsverhältnisse stromaufwärts des Drallabschnitts stabilisieren.In this way, the flow resistance of the full cone nozzle according to the invention can be reduced, and in particular when the swirl section flows in the axial direction, the flow conditions upstream of the swirl section can be stabilized in this way.

In Weiterbildung der Erfindung ändert sich eine Steigung des Drallkanals relativ zu der Mittellängsachse des Dralleinsatzes innerhalb des Drallabschnitts.In a development of the invention, a pitch of the swirl channel changes relative to the central longitudinal axis of the swirl insert within the swirl section.

Auch auf diese Weise lässt sich das Sprühverhalten und der Strömungswiderstand der erfindungsgemäßen Vollkegeldüse beeinflussen.In this way too, the spray behavior and the flow resistance of the full cone nozzle according to the invention can be influenced.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein engster Querschnitt der Düse durch die Austrittsöffnung bestimmt.In a further development of the invention, a narrowest cross section of the nozzle is determined by the outlet opening.

Auf diese Weise können Verstopfungen der Drallkanäle weitgehend vermieden werden und insgesamt wird eine wenig verstopfungsempfindliche Düse bereitgestellt.In this way, blockages of the swirl channels can be largely avoided and overall a little clog-sensitive nozzle is provided.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen dargestellten Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse,
Fig. 2
eine Ansicht auf die Schnittebene H-H in Fig. 1,
Fig. 3
eine Ansicht der Vollkegeldüse der Fig. 1 im teilweise geschnittenen Zustand von schräg oben,
Fig. 4
eine Seitenansicht der Vollkegeldüse der Fig. 3,
Fig. 5
eine isometrische Darstellung der Vollkegeldüse der Fig. 1 im auseinandergezogenen Zustand,
Fig. 6
eine Seitenansicht des Dralleinsatzes der Vollkegeldüse aus Fig. 5,
Fig. 7
den Dralleinsatz der Fig. 6 von schräg unten,
Fig.8
eine Seitenansicht eines Dralleinsatzes einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 9
den Dralleinsatz der Fig. 8 von schräg unten,
Fig. 10
eine Seitenansicht eines Dralleinsatz einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer dritten Ausführungsform,
Fig. 11
den Dralleinsatz der Fig. 10 von schräg unten,
Fig. 12
eine Seitenansicht eines Dralleinsatzes für eine Vollkegeldüse gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 13
den Dralleinsatz der Fig. 12 von schräg unten,
Fig. 14
eine Seitenansicht eines Dralleinsatzes einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer fünften Ausführungsform,
Fig. 15
den Dralleinsatz der Fig. 14 von schräg unten,
Fig. 16
eine Draufsicht auf einen Dralleinsatz einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer sechsten Ausführungsform,
Fig. 17
den Dralleinsatz der Fig. 16 von schräg unten,
Fig. 18
eine Draufsicht auf einen Dralleinsatz einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer siebten Ausführungsform,
Fig. 19
den Dralleinsatz der Fig. 18 von schräg unten,
Fig. 20
eine Draufsicht auf einen Dralleinsatz einer erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer achten Ausführungsform,
Fig. 21
den Dralleinsatz der Fig. 20 von schräg unten,
Fig. 22
eine Ansicht des Dralleinsatzes der Fig. 6 von unten,
Fig. 23
eine Ansicht auf die Schnittebene C-C in Fig. 22,
Fig. 24
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer neunten Ausführungsform von unten,
Fig. 25
eine Ansicht auf die Schnittebene D-D in Fig. 24,
Fig. 26
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer zehnten Ausführungsform von unten,
Fig. 27
eine Ansicht auf die Schnittebene E-E in Fig. 26,
Fig. 28
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäßen Vollkegeldüse gemäß einer elften Ausführungsform von unten,
Fig. 29
eine Ansicht auf die Schnittebene F-F in Fig. 28,
Fig. 30
eine schematische Darstellung eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse zur Verdeutlichung eines Drallkanalquerschnitts,
Fig. 31
eine weitere schematische Darstellung eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse zur Verdeutlichung eines Drallkanalquerschnitts,
Fig. 32
eine schematische Darstellung eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 33
eine Ansicht des Dralleinsatzes der Fig. 32 von unten,
Fig. 34
eine Ansicht auf die Schnittebene B-B in Fig. 33,
Fig. 35
eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in Fig. 33,
Fig. 36
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer dreizehnten Ausführungsform,
Fig. 37
eine Ansicht des Dralleinsatzes der Fig. 36 von unten,
Fig. 38
eine Ansicht auf die Schnittebene D-D in Fig. 37,
Fig. 39
eine Ansicht auf die Schnittebene C-C in Fig. 37,
Fig. 40
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer vierzehnten Ausführungsform von unten,
Fig. 41
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform von unten und
Fig. 42
eine Ansicht eines Dralleinsatzes für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse gemäß einer sechzehnten Ausführungsform von unten.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings. Individual features of the different embodiments shown can be combined in any way with one another without exceeding the scope of the invention. In the drawings show:
Fig. 1
a side view of a full cone nozzle according to the invention,
Fig. 2
a view of the cutting plane HH in Fig. 1 .
Fig. 3
a view of the full cone nozzle the Fig. 1 in the partially cut state from diagonally above,
Fig. 4
a side view of the full cone nozzle the Fig. 3 .
Fig. 5
an isometric view of the full cone nozzle the Fig. 1 in an exploded state,
Fig. 6
a side view of the swirl insert of the full cone nozzle Fig. 5 .
Fig. 7
the swirl insert the Fig. 6 from diagonally below,
Figure 8
a side view of a swirl insert of a full cone according to the invention according to a second embodiment,
Fig. 9
the swirl insert the Fig. 8 from diagonally below,
Fig. 10
a side view of a swirl insert of a full cone according to the invention according to a third embodiment,
Fig. 11
the swirl insert the Fig. 10 from diagonally below,
Fig. 12
a side view of a swirl insert for a full cone nozzle according to a fourth embodiment of the invention,
Fig. 13
the swirl insert the Fig. 12 from diagonally below,
Fig. 14
a side view of a swirl insert of a full cone according to the invention according to a fifth embodiment,
Fig. 15
the swirl insert the Fig. 14 from diagonally below,
Fig. 16
a top view of a swirl insert of a full cone according to the invention according to a sixth embodiment,
Fig. 17
the swirl insert the Fig. 16 from diagonally below,
Fig. 18
a top view of a swirl insert of a full cone according to the invention according to a seventh embodiment,
Fig. 19
the swirl insert the Fig. 18 from diagonally below,
Fig. 20
a top view of a swirl insert of a full cone nozzle according to the invention according to an eighth embodiment,
Fig. 21
the swirl insert the Fig. 20 from diagonally below,
Fig. 22
a view of the swirl insert the Fig. 6 from underneath,
Fig. 23
a view on the cutting plane CC in Fig. 22 .
Fig. 24
a view of a swirl insert for a full cone according to a ninth embodiment of the invention from below,
Fig. 25
a view of the cutting plane DD in Fig. 24 .
Fig. 26
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a tenth embodiment of the bottom,
Fig. 27
a view on the cutting plane EE in Fig. 26 .
Fig. 28
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to an eleventh embodiment of the bottom,
Fig. 29
a view on the cutting plane FF in Fig. 28 .
Fig. 30
a schematic representation of a swirl insert for a full cone nozzle according to the invention to illustrate a swirl duct cross section,
Fig. 31
a further schematic representation of a swirl insert for a full cone nozzle according to the invention to illustrate a swirl duct cross-section,
Fig. 32
a schematic representation of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a twelfth embodiment of the invention,
Fig. 33
a view of the swirl insert the Fig. 32 from underneath,
Fig. 34
a view on the cutting plane BB in Fig. 33 .
Fig. 35
a view on the cutting plane AA in Fig. 33 .
Fig. 36
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a thirteenth embodiment,
Fig. 37
a view of the swirl insert the Fig. 36 from underneath,
Fig. 38
a view of the cutting plane DD in Fig. 37 .
Fig. 39
a view on the cutting plane CC in Fig. 37 .
Fig. 40
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a fourteenth embodiment from below,
Fig. 41
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a fifteenth embodiment of the bottom and
Fig. 42
a view of a swirl insert for a full cone according to the invention according to a sixteenth embodiment from below.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Vollkegeldüse 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mit einem Sechskant 14 und einem nicht dargestellten Gewinde versehen ist, um das Gehäuse auf eine Anschlussleitung aufzuschrauben. Das Gehäuse 12 weist eine allgemein zylindrische Grundform auf.The presentation of the Fig. 1 shows a full cone nozzle according to the invention 10 according to a preferred embodiment of the invention. The full-cone nozzle 10 has a housing 12, which is provided with a hexagon 14 and a thread, not shown, to screw the housing onto a connecting line. The housing 12 has a generally cylindrical basic shape.

