ITRE970034A1

ITRE970034A1 - ROTATING NOZZLE DISPENSER

Info

Publication number: ITRE970034A1
Application number: IT97RE000034A
Authority: IT
Inventors: Erminio Landini; Giuseppe Arsi
Original assignee: Interpump Group S P A
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-11-22
Also published as: EP0879644A3; EP0879644A2; EP0879644B1; ATE270587T1; DE29716005U1; IT1294433B1; DE69729788T2; DE69729788D1

Abstract

A high-pressure water delivery lance with rotary nozzle (11) comprises a cylindrical chamber (10) known as the stator, which is fed with pressurized water via at least one tangential conduit the direction of which has an axial component, and in which there rotates a nozzle (11) known as the rotor having an at least partly frusto-conical wall which rolls on the chamber surface, a sized axial hole and an end sealedly resting in an end seat of the chamber, the rotor and stator being formed of materials having between them a dynamical friction coefficient of less than 0.20. <IMAGE>

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del Brevetto per Invenzione dal Titolo: "LANCIA EROGATRICE A UGELLO ROTANTE" of the Patent for Invention entitled: "ROTATING NOZZLE DISPENSING LANCE"

Il presente brevetto concerne le lance erogatrici di acqua in pressione, del tipo ad ugello rotante, usualmente impiegate nelle macchine idropulitrici ad acqua calda o fredda . The present patent relates to pressurized water dispensing lances, of the rotating nozzle type, usually used in hot or cold water pressure washers.

Le lance erogatrici ad ugello rotante comprendono una camera cilindrica nella quale viene immessa ad alta velocità l'acqua da erogare in direzione almeno in parte tangenziale, avente cioè una componente tangenziale, la quale presenta un foro di uscita assiale che funge da sede di appoggio per un ugello . The rotating nozzle dispensing lances comprise a cylindrical chamber into which the water to be dispensed is fed at high speed in at least partly tangential direction, i.e. having a tangential component, which has an axial outlet hole which acts as a support seat for a nozzle.

L'ugello altro non è che un corpo avente una parete almeno in parte conica atta ad appoggiarsi contro la parete interna della camera cilindrica, ed una superficie sferica alla sommità atta ad appoggiarsi a tenuta idraulica al foro di uscita assiale della camera, detto corpo presentando anche un sottile foro assiale dal quale fuoriesce l'acqua in pressione. The nozzle is nothing more than a body having an at least partly conical wall suitable for resting against the internal wall of the cylindrical chamber, and a spherical surface at the top capable of hydraulically resting against the axial outlet hole of the chamber, said body having also a thin axial hole from which pressurized water escapes.

L'ugello è annegato in un corpo liquido costituito dall'acqua che riempie la camera nel quale corpo liquido l'ugello risiede in posizione inclinata con la sommità appoggiata al foro di uscita assiale della camera, e la parete laterale appoggiata alla camera. The nozzle is embedded in a liquid body consisting of the water that fills the chamber in which the liquid body the nozzle resides in an inclined position with the top resting on the axial outlet hole of the chamber, and the side wall resting on the chamber.

Grazie alla rotazione del corpo liquido impressa al corpo d'acqua dalla alimentazione tangenziale, l'ugello è assoggettato ad un moto rotatorio intorno all'asse della camera, grazie al quale il getto dell'acqua uscente dall'ugello percorre una superficie conica il cui angolo al vertice è il doppio della inclinazione dell'asse dell'ugello rispetto all'asse della camera. Thanks to the rotation of the liquid body impressed on the body of water by the tangential supply, the nozzle is subjected to a rotary motion around the axis of the chamber, thanks to which the jet of water coming out of the nozzle runs through a conical surface whose vertex angle is twice the inclination of the nozzle axis with respect to the chamber axis.

Nei dispositivi noti detto moto rotatorio ha una velocità dell'ordine di 2000÷3000 g/1'. In known devices, said rotary motion has a speed of the order of 2000 ÷ 3000 rpm.

Gli erogatori ad ugello rotante del tipo sopradescritto funzionano tanto meglio quanto più elevata è la velocità di rotazione dell'ugello intorno all'asse della camera cilindrica che lo contiene. Rotating nozzle dispensers of the type described above work all the better the higher the speed of rotation of the nozzle around the axis of the cylindrical chamber which contains it.

Tuttavia il modo di funzionare dei detti dispositivi induce una rotazione dell'ugello anche intorno al proprio asse, che presenta un senso contrario alla rotazione dell'ugello intorno all'asse della camera. However, the mode of operation of said devices induces a rotation of the nozzle also around its own axis, which has a direction opposite to the rotation of the nozzle around the axis of the chamber.

La velocità di rotazione dell'ugello intorno al proprio asse, allorché supera certi limiti, provoca un fenomeno indesiderato, che consiste nella frantumazione del getto uscente dall'ugello dovuta alla forza centrifuga The speed of rotation of the nozzle around its axis, when it exceeds certain limits, causes an undesired phenomenon, which consists in the crushing of the jet coming out of the nozzle due to the centrifugal force

La velocità di rotazione dell'ugello intorno al proprio asse viene regolata agendo sul coefficiente di attrito, o meglio sulla forza di attrito, che nasce dallo strisciamento dell'ugello contro la parete cilindrica della camera. The speed of rotation of the nozzle around its own axis is adjusted by acting on the friction coefficient, or rather on the friction force, which arises from the sliding of the nozzle against the cylindrical wall of the chamber.

Si ritiene che il coefficiente di attrito tra la superficie della camera cilindrica e il corpo dell'ugello debba essere convenientemente superiore a 0,25. It is believed that the coefficient of friction between the surface of the bore and the body of the nozzle should be conveniently greater than 0.25.

Effettivamente grazie all'attrito si ottiene un trascinamento in rotazione dell'ugello in senso contrario al senso di rotazione del corpo liquido che contiene l'ugello e ad una velocità proporzionale al coefficiente di attrito. Actually, thanks to friction, the nozzle is dragged in rotation in the opposite direction to the direction of rotation of the liquid body that contains the nozzle and at a speed proportional to the friction coefficient.

Indicativamente si può ritenere che con un coefficiente reale di attrito pari a 0,25, ed un diametro dell'ugello mediamente pari alla metà del diametro della camera, la velocità di rotazione dell'ugello intorno al proprio asse è circa la metà della velocità di rotazione dell'ugello intorno all'asse della camera, ed è concorde con quest'ultima . Indicatively, it can be assumed that with a real coefficient of friction equal to 0.25, and a nozzle diameter on average equal to half the diameter of the chamber, the rotation speed of the nozzle around its axis is about half the speed of rotation of the nozzle around the axis of the chamber, and is in agreement with the latter.

Un grave inconveniente della suddetta tecnica nota consiste nel fatto che la necessità di mantenere elevata la velocità di rotazione del corpo liquido contenente l'ugello, la azione frenante che si esercita tra la superficie della camera e la superficie dell'ugello, e la conseguente turbolenza nel corpo liquido sono all'origine di fenomeni negativi . A serious drawback of the aforesaid prior art consists in the fact that the need to keep the rotation speed of the liquid body containing the nozzle high, the braking action that is exerted between the surface of the chamber and the surface of the nozzle, and the consequent turbulence in the liquid body they are at the origin of negative phenomena.

In primo luogo essi si traducono in perdite di carico anche rilevanti, e quindi in una riduzione di efficienza generale della lancia erogