ITMI20070934A1

ITMI20070934A1 - Dispositivo per l'eiezione di un fluido

Info

Publication number: ITMI20070934A1
Authority: IT
Inventors: Anton Jaeger
Original assignee: Anton Jaeger
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2007-11-10
Also published as: DE102006021598A1

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"DISPOSITIVO PER L'EIEZIONE DI UN FLUIDO"

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un dispositivo, specialmente per apparecchi di pulitura ad alta, pressione, per l'eiezione di un fluido, in particolare di acqua, con le caratteristiche del preambolo della rivendicazione 1.

Simili ugelli rotanti sono fondamentalmente noti.

Scopo dell'invenzione è creare un dispositivo del tipo indicato sopra, con il quale sia possibile un funzionamento quanto più possibile efficace, anche nel caso in cui il dispositivo sia impiegato in collegamento con una fonte di fluido in pressione, che mette a disposizione fluido ad una pressione non superiore a circa 200 bar.

Questo scopo si raggiunge con le caratteristiche della rivendicazione 1.

L'invenzione si caratterizza per il fatto che tutti gli ugelli rotanti sono collegati ad un condotto comune di alimentazione del fluido, che le aperture degli ugelli nelle teste sferiche presentano ciascuna un diametro di d < 3 mm e che le teste sferiche presentano ciascuna un diametro per il quale vale 1,5 d < D < 2,5 d.

In conformità all'invenzione sono previste aperture degli ugelli relativamente piccole, con le quali è possibile generare getti di fluido molto sottili, per così dire "aghiformi". Con simili oggetti sottili si può lavorare in modo particolarmente efficace, dal momento che le cosiddette perdite marginali dei getti sono inferiori a quelle degli ugelli rotanti che presentano aperture maggiori.

Quantomeno in connessione con "normali" apparecchi di pulitura ad alta pressione reperibili in commercio, che mettono a disposizione acqua ad una pressione non superiore a circa 200 bar, fino ad ora non era possibile, in modo economico, distribuire l'acqua su una pluralità di tali ugelli rotanti a getto fine, ottenendo -risultati operativi accettabili. La ragione risiede nel fatto che, con una riduzione dell'apertura dell'ugello, a causa della riduzione del quantitativo di fluido che ne deriva, diviene sempre più difficile un trascinamento del rotore ad opera della corrente turbolenta, generata nella camera a turbolenza e definita anche campo rotante. In particolare, non si possono più ottenere i numeri di giri del rotore necessari o desiderati.

Per rimediare a questo problema si era già tentato di ridurre il cosiddetto foro di forzatura, attraverso il quale il fluido affluisce, in direzione radiale o tangenziale, nella camera a turbolenza e genera così il campo rotante. Questo accorgimento ha però l'inconveniente di portare a una perdita di rendimento, dal momento che non può essere eiettata, attraverso gli ugelli rotanti, l'intera quantità di fluido messa a disposizione, nell'unità di tempo, dalla fonte del fluido.

Con l'invenzione si ottiene invece lo scopo di rendere possibile in maniera economica, senza perdite di numero di giri e senza perdite di rendimento, un funzionamento con una pluralità di aperture degli ugelli relativamente piccole. In conformità all'invenzione, non ha luogo alcuna manipolazione delle dimensioni dei fori di forzatura. Viene anzi imboccata un'altra strada, rìducendo inoltre, con l'apertura dell'ugello, l'estremità anteriore del rotore, chiamata anche testa sferica e conformata almeno approssimativamente a forma di sfera, o di sfera parziale, oppure presentante superfici parziali sferiche, con la quale estremità il rotore si supporta sul cuscinetto. Si è constatato, in modo sorprendente, che con questa riduzione della testa sferica possono essere ridotte, in una certa misura, le perdite da attrito e ciò basta a generare, nonostante l'apertura dell'ugello relativamente piccola, numeri di giri sufficientemente elevati. Una riduzione delle dimensioni del foro di forzatura non è necessaria, sicché non si hanno perdite di rendimento.

Si è rivelato particolarmente vantaggioso un abbinamento ceramica-ceramica, per il materiale della testa sferica ed il materiale del cuscinetto a coppa. Questa configurazione non è solo relativamente economica, ma porta inoltre a valori di attrito particolarmente bassi, per cui le perdite da attrito possono essere ulteriormente ridotte.

Esperimenti hanno dimostrato che, anche con aperture degli ugelli che presentino un diametro di d < 2,5 mm, si possono ottenere buoni risultati di funzionamento. Anche aperture di ugelli con un diametro di d ≤ 2,0 mm possono essere impiegate, senza che intervengano svantaggiose perdite di numeri di giri o di rendimento. In connessione con un diametro D delle teste sferiche, per il quale vale 1,8 d < D < 2,2 d, si sono ottenuti risultati di funzionamento particolarmente buoni. Buoni risultati sono stati ottenuti anche quando era approssimativamente D = 2d.