In Fig. 2 ist eine Ansicht der Schnittebene H-H in Fig. 1 dargestellt. Das Gehäuse 12 weist eine Austrittskammer 16 und eine Austrittsöffnung 18 auf. Stromaufwärts der Austrittskammer 16 ist in dem Gehäuse 12 ein Dralleinsatz 20 angeordnet. Der Dralleinsatz 20 weist eine scheibenförmige Grundform auf und ist an seinem Außenumfang mit zwei Drallkanälen 22, 24 versehen. An seiner, der Austrittskammer 16 zugewandten Stirnfläche ist der Dralleinsatz mit einer mittigen Ausnehmung 26 in Form einer Sacklochbohrung mit ebenen Grund und kreisförmigen Querschnitt versehen.In Fig. 2 is a view of the cutting plane HH in Fig. 1 shown. The housing 12 has an outlet chamber 16 and an outlet opening 18. Upstream of the outlet chamber 16 is in the housing 12 a Swirl insert 20 arranged. The swirl insert 20 has a disk-shaped basic shape and is provided on its outer circumference with two swirl channels 22, 24. At its, the outlet chamber 16 facing end surface of the swirl insert is provided with a central recess 26 in the form of a blind hole with a flat bottom and circular cross-section.

Die Austrittskammer 16 ist in ihrem, an den Dralleinsatz 20 angrenzenden Bereich kreiszylindrisch ausgebildet. Stromabwärts des kreiszylindrischen Abschnitts verjüngt sich der Querschnitt der Austrittskammer 16 bis zur Austrittsöffnung 18. In diesem, sich verjüngenden Abschnitt weist die Austrittskammer 16 eine etwa halbkugelartige Form auf. Die Austrittsöffnung 18 weist einen ersten, zylindrischen Abschnitt 28 mit kreisförmigen Querschnitt und, stromabwärts dieses zylindrischen Abschnitts 28, einen sich kegelförmig erweiternden Abschnitt 30 auf.The outlet chamber 16 is circular-cylindrical in its region adjoining the swirl insert 20. Downstream of the circular cylindrical section, the cross section of the outlet chamber 16 tapers to the outlet opening 18. In this, tapering section, the outlet chamber 16 has an approximately hemispherical shape. The outlet opening 18 has a first, cylindrical section 28 with a circular cross section and, downstream of this cylindrical section 28, a conically widening section 30.

Die Darstellung der Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vollkegeldüse 10 in einer Ansicht von schräg vorne, wobei die Vollkegeldüse 10 teilweise geschnitten dargestellt ist. Ein erster Schnitt erstreckt sich dabei vom Außenumfang des Gehäuses 10 bis zu einer Mittellängsachse 32 der Düse. Ein zweiter Schnitt erstreckt sich im rechten Winkel zu dem ersten Schnitt ebenfalls vom Außenumfang des Gehäuses 12 bis zur Mittellängsachse 32.The presentation of the Fig. 3 shows the full cone nozzle 10 according to the invention in a view obliquely from the front, wherein the full cone nozzle 10 is shown partially cut. A first section extends from the outer circumference of the housing 10 to a central longitudinal axis 32 of the nozzle. A second cut also extends at right angles to the first cut from the outer circumference of the housing 12 to the central longitudinal axis 32.

Zu versprühende Flüssigkeit tritt in das Gehäuse 12 in Richtung des Pfeiles 34 ein und durchströmt dann die beiden Drallkanäle 22, 24. Die mittige Ausnehmung 26 im Dralleinsatz 20 schneidet die Drallkanäle 22, 24 in deren Auslaufabschnitt unmittelbar stromaufwärts der Austrittskammer 16. Dadurch kann Flüssigkeit in die Ausnehmung 26 gelangen. Auch der Bereich der Austrittskammer 16, der die Mittellängsachse 32 umgibt, wird dadurch mit Flüssigkeit beaufschlagt, so dass ein zu starkes Druckgefälle zwischen einem Randbereich der Austrittskammer 16 und dem, die Mittellängsachse 32 umgebenden Bereich vermieden werden kann. Auf diese Weise kann sich stromabwärts der Austrittsöffnung 18 ein Vollkegelspray mit gleichmäßiger Flüssigkeitsverteilung ausbilden. Eine Tiefe der Ausnehmung 26 sowie auch deren Schnittfläche mit den Drallkanälen 22, 24 beeinflußt dabei die Druckverhältnisse in der Austrittskammer 16 und somit die Flüssigkeitsverteilung im ausgegebenen Sprühkegel.Liquid to be sprayed enters the housing 12 in the direction of the arrow 34 and then flows through the two swirl channels 22, 24. The central recess 26 in the swirl insert 20 intersects the swirl channels 22, 24 in the outlet section immediately upstream of the outlet chamber 16 reach the recess 26. The region of the outlet chamber 16, which surrounds the central longitudinal axis 32, is thereby acted upon by liquid, so that an excessive pressure gradient between an edge region of the outlet chamber 16 and the area surrounding the central longitudinal axis 32 can be avoided. In this way, downstream of the outlet opening 18, a full-cone spray with uniform liquid distribution can be formed. A depth of the recess 26 as well as its sectional area with the swirl channels 22, 24 influences the pressure conditions in the outlet chamber 16 and thus the liquid distribution in the dispensed spray cone.

Die Darstellung der Fig. 4 zeigt eine Ansicht der teilweise geschnittenen Vollkegeldüse 10 aus Fig. 3 in einer Seitenansicht. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die Ausnehmung 26 des Dralleinsatzes 20 einen ebenen Grund aufweist. Weiter ist zu erkennen, dass das Gehäuse 12 am stromaufwärts gelegenen Ende der Austrittskammer mit einem umlaufenden Absatz 36 versehen ist, auf dem der Dralleinsatz 20 aufsitzt. Der Dralleinsatz 20 ist dadurch in seiner Position im Gehäuse 12 gesichert.The presentation of the Fig. 4 shows a view of the partially cut Vollkegelüse 10 from Fig. 3 in a side view. In this view, it can be seen that the recess 26 of the swirl insert 20 has a planar base. It can also be seen that the housing 12 is provided at the upstream end of the outlet chamber with a peripheral shoulder 36, on which the swirl insert 20 is seated. The swirl insert 20 is thereby secured in its position in the housing 12.

Die Darstellung der Fig. 5 zeigt die Vollkegeldüse 10 aus Fig. 1 in einer auseinandergezogenen Darstellung von schräg vorne. Der Dralleinsatz 20 weist die Form einer kreiszylindrischen Scheibe auf. Die beiden Drallkanäle 22, 24 weisen jeweils einen Einlaufabschnitt 38 auf, in dem der Drallkanal parallel zur Mittellängsachse 32 verläuft. In Strömungsrichtung gesehen schließt sich an den Einlaufabschnitt 38 ein Drallabschnitt 40 an, in dem die Drallkanäle schräg zur Mittellängsachse 32 verlaufen. Stromabwärts des Drallabschnitts 40 erstreckt sich bis zur stromabwärts gelegenen Stirnfläche des Dralleinsatzes 20 dann jeweils ein Auslaufabschnitt 42, in dem die Drallkanäle 22, 24 wieder parallel zur Mittellängsachse 32 verlaufen. Die Ausnehmung 26 im Dralleinsatz 20 schneidet die Drallkanäle 22, 24 im Bereich des jeweiligen Auslaufabschnitts 42.The presentation of the Fig. 5 shows the full cone nozzle 10 Fig. 1 in an exploded view from diagonally forward. The swirl insert 20 has the shape of a circular cylindrical disk. The two swirl channels 22, 24 each have an inlet section 38 in which the swirl channel runs parallel to the central longitudinal axis 32. As seen in the flow direction, a swirl section 40 adjoins the inlet section 38, in which the swirl channels run obliquely to the central longitudinal axis 32. Downstream of the swirl section 40 extends to the downstream end face of the swirl insert 20 then in each case an outlet section 42, in which the swirl channels 22, 24 again parallel to the central longitudinal axis 32. The recess 26 in the swirl insert 20 intersects the swirl channels 22, 24 in the area of the respective outflow section 42.

In der Seitenansicht der Fig. 6 ist der Verlauf des Drallkanals 22 gut zu erkennen. An den in axialer Richtung verlaufenden Einlaufabschnitt 38 schließt sich der schräg bzw. wendelförmig verlaufende Drallabschnitt 40 an, auf den dann wiederum der axial verlaufende Auslaufabschnitt 42 folgt. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Drallkanäle 22, 24 mit einem kugelförmigen Fräser ausgebildet, so dass die Übergänge zwischen dem Einlaufabschnitt 38, dem Drallabschnitt 40 und dem Auslaufabschnitt 42 fließend verlaufen, da die Übergänge aufgrund des halbkreisförmigen Querschnitts des Drallkanals 22 abgerundet ausgebildet sind.In the side view of Fig. 6 the course of the swirl channel 22 is clearly visible. The obliquely or helically extending swirl section 40 adjoins the inlet section 38, which runs in the axial direction, onto which in turn the axially extending outlet section 42 follows. In the illustrated embodiment, the swirl channels 22, 24 are formed with a spherical cutter, so that the transitions between the inlet section 38, the swirl section 40 and the outlet section 42 are flowing, since the transitions are rounded due to the semicircular cross-section of the swirl passage 22.

Der in axialer Richtung, also parallel zur Mittellängsachse 32 verlaufende Auslaufabschnitt bewirkt, dass die Flüssigkeit im Drallkanal 22, die sich im Drallabschnitt 40 befindet, im Auslaufabschnitt 42 wenigstens teilweise in axialer Richtung umgelenkt wird. Dies bewirkt einen Druckausgleich zwischen einem Rand der Austrittskammer 16, siehe Fig. 3, und einem Mittenbereich der Austrittskammer 16 um die Mittellängsachse 32. Dadurch wird ein Vollkegelspray erzielt.The outflow section extending in the axial direction, that is to say parallel to the central longitudinal axis 32, causes the fluid in the swirl duct 22, which is located in the swirl section 40, to be deflected at least partially in the axial direction in the outlet section 42. This causes a pressure equalization between an edge of the outlet chamber 16, see Fig. 3 , and a central region of the outlet chamber 16 about the central longitudinal axis 32. This achieves a full-cone spray.

Zu diesem Druckausgleich trägt weiter die mittige Ausnehmung 26 bei, die die Drallkanäle 22, 24 im Bereich des Auslaufabschnitts 42 schneidet. Aus den Drallkanälen 22, 24 kann dadurch Flüssigkeit in die Ausnehmung 26 und damit in den Mittenbereich der Austrittskammer 16 gelangen. Auch auf diese Weise kann zur Erzielung eines Vollkegelsprays mit gleichmäßiger Fluidverteilung beigetragen werden.At this pressure equalization further contributes to the central recess 26, which intersects the swirl channels 22, 24 in the region of the outlet section 42. From the swirl channels 22, 24 can thereby liquid in the recess 26 and thus reach the central region of the outlet chamber 16. Also in this way can be contributed to achieving a Vollkegelsprays with uniform fluid distribution.

In der Darstellung der Fig. 7 ist der Dralleinsatz 20 der Fig. 6 von schräg unten dargestellt.In the presentation of the Fig. 7 is the swirl insert 20 the Fig. 6 shown diagonally from below.

Die Darstellung der Fig. 8 zeigt einen Dralleinsatz 44 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 44 ist gegenüber dem Dralleinsatz 20 aus Fig. 6 länger, wobei die zusätzliche Länge des Drallabschnitts einem verlängerten Einlaufabschnitt 46 und einem verlängerten Auslaufabschnitt 50 zugute kommt. Der Drallabschnitt 48 des Dralleinsatzes 44 ist genauso lang wie der Drallabschnitt 40 des Dralleinsatzes 20 in Fig. 6. Eine zentrale Ausnehmung 52 in einer stromabwärts gelegenen Stirnfläche 54 des Dralleinsatzes 44 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Auslaufabschnitts 50 und schneidet die beiden Drallkanäle 45, 47. Durch den verlängerten und in axialer Richtung verlaufenden Einlaufabschnitt 46 sowie den verlängerten und in axialer Richtung verlaufenden Auslaufabschnitt 50 und die ebenfalls verlängerte zentrale Ausnehmung 52 kann ein Druckgefälle zwischen einer Wand der Austrittskammer 16 und einer Mitte der Austrittskammer 16 verringert werden, so dass mehr Flüssigkeit im Zentrum des Vollkegelsprays ausgegeben wird. Die Ausnehmung 52 ist kreisförmig ausgebildet und weist einen ebenen Grund auf.The presentation of the Fig. 8 shows a swirl insert 44 for a full cone nozzle according to the invention. The swirl insert 44 is opposite to the swirl insert 20 from Fig. 6 longer, with the extra length of the twist section an extended inlet section 46 and an extended outlet section 50 benefits. The swirl portion 48 of the swirl insert 44 is the same length as the swirl portion 40 of the swirl insert 20 in FIG Fig. 6 , A central recess 52 in a downstream end surface 54 of the swirl insert 44 extends substantially the entire length of the spout portion 50 and intersects the two swirl channels 45, 47. By the elongated and axially extending inlet portion 46 and the extended and in the axial direction extending spout portion 50 and the likewise elongated central recess 52, a pressure gradient between a wall of the outlet chamber 16 and a center of the outlet chamber 16 can be reduced, so that more liquid is dispensed in the center of the full-cone spray. The recess 52 is circular and has a flat bottom.