Forme preferite di realizzazione dell'invenzione sono indicate anche nelle rivendicazioni dipendenti, nella descrizione, come pure nel disegno.

L'invenzione è descritta a titolo di esempio qui di seguito, con riferimento al disegno. Mostrano: figura 1 - a titolo di esempio un ugello rotante, per l'illustrazione dei singoli componenti;

figura 2 - un possibile esempio di realizzazione di un dispositivo di eiezione secondo l'invenzione, e figure 3 e 4 - diverse viste di un altro esempio dì realizzazione di un dispositivo di eiezione secondo 1'invenzione .

La figura 1 mostra la struttura di massima di un ugello rotante come quello che può essere impiegato per il dispositivo di eiezione secondo l'invenzione.

In una carcassa 11 di un ugello è formata una camera 19 a turbolenza. Nella camera 19 a turbolenza il fluido perviene attraverso un tappo 41, qui conformato quale organo di regolazione, ed un foro 39 di forzatura, che è orientato in modo tale per cui si forma una corrente anulare o turbolenza, per cui alla fine nella camera 19 a turbolenza viene generato un cosiddetto campo rotante che mette in rotazione il rotore 23, sistemato nella camera 19 a turbolenza. Il rotore, azionato in questo modo in un movimento rotatorio attorno all'asse 21 longitudinale, si supporta, con una testa 27 sferica anteriore, su un cuscinetto 25, qui è conformato a coppa. Il fluido perviene, dalla camera 19 a turbolenza, nel rotore 23 e fuoriesce dal rotore 23 attraverso un'apertura 29 che è formata nella testa 27 sferica. A causa del rotore 23 che, durante il funzionamento, ruota attorno all'asse 21 longitudinale, il fluido fuoriesce quale getto conico, attraverso l'apertura 17 d'uscita dell'ugello 11 del rotore. A tale scopo, il cuscinetto 25 è dotato di un'apertura 43.

Per quanto riguarda i rapporti dimensionali della testa 27 sferica e del foro 29 formato nella testa 27 sferica, l'ugello 11 rotante non è mostrato in scala corretta alla figura 1. La figura 1 serve soltanto all'illustrazione dei componenti fondamentali di un ugello rotante, come quelli che sono impiegati per il dispositivo di eiezione secondo l'invenzione.

Come già spiegato nella parte introduttiva, in base all'invenzione tanto il diametro dell'apertura 29 dell'ugello, quanto il diametro della testa 27 sferica nella quale è formata l'apertura 29 dell'ugello, sono realizzati relativamente piccoli, per cui si può lavorare con un getto fine "aghiforme", senza perdite di numero di giri e di rendimento.

In forme di realizzazione preferite, il diametro d dell 'apertura 29 dell'ugello misura approssimativamente 3 mm, 2,5 mm, o 2,0 mm, mentre per il diametro D della testa 27 sferica vale, di volta in volta, approssimativamente D = 2 d. La testa 27 sferica ed il cuscinetto 25 a coppa sono realizzati ciascuno in ceramica, per cui si riducono al minimo le perdite da attrito .

Nell'ugello rotante mostrato alla figura 1, il tappo 41 funge da organo di regolazione, per una regolazione del numero di giri sulla quale non daremo, in questa sede, maggiori dettagli. Una particolarità di questa regolazione del numero di giri consiste nel fatto che il foro 39 di forzatura non sbocca direttamente nella camera 19 a turbolenza. In configurazioni alternative di ugelli rotanti, che possono del pari essere impiegate per il dispositivo di eiezione secondo l'invenzione, può essere previsto che il foro 39 di forzatura sbocchi, in direzione radiale o tangenziale, direttamente nella camera 19 a turbolenza.

Il dispositivo di eiezione secondo l'invenzione, conforme alla figura 2, comprende una pluralità di ugelli 11 rotanti che sono conformati, ad esempio, al modo spiegato sulla base della figura 1.

Gli ugelli 11 rotanti sono collegati ad un condotto 31 comune di alimentazione del fluido. Il condotto 31 di alimentazione del fluido è unito, tramite un elemento 45 di utilizzazione qui conformato al modo di un'<'>impugnatura di pistola, ad un attacco 47, al quale può essere allacciato un apparecchio di pulitura ad alta pressione reperibile in commercio.