Die Darstellung der Fig. 9 zeigt den Dralleinsatz 44 aus Fig. 8 von schräg unten.The presentation of the Fig. 9 shows the swirl insert 44 from Fig. 8 from diagonally below.

Die Darstellung der Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht eines Dralleinsatzes 56 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 56 weist zwei Drallkanäle 60 auf, wobei von der stromaufwärts gelegenen Stirnfläche 58 des Dralleinsatzes 56 die Drallkanäle 60 sofort schräg zur Mittellängsachse 32 verläuft. Die Drallkanäle 60 weisen somit keinen in axialer Richtung verlaufenden Einlaufabschnitt sondern lediglich einen schräg zur Mittellängsachse 32 verlaufenden Drallabschnitt 62 und, sich hieran anschließend, einen axial verlaufenden Auslaufabschnitt 64 auf. Im Bereich des Auslaufabschnitt 64 werden die Drallkanäle 60 von einer zentralen Ausnehmung 66 im Dralleinsatz 56 geschnitten.The presentation of the Fig. 10 shows a side view of a swirl insert 56 for a full cone according to the invention. The swirl insert 56 has two swirl channels 60, wherein the swirl channels 60 extend immediately obliquely to the central longitudinal axis 32 from the upstream face 58 of the swirl insert 56. The swirl channels 60 thus do not have an inlet section extending in the axial direction but only a swirl section 62 running obliquely to the central longitudinal axis 32 and, following this, an axially extending outlet section 64. In the region of the outlet section 64, the swirl channels 60 are cut by a central recess 66 in the swirl insert 56.

Die Darstellung der Fig. 11 zeigt den Dralleinsatz 56 in einer Darstellung von schräg unten. Neben dem Drallkanal 60 ist ein zweiter, lediglich abschnittsweise erkennbarer Drallkanal 67 vorgesehen, der im Bereich seines Drallabschnittes mit gleicher Steigung wie der Drallkanal 60 um den Umfang des Dralleinsatzes 56 umläuft.The presentation of the Fig. 11 shows the swirl insert 56 in a view obliquely from below. In addition to the swirl duct 60, a second, only partially detectable swirl duct 67 is provided, which in the area its swirl section with the same pitch as the swirl passage 60 rotates around the circumference of the swirl insert 56.

Die Darstellung der Fig. 12 zeigt in einer Seitenansicht einen Dralleinsatz 68 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 68 ist mit zwei Drallkanälen 70, 71 versehen, wobei in der Darstellung der Fig. 12 lediglich ein Drallkanal 70 zu erkennen ist. Der Drallkanal 70 verläuft ausgehend von einer stromaufwärts gelegenen Stirnfläche des Dralleinsatzes 68 sofort schräg zur Mittellängsachse, so dass sein Drallabschnitt 72 von der stromaufwärts gelegenen Stirnfläche des Dralleinsatzes 68 ausgeht. An diesen Drallabschnitt 72 schließt sich ein in axialer Richtung verlaufender Auslaufabschnitt 74 an, der gegenüber dem Auslaufabschnitt 64 des Dralleinsatzes 56 in Fig. 10 verlängert ist. In gleicher Weise verlängert ist die zentrale Ausnehmung 76. Die Verlängerung des axialen Auslaufabschnitts 74 und die Verlängerung bzw. größere Eintauchtiefe der zentralen Ausnehmung 76 führt zu einer geringeren Druckdifferenz zwischen einer Wandung der Austrittskammer 16 und einem Mittenbereich der Austrittskammer 16 und damit zu mehr Flüssigkeit im inneren Bereich des ausgegebene Vollkegelsprays.The presentation of the Fig. 12 shows a side view of a swirl insert 68 for a full cone according to the invention. The swirl insert 68 is provided with two swirl channels 70, 71, wherein in the illustration of Fig. 12 only a swirl channel 70 can be seen. The swirl duct 70, starting from an upstream end face of the swirl insert 68, extends immediately obliquely to the central longitudinal axis, so that its swirl section 72 starts from the upstream end face of the swirl insert 68. This swirl section 72 is adjoined by an outlet section 74 which extends in the axial direction and which faces the outlet section 64 of the swirl insert 56 in FIG Fig. 10 is extended. The extension of the axial outlet section 74 and the extension or greater immersion depth of the central recess 76 leads to a lower pressure difference between a wall of the outlet chamber 16 and a central region of the outlet chamber 16 and thus to more liquid in the inner area of the issued full cone spray.

Die Darstellung der Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht eines Dralleinsatzes 80 für eine erfindungsgemäßen Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 80 ist mit zwei Drallkanälen 82, 83 versehen, wobei in der Darstellung der Fig. 14 lediglich ein Drallkanal 82 zu erkennen ist. Der Drallkanal 82 weist einen in axialer Richtung verlaufenden Einlaufabschnitt 84, einen schräg zur Mittellängsachse verlaufenden Drallabschnitt 86 und einen axial verlaufenden Auslaufabschnitt 88 auf. Eine zentrale Ausnehmung 90 ist in der stromabwärts gelegenen Stirnfläche des Dralleinsatzes vorgesehen und schneidet die Drallkanäle 82 des Dralleinsatzes 80. Im Drallabschnitt 86 ändert sich die Steigung des Drallkanals 82 relativ zur Mittellängsachse. Auf diese Weise kann ein allmählicher Übergang vom Einlaufabschnitt 84 in den Drallabschnitt 86 und vom Drallabschnitt 86 in den Auslaufabschnitt 88 erzielt werden.The presentation of the Fig. 14 shows a side view of a swirl insert 80 for a full cone according to the invention. The swirl insert 80 is provided with two swirl channels 82, 83, wherein in the illustration of Fig. 14 only a swirl channel 82 can be seen. The swirl channel 82 has an inlet section 84 extending in the axial direction, a swirl section 86 extending at an angle to the central longitudinal axis, and an axially extending outlet section 88. A central recess 90 is provided in the downstream end face of the swirl insert and intersects the swirl channels 82 of the swirl insert 80. In the swirl section 86, the pitch of the swirl channel 82 changes relative to the central longitudinal axis. In this way, a gradual transition from the inlet section 84 in the swirl section 86 and the swirl section 86 in the outlet section 88 can be achieved.

Die Darstellung der Fig. 15 zeigt den Dralleinsatz 80 in einer Ansicht von schräg unten.The presentation of the Fig. 15 shows the swirl insert 80 in a view obliquely from below.

Die Darstellung der Fig. 16 zeigt einen Dralleinsatz 92 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse in einer Ansicht von unten. Der Dralleinsatz 92 weist lediglich einen einzigen Drallkanal 94 auf. Auf diese Weise kann der Querschnitt des Drallkanals 94 sehr groß gehalten werden, so dass eine wenig verstopfungsempfindliche Vollkegeldüse erhalten wird.The presentation of the Fig. 16 shows a swirl insert 92 for a full cone nozzle according to the invention in a view from below. The swirl insert 92 has only a single swirl channel 94. In this way, the cross-section of the swirl channel 94 can be kept very large, so that a little blockage-sensitive full cone nozzle is obtained.

Die Darstellung der Fig. 17 zeigt den Dralleinsatz 92 in einer Ansicht von schräg unten. Der einzige Drallkanal 94 weist einen in axialer Richtung verlaufenden Einlaufabschnitt 96, einen schräg zur Mittellängsachse verlaufenden Drallabschnitt 98 und einen axial zur Mittellängsachse verlaufenden Auslaufabschnitt 100 auf. In der stromabwärts gelegenen Stirnfläche 102 des Drallabschnittes 92 ist eine zentrale Ausnehmung in Form einer kreisförmigen Sacklochbohrung 104 vorgesehen, die den Drallkanal 94 im Bereich seines Auslaufabschnitts 100 und auch noch zum Teil im Bereich seines Drallabschnitts 98 schneidet.The presentation of the Fig. 17 shows the swirl insert 92 in a view obliquely from below. The single swirl duct 94 has an inlet section 96 extending in the axial direction, a swirl section 98 running obliquely to the central longitudinal axis and an outlet section 100 extending axially to the central longitudinal axis. In the downstream end face 102 of the swirl section 92, a central recess in the form of a circular blind hole 104 is provided, which intersects the swirl channel 94 in the region of its outlet section 100 and also partly in the area of its swirl section 98.

Die Darstellung der Fig. 18 zeigt einen Dralleinsatz 106 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 106 ist mit zwei Drallkanälen 108, 110 versehen, die diametral einander gegenüber liegen.The presentation of the Fig. 18 shows a swirl insert 106 for a full cone nozzle according to the invention. The swirl insert 106 is provided with two swirl channels 108, 110 which are diametrically opposed to each other.

Fig. 19 zeigt eine Ansicht des Dralleinsatzes 106 von schräg unten. Fig. 19 shows a view of the swirl insert 106 obliquely from below.

Die Darstellung der Fig. 20 zeigt einen Dralleinsatz 112 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse von unten. Der Dralleinsatz 112 ist mit drei Drallkanälen 114, 116 und 118 versehen, die jeweils um einen Winkel von 120° beabstandet am Außenumfang des Dralleinsatzes 112 angeordnet sind. Fig. 21 zeigt eine Ansicht des Dralleinsatzes 112 von schräg unten.The presentation of the Fig. 20 shows a swirl insert 112 for a full cone nozzle according to the invention from below. The swirl insert 112 is provided with three swirl channels 114, 116 and 118 which are each arranged at an angle of 120 ° at the outer periphery of the swirl insert 112 are. Fig. 21 shows a view of the swirl insert 112 obliquely from below.

Die Darstellungen der Fig. 22 bis 29 zeigen Dralleinsätze für erfindungsgemäße Vollkegeldüsen, die sich lediglich in der Form der jeweiligen zentralen Ausnehmungen in der stromabwärts gelegenen Stirnfläche der Dralleinsätze unterscheiden.The representations of the FIGS. 22 to 29 show swirl inserts for full cone nozzles according to the invention, which differ only in the shape of the respective central recesses in the downstream end face of the swirl inserts.

Fig. 22 zeigt den Dralleinsatz 20 aus Fig. 6 von unten. Neben den beiden Drallkanälen 22, 24 ist auch die im Querschnitt kreisförmige Ausnehmung 26 zu erkennen. Die Ausnehmung 26 schneidet die Drallkanäle 22, 24 in einem Bereich unmittelbar oberhalb der stromabwärts gelegenen Stirnfläche des Dralleinsatzes 20. Fig. 22 shows the swirl insert 20 from Fig. 6 from underneath. In addition to the two swirl channels 22, 24 and the circular cross-section recess 26 can be seen. The recess 26 intersects the swirl channels 22, 24 in a region immediately above the downstream end face of the swirl insert 20.

Fig. 23 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene C-C in Fig. 22. Die zentrale Ausnehmung 26 weist einen ebenen Grund 120 auf und ist beispielsweise mit einem sogenannten 180° Bohrer hergestellt. Wie bereits ausgeführt wurde, lässt sich durch die Tiefe und die Form des Grundes 120 der Ausnehmung 26 eine Druckverteilung innerhalb der Austrittskammer 16 und dadurch auch eine Flüssigkeitsverteilung in dem Vollkegelspray stromabwärts der Austrittsöffnung 18, siehe Fig. 16, beeinflussen. Fig. 23 shows a view on the cutting plane CC in Fig. 22 , The central recess 26 has a flat base 120 and is made for example with a so-called 180 ° drill. As already stated, the depth and the shape of the base 120 of the recess 26 make it possible to see a pressure distribution within the outlet chamber 16 and thereby also a liquid distribution in the full-cone spray downstream of the outlet opening 18 Fig. 16 , influence.

Die Darstellung der Fig. 24 zeigt einen Dralleinsatz 122 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 122 ist mit Ausnahme der zentralen Ausnehmung 124 identisch zum Dralleinsatz 20 in Fig. 20 ausgebildet. Die Ausnehmung 124 ist ebenfalls kreisförmig und weist auch eine Kreisform und den gleichen Durchmesser auf wie die Ausnehmung 26 des Dralleinsatzes 20. Im Unterschied zum ebenen Grund 120 der Ausnehmung 26 des Dralleinsatzes 20 ist ein Grund 126 der Ausnehmung 124 aber kegelförmig ausgebildet, wie in der Ansicht auf die Schnittebene D-D in Fig. 25 zu erkennen ist. Die Ausnehmung 124 kann dadurch beispielsweise mit einem Bohrer mit einem Spitzenwinkel in den Dralleinsatz 122 eingebracht werden, im Beispiel ein Bohrer mit einem Spitzenwinkel von 118°.The presentation of the Fig. 24 shows a swirl insert 122 for a full cone nozzle according to the invention. The swirl insert 122, with the exception of the central recess 124, is identical to the swirl insert 20 in FIG Fig. 20 educated. The recess 124 is also circular and also has a circular shape and the same diameter as the recess 26 of the swirl insert 20. In contrast to the planar base 120 of the recess 26 of the swirl insert 20 is a base 126 of the recess 124 but formed conically, as in the View on the cutting plane DD in Fig. 25 can be seen. The recess 124 Thus, for example, a drill with a point angle can be inserted into the swirl insert 122, in the example a drill with a point angle of 118 °.

Die Darstellung der Fig. 26 zeigt einen Dralleinsatz 128 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse, der sich von dem Dralleinsatz 20 in Fig. 22 nur durch die Form der zentralen Ausnehmung 130 unterscheidet. Die Ausnehmung 130 des Dralleinsatzes 128 ist durch Eintauchen eines kreiszylindrischen Scheibenfräsers ausgebildet. Der Scheibenfräser wird dabei parallel zu der Mittellängsachse 32 in Richtung auf den Dralleinsatz 128 zugestellt. Wie in Fig. 27 zu erkennen ist, erhält die zentrale Ausnehmung 130 dadurch einen Grund 132, der durch eine ebene, in Strömungsrichtung gesehen nach innen gekrümmte Fläche gebildet ist. Die Krümmung der Fläche entspricht dabei einer Krümmung des Außendurchmessers des Scheibenfräsers. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Grund 132 der Ausnehmung 130 nur in einer Richtung gekrümmt. Eine solche Form des Grundes 132 entsteht durch einen kreiszylindrischen Fräser, dessen Außenumfang also parallel zu einer Drehachse eben ausgebildet ist. In gleicher Weise könnte aber beispielsweise ein Scheibenfräser verwendet werden, der auch parallel zur Drehachse eine Krümmung aufweist.The presentation of the Fig. 26 shows a swirl insert 128 for a full cone nozzle according to the invention, extending from the swirl insert 20 in Fig. 22 only differs by the shape of the central recess 130. The recess 130 of the swirl insert 128 is formed by immersing a circular cylindrical disc milling cutter. The side milling cutter is thereby delivered parallel to the central longitudinal axis 32 in the direction of the swirl insert 128. As in Fig. 27 can be seen, the central recess 130 thereby receives a base 132, which is formed by a flat, seen in the flow direction inwardly curved surface. The curvature of the surface corresponds to a curvature of the outer diameter of the disc cutter. In the illustrated embodiment, the bottom 132 of the recess 130 is curved in one direction only. Such a shape of the base 132 is formed by a circular cylindrical milling cutter, whose outer circumference is thus formed flat parallel to a rotation axis. In the same way but could for example be used a side milling cutter, which also has a curvature parallel to the axis of rotation.