Il condotto 31 di alimentazione del fluido passa in un pezzo 53 di diramazione a forma di Y, che presenta porzioni 33 parziali che sboccano in un distributore 35 disposto trasversalmente, al quale sono collegati gli ugelli 11 rotanti. In tal modo, il fluido messo a disposizione dalla fonte di fluido, ad esempio dall'<'>accennato apparecchio di pulitura ad alta pressione, viene distribuito su una superficie relativamente ampia, che può essere lavorata con getti di fluido sottili, "aghiformi", che sono erettati, ciascuno quale getto conico, dagli ugelli 11 rotanti. Mentre il dispositivo mostrato alla figura 2 serve in particolare per un lavoro "a mano libera", ad esempio per la pulitura di pareti od oggetti, il dispositivo mostrato alle figure 3 e 4 è conformato quale lavapavimenti. Una particolarità consiste nel fatto che, nel lavapavimenti secondo le figure 3 e 4, è impiegata la stessa struttura di base del dispositivo secondo la figura 2. La ramificazione 53 a forma di Y, con le due porzioni 33 parziali, è accoppiata soltanto ad un utensile 37 a carcassa che, in questo esempio di realizzazione, è dotato di rotelle 49 di guida.

Il supporto della carcassa 37 sul pezzo 53 di diramazione a forma di Y ha luogo tramite parti 51 di accoppiamento. Il distributore 35, con gli ugelli 11 rotanti collegati, si trova all'<'>interno della carcassa 37. Gli ugelli 11 rotanti sono applicati sul distributore 35 con possibilità di rotazione, sicché si possono realizzare diverse direzioni di eiezione, rispetto all'estensione longitudinale del condotto 31 comune di alimentazione del fluido. Mentre nell'apparecchio "a mano libera" secondo la figura 2, avente forma di lancia, gli ugelli 11 rotanti sono orientati in avanti e quindi in una direzione parallela al condotto 31 di alimentazione del fluido, qui fungente da lancia, nella variante del lavapavimenti secondo le figure 3 e 4, gli ugelli 11 rotanti, che si trovano nella carcassa 37, sono orientati verso il basso, sul pavimento.

La struttura di base secondo la figura 2 può essere accoppiata, in conformità all'invenzione, fondamentalmente ad elementi applicati od accessori conformati a piacere, per realizzare diverse applicazioni. Pertanto il lavapavimenti secondo le figure 3 e 4 costituisce solo un esempio di applicazione.

Elenco dei numeri di riferimento 11 ugello rotante

13 carcassa dell'ugello

15 apertura dì ammissione

17 apertura d'uscita

19 camera a turbolenza

21 asse longitudinale

23 rotore

25 cuscinetto

27 testa sferica

29 apertura dell'ugello

31 condotto di alimentazione del fluido 33 porzione parziale

35 distributore

37 carcassa

39 foro di forzatura

41 tappo

43 apertura del cuscinetto

45 elemento di utilizzazione

47 attacco

49 rotella di guida

51 parte dì accoppiamento

53 diramazione a Y

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo, specialmente per apparecchi di pulitura ad alta pressione, per l'eiezione di un fluido, in particolare di acqua, con una pluralità di ugelli (11) rotanti che comprendono ciascuno una carcassa (13) che presenta, fra un'apertura (15) di ammissione del fluido ed un'apertura (17) d'uscita, una camera (19) a turbolenza nella quale un rotore (23), inclinato rispetto ad un asse (21) longitudinale durante il funzionamento, è supportato con la sua estremità anteriore su un cuscinetto (25), specialmente a forma di coppa, e può essere azionato, dal fluido che affluisce nella camera (19) a turbolenza, in un movimento rotatorio attorno all'asse (21) longitudinale, in cui il rotore (23) è conformato, alla sua estremità anteriore, almeno approssimativamente a guisa di sfera o di sfera parziale, oppure presenta superfici parziali sferiche ed è supportato, con la testa (27) sferica formata in tal modo, sul cuscinetto (25), essendo formata nella testa (27) sferica un'apertura (29) dell'ugello attraverso la quale fuoriesce, quale getto operativo, fluido che affluisce dalla camera (19) a turbolenza nel rotore (23) e lascia l'ugello (11) rotante attraverso un'apertura (43) formata nel cuscinetto (25), c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che tutti gli ugelli (11) rotanti sono collegati ad un condotto (31) comune di alimentazione del fluido, che le aperture (29) degli ugelli, nelle teste (27) sferiche, presentano ciascuna un diametro di d < 3mm, e che le teste (27) sferiche presentano ciascuna un diametro D, per il quale vale 1,5 < D < 2,5 d.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che vale d < 2,5 mm.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che vale d ≤ 2,0 mm.
4. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che vale 1,8 d < D < 2,2 d.
5. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che approssimativamente vale D = 2d.
6. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che la testa (27) sferica ed il cuscinetto (25) sono fabbricati ciascuno in ceramica.