Wie in Fig. 26 zu erkennen ist, schneidet die zentrale Ausnehmung 130 die Drallkanäle 134, 136 seitlich an, so dass auch bei dem Dralleinsatz 128 Flüssigkeit aus den Drallkanälen in die Ausnehmung 130 gelangen und dadurch eine Druckverteilung in der Austrittskammer 16 und damit auch eine Fluidverteilung im ausgegebenen Vollkegelspray beeinflussen kann.As in Fig. 26 can be seen, the central recess 130 intersects the swirl channels 134, 136 laterally, so that even with the swirl insert 128 liquid from the swirl channels in the recess 130 and thereby affect a pressure distribution in the outlet chamber 16 and thus a fluid distribution in the output full cone spray can.

Die Darstellung der Fig. 28 zeigt einen Dralleinsatz 140 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 140 unterscheidet sich von dem Dralleinsatz 20 in Fig. 22 lediglich durch die Form seiner zentralen Ausnehmung 142. Die Ausnehmung 142 ist durch Eintauchen und Verfahren eines kreiszylindrischen Scheibenfräsers in radialer Richtung ausgebildet. Aufgrund der zylindrischen Form des Scheibenfräsers erhält die Ausnehmung 142 dadurch, wie in Fig. 29 zu erkennen ist, einen ebenen Grund 144.The presentation of the Fig. 28 shows a swirl insert 140 for a full cone nozzle according to the invention. The swirl insert 140 differs from the swirl insert 20 in FIG Fig. 22 only by the shape of its central Recess 142. The recess 142 is formed by dipping and method of a circular cylindrical disc cutter in the radial direction. Due to the cylindrical shape of the disc milling cutter, the recess 142 thereby obtains, as in Fig. 29 it can be seen a level reason 144.

Die Fig. 29 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene F-F in Fig. 28. Eine Tiefe der zentralen Ausnehmung 142 ist bei dem Dralleinsatz 140 vergleichsweise groß gewählt, so dass die Drallkanäle 146, 148 von der zentralen Ausnehmung 142 nicht nur in ihrem axial verlaufenden Auslaufabschnitt sondern bereits in ihrem schräg zur Mittellängsachse verlaufenden Drallabschnitt geschnitten werden. Tiefe und Form der zentralen Ausnehmung sowie auch die Form des Grundes der Ausnehmung 144 beeinflußen eine Druckverteilung und eine Fluidverteilung in der Austrittskammer 16 und dadurch eine Fluidverteilung im von der Düse ausgegebenen Vollkegelspray.The Fig. 29 shows a view on the cutting plane FF in Fig. 28 , A depth of the central recess 142 is selected to be comparatively large in the swirl insert 140, so that the swirl channels 146, 148 are cut by the central recess 142 not only in its axially extending outlet section but already in its swirl section extending obliquely to the central longitudinal axis. The depth and shape of the central recess as well as the shape of the bottom of the recess 144 influence a pressure distribution and a fluid distribution in the outlet chamber 16 and thereby a fluid distribution in the full-cone spray discharged from the nozzle.

Die Darstellungen der Fig. 30 und 31 dienen zur Verdeutlichung unterschiedlicher Formen der Drallkanäle und sind lediglich schematische Darstellungen. Ein Dralleinsatz 150 in Fig. 30 weist zwei diametral gegenüber liegende Drallkanäle 152, 154 auf, die jeweils einen halbkreisförmigen Grund 156, 158 aufweisen. Die Drallkanäle 152, 154 werden beispielsweise durch das Eintauchen und Verfahren eines kugelförmigen Fräsers ausgebildet.The representations of the FIGS. 30 and 31 serve to illustrate different forms of swirl channels and are merely schematic representations. A swirl insert 150 in Fig. 30 has two diametrically opposed swirl channels 152, 154, each having a semicircular base 156, 158. The swirl channels 152, 154 are formed for example by the immersion and method of a spherical milling cutter.

Die Darstellung der Fig. 31 zeigt schematisch einen Dralleinsatz 160, der insgesamt drei Drallkanäle 162, 164, 166 aufweist, die gleichmäßig voneinander auf den Umfang des Dralleinsatzes160 verteilt sind. Die Drallkanäle 162, 164, 166 weisen jeweils eine rechteckige Querschnittsform auf und weisen dadurch jeweils einen ebenen Grund 168 auf. Die Drallkanäle 162, 164, 166 werden beispielsweise durch Eintauchen und Verfahren eines 180° Bohrers bzw. Fräsers ausgebildet.The presentation of the Fig. 31 schematically shows a swirl insert 160 having a total of three swirl channels 162, 164, 166, which are evenly distributed from each other on the circumference of the swirl insert 160. The swirl channels 162, 164, 166 each have a rectangular cross-sectional shape and thereby each have a planar base 168. The swirl channels 162, 164, 166 are formed, for example, by dipping and moving a 180 ° drill bit or milling cutter.

Die Darstellung der Fig. 32 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Dralleinsatz 170 mit zwei Drallkanälen 172, 174. In eine stromabwärts gelegene Stirnfläche 176 des Dralleinsatzes 170 sind mit einem Scheibenfräser, der eine zylindrische Form aufweist, zwei sich kreuzende Ausnehmungen 178, 180 eingebracht. Die Ausnehmungen 178, 180 schneiden sich auf einer Mittellängsachse 182 des Dralleinsatzes 170, siehe auch Fig. 33. Die beiden Ausnehmungen 178, 180 entstehen jeweils durch Eintauchen des zylindrischen Scheibenfräsers parallel zur Mittellängsachse 182 in die Stirnfläche 176 des Dralleinsatzes 170. Durch die Ausnehmungen 178, 180 wird ein Druckausgleich in der Drallkammer hergestellt. Durch das Druckgefälle, das zwischen dem Drallraum und den Ausnehmungen 178, 180 herrscht, kann über die dadurch gebildeten Ausgleichskanäle Flüssigkeit in das Zentrum der Drallkammer fließen und dort den Druckausgleich herstellen. Eine Steuerung der Flüssigkeitsverteilung im ausgegebenen Sprühstrahl der Vollkegeldüse mit dem Dralleinsatz 170 sowie des Strahlwinkels dieses ausgegebenen Sprühstrahles kann über eine Tiefe der Ausnehmungen 178, 180 erfolgen, die wiederum durch die Eintauchtiefe des Scheibenfräsers in Richtung der Mittellängsachse 182 bestimmt wird. Die Flüssigkeitsverteilung und der Strahlwinkel im ausgegebenen Sprühstrahl können auch über eine Breite der Ausnehmungen 178, 180 beeinflusst werden, also die Abmessung jeweils senkrecht zur Längsachse der Ausnehmungen 178, 180, entsprechend einer Dicke des zylindrischen Scheibenfräsers.The presentation of the Fig. 32 shows in a perspective view a swirl insert 170 with two swirl channels 172, 174. In a downstream end face 176 of the swirl insert 170 are with a disc cutter, which has a cylindrical shape, two intersecting recesses 178, 180 introduced. The recesses 178, 180 intersect on a central longitudinal axis 182 of the swirl insert 170, see also Fig. 33 , The two recesses 178, 180 arise in each case by immersing the cylindrical disc milling cutter parallel to the central longitudinal axis 182 in the end face 176 of the swirl insert 170. Through the recesses 178, 180, a pressure equalization in the swirl chamber is produced. Due to the pressure gradient that prevails between the swirl space and the recesses 178, 180, liquid can flow into the center of the swirl chamber via the compensation passages formed thereby and produce the pressure compensation there. A control of the liquid distribution in the dispensed spray jet of the full cone nozzle with the swirl insert 170 and the jet angle of this dispensed spray jet can be carried out over a depth of the recesses 178, 180, which in turn is determined by the immersion depth of the disc cutter in the direction of the central longitudinal axis 182. The liquid distribution and the jet angle in the output spray jet can also be influenced over a width of the recesses 178, 180, that is to say the dimension in each case perpendicular to the longitudinal axis of the recesses 178, 180, corresponding to a thickness of the cylindrical disk milling cutter.

Der Verlauf der Ausnehmungen 178, 180 ist auch in den Schnittansichten der Fig. 34 und 35 zu erkennen.The course of the recesses 178, 180 is also in the sectional views of FIGS. 34 and 35 to recognize.

Die Darstellung der Fig. 36 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Dralleinsatzes 190 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Der Dralleinsatz 190 unterscheidet sich von dem Dralleinsatz 170 der Fig. 32 lediglich durch die Ausbildung von zwei sich kreuzenden Ausnehmungen 192, 194 in einer stromabwärts gelegenen Stirnfläche 196 des Dralleinsatzes 190. Die Ausnehmungen 192, 194 sind jeweils als im Querschnitt rechteckförmige Kanäle ausgebildet, die im rechten Winkel zueinander in die stromabwärts gelegene Stirnfläche 196 des Dralleinsatzes 190 gelegt sind. Die Ausnehmungen 192, 194 können durch seitliches Bewegen eines Scheibenfräsers oder eines 180°-Fräsers senkrecht zur Mittellängsachse 198 und parallel zur Stirnfläche 196 ausgebildet werden. Die Ausnehmungen 192, 194 schneiden sich, siehe Fig. 37, auf der Mittellängsachse 198. Die Ausbildung der Ausnehmungen 192, 194 ist auch in den Schnittansichten der Fig. 38 und 39 zu erkennen.The presentation of the Fig. 36 shows a perspective view of a swirl insert 190 for a full cone according to the invention. The swirl insert 190 differs from the swirl insert 170 of the Fig. 32 only by the formation of two intersecting recesses 192, 194 in a downstream end face 196 of the swirl insert 190. The recesses 192, 194 are each formed as rectangular in cross-section channels, which are placed at right angles to each other in the downstream end face 196 of the swirl insert 190. The recesses 192, 194 can be formed by lateral movement of a side milling cutter or a 180 ° cutter perpendicular to the central longitudinal axis 198 and parallel to the end face 196. The recesses 192, 194 intersect, see Fig. 37 , on the central longitudinal axis 198. The formation of the recesses 192, 194 is also in the sectional views of FIGS. 38 and 39 to recognize.

Wie bei dem Dralleinsatz 170 der Fig. 32 wird ein Druckausgleich in der Drallkammer über die beiden Ausnehmungen 192, 194 hergestellt, da durch das Druckgefälle, das zwischen dem Drallraum und den beiden Ausnehmungen 192, 194 herrscht, Flüssigkeit in das Zentrum der Drallkammer fließen und dort den Druckausgleich herstellen kann. Eine Beeinflussung der Flüssigkeitsverteilung und des Strahlwinkels in dem ausgegebenen Sprühstrahl kann wie bei dem Dralleinsatz 170 der Fig. 32 über die Tiefe und Breite der Ausnehmungen 192, 194 erfolgen.As with the swirl insert 170 of the Fig. 32 is a pressure equalization in the swirl chamber on the two recesses 192, 194 made, as by the pressure gradient, which prevails between the swirl space and the two recesses 192, 194, liquid flow into the center of the swirl chamber and can establish the pressure equalization there. An influence on the liquid distribution and the jet angle in the output spray jet, as in the swirl insert 170 of the Fig. 32 about the depth and width of the recesses 192, 194 done.

Die Darstellung der Fig. 40 zeigt eine Ansicht von unten eines Dralleinsatzes 200 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse. Dargestellt ist die Ansicht einer stromabwärts gelegenen Stirnfläche 202 des Dralleinsatzes 200, in die zwei Drallkanäle 204, 206 münden, die identisch zu den Drallkanälen 172, 174 des Dralleinsatzes 170 der Fig. 32 ausgebildet sind.The presentation of the Fig. 40 shows a view from below of a swirl insert 200 for a full cone according to the invention. Shown is the view of a downstream end face 202 of the swirl insert 200, in the two swirl channels 204, 206 open, identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of the Fig. 32 are formed.

In der stromabwärts gelegenen Stirnfläche 202 ist eine Ausnehmung 208 angeordnet, die die Form eines quer über die Stirnfläche 202 laufenden Kanals aufweist. Die Ausnehmung 208 schneidet aber die Drallkanäle 204, 206 nicht und ist vielmehr senkrecht zu einer Richtung durch die Stirnfläche 202 gelegt, die durch eine Verbindung der beiden Drallkanäle 204, 206 definiert ist. Die Breite der Ausnehmung 208 ist nun so gering gewählt, dass die Ausnehmung 208 den Mündungsbereich der Drallkanäle 204, 206 in der Stirnfläche 202 nicht schneidet.In the downstream end face 202, a recess 208 is arranged, which has the shape of a transversely across the end face 202 running channel. However, the recess 208 does not intersect the swirl channels 204, 206 and rather is laid perpendicular to a direction through the end face 202, which by a connection of the two Swirl channels 204, 206 is defined. The width of the recess 208 is now chosen so small that the recess 208 does not intersect the mouth region of the swirl channels 204, 206 in the end face 202.

Die Darstellung der Fig. 41 zeigt einen Dralleinsatz 210 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse in einer Ansicht von unten. Die Ansicht der Fig. 41 ist also eine Ansicht auf eine stromabwärts gelegene Stirnfläche 212 des Dralleinsatz 210. In diese stromabwärts gelegenen Stirnfläche 212 münden zwei Drallkanäle 214, 216, die identisch zu den Drallkanälen 172, 174 des Dralleinsatzes 170 der Fig. 32 ausgebildet sind.The presentation of the Fig. 41 shows a swirl insert 210 for a full cone nozzle according to the invention in a view from below. The view of Fig. 41 is thus a view of a downstream end face 212 of the swirl insert 210. In this downstream end face 212 open two swirl channels 214, 216 which are identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of Fig. 32 are formed.

In die stromabwärts gelegene Stirnfläche 212 ist eine Ausnehmung 218 in Form mehrerer Kanäle eingebracht, die die Drallkanäle 214, 216 nicht schneiden. Speziell besteht die Ausnehmung 218 aus einer H-artigen Anordnung von insgesamt fünf Kanälen 220, 222, 224, 226 und 228. Die Kanäle 220 und 222 laufen V-förmig und jeweils ausgehend von einem Außenumfang des Dralleinsatzes 210 aufeinander zu und enden im Schnittpunkt. Die Drallkanäle 220, 222 sind dabei in einem Winkel von etwa 130° zueinander angeordnet. Die beiden Kanäle 226, 228 sind spiegelsymmetrisch zu den Kanälen 220, 222 ausgebildet und bilden dadurch ebenfalls eine V-förmige Anordnung, die vom Außenumfang des Dralleinsatzes 210 ausgeht und an einem Schnittpunkt der beiden Kanäle 226, 228 endet. Der Schnittpunkt der Kanäle 220, 222 und der Schnittpunkt der Kanäle 226, 228 ist mit dem Kanal 224 verbunden, der jeweils an diesen Schnittpunkten endet. Dadurch ergibt sich die etwa H-förmige Ausbildung der Ausnehmung 218 in der stromabwärts gelegenen Stirnfläche 212 des Dralleinsatzes 210.In the downstream end face 212, a recess 218 is introduced in the form of a plurality of channels that do not intersect the swirl channels 214, 216. Specifically, the recess 218 consists of an H-like arrangement of a total of five channels 220, 222, 224, 226 and 228. The channels 220 and 222 run in a V-shape and each starting from an outer periphery of the swirl insert 210 toward each other and terminate at the intersection. The swirl channels 220, 222 are arranged at an angle of about 130 ° to each other. The two channels 226, 228 are formed mirror-symmetrically to the channels 220, 222 and thus also form a V-shaped arrangement, which starts from the outer periphery of the swirl insert 210 and ends at an intersection of the two channels 226, 228. The intersection of the channels 220, 222 and the intersection of the channels 226, 228 is connected to the channel 224 terminating at each of these intersections. This results in the approximately H-shaped configuration of the recess 218 in the downstream end face 212 of the swirl insert 210.

Die Darstellung der Fig. 42 zeigt einen Dralleinsatz 230 für eine erfindungsgemäße Vollkegeldüse in einer Ansicht von unten auf eine stromabwärts gelegen Stirnfläche 232. In der Stirnfläche 232 ist eine Ausnehmung 240 angeordnet, die aus zwei im rechten Winkel zueinander und sich an einer Mittellängsachse 236 kreuzenden Kanälen 238, 240 gebildet ist. Die kanalförmige Ausnehmung 240 verbindet dabei zwei Drallkanäle 242, 244, die identisch zu den Drallkanälen 172, 174 des Dralleinsatzes 170 der Fig. 32 ausgebildet sind. Die kanalförmige Ausnehmung 238 ist im rechten Winkel zur Ausnehmung 240 angeordnet, erstreckt sich aber nicht bis zum Außenumfang des Dralleinsatzes 230. Dadurch ergibt sich eine insgesamt kreuzförmige Ausbildung der Ausnehmung 234 in der stromabwärts gelegenen Stirnfläche 232 des Dralleinsatzes 230.The presentation of the Fig. 42 shows a swirl insert 230 for a full-cone nozzle according to the invention in a view from below of a downstream face 232. In the end face 232, a recess 240 is arranged, consisting of two at right angles to each other and is formed on a central longitudinal axis 236 crossing channels 238, 240. The channel-shaped recess 240 connects two swirl channels 242, 244, which are identical to the swirl channels 172, 174 of the swirl insert 170 of the Fig. 32 are formed. The channel-shaped recess 238 is arranged at right angles to the recess 240, but does not extend to the outer periphery of the swirl insert 230. This results in a total cross-shaped configuration of the recess 234 in the downstream end face 232 of the swirl insert 230th

Claims (9)

Vollkegeldüse mit einem Düsengehäuse (12) und einem Dralleinsatz (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), wobei das Düsengehäuse (12) eine Austrittskammer (16) mit einer Austrittsöffnung aufweist und wobei die Austrittskammer (16) stromabwärts des Dralleinsatzes (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dralleinsatz (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160) an seinem Aussenumfang wenigstens einen Drallkanal (22, 24; 45, 47; 60, 66; 70, 71; 82, 83; 94; 108, 110; 114, 118, 116; 134, 136; 146, 148; 152, 154; 162, 164, 166) aufweist, der in einem Drallabschnitt (40; 48; 62; 72; 86) wendelförmig oder schräg zu einer Mittellängsachse (32) des Dralleinsatzes verlaufend ausgebildet ist und der in einem Auslaufabschnitt (42; 50; 64; 74; 88), der sich von einem Ende des Drallabschnitts bis zum stromabwärts gelegenen Ende des Drallkanals erstreckt, in axialer Richtung verläuft.Full cone nozzle with a nozzle housing (12) and a swirl insert (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), wherein the nozzle housing (12) has an outlet chamber (16) an outlet opening and wherein the outlet chamber (16) is arranged downstream of the swirl insert (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), characterized in that the swirl insert ( 20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160) has at least one swirl channel (22,24; 45,47; 60,66; 70,71; 82) on its outer circumference , 83; 94; 108, 110; 114, 118, 116; 134, 136; 146, 148; 152, 154; 162, 164, 166), which in a swirl section (40; 48; 62; 72; 86) is formed helically or obliquely to a central longitudinal axis (32) of the swirl insert and in an outlet portion (42; 50; 64; 74; 88) extending from one end of the swirl portion to the downstream end of the swirl passage, in the axial direction runs. Vollkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine stromabwärts gelegene Stirnfläche des Dralleinsatzes mit einer im wesentlichen mittig zum Dralleinsatz angeordneten Ausnehmung (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) versehen ist, wobei die Ausnehmung den Drallkanal abschnittsweise schneidet.Whole-cone nozzle according to claim 1, characterized in that a downstream end face of the swirl insert is provided with a recess (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) arranged substantially centrally of the swirl insert, wherein the recess Swirl duct cuts in sections. Vollkegeldüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) den Drallkanal im Bereich des Auslaufabschnitts (42; 50; 64; 74; 88) schneidet.Whole-cone nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the recess (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) intersects the swirl channel in the region of the outlet section (42; 50; 64; 74; 88) , Vollkegeldüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung einen ebenen, abgerundeten oder kegelförmigen Grund (120; 126; 132; 144) aufweist.Whole-cone nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the recess has a flat, rounded or conical base (120; 126; 132; 144). Vollkegeldüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Drallkanäle am Aussenumfang des Dralleinsatzes vorgesehen sind.Whole-cone nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that two or more swirl channels are provided on the outer circumference of the swirl insert. Vollkegeldüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) in der Stirnfläche des Dralleinsatzes alle Drallkanäle abschnittsweise schneidet.Whole-cone nozzle according to claim 5, characterized in that the recess (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) intersects all swirl channels in sections in the end face of the swirl insert. Vollkegeldüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drallkanal sich in einem Einlaufabschnitt (38; 46; 84) ausgehend von einem stromaufwärts gelegenen Anfang des Drallkanals in axialer Richtung erstreckt, dann in den Drallabschnitt (40; 48; 86) übergeht und schließlich im Auslaufabschnitt (42; 50; 88) in axialer Richtung verläuft.A full cone nozzle according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one swirl channel extends in an inlet section (38; 46; 84) in the axial direction from an upstream beginning of the swirl channel, then into the swirl section (40; 48; 86). goes over and finally in the outlet section (42; 50; 88) extends in the axial direction. Vollkegeldüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Steigung des Drallkanals (82, 83) relativ zu der Mittellängsachse (32) des Dralleinsatzes (80) innerhalb des Drallabschnitts (86) ändert.Whole cone nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that a pitch of the swirl channel (82, 83) relative to the central longitudinal axis (32) of the swirl insert (80) within the swirl portion (86) changes. Vollkegeldüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein engster Querschnitt der Düse (10) durch die Austrittsöffnung (18) bestimmt ist.Whole-cone nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that a narrowest cross section of the nozzle (10) through the outlet opening (18) is determined.
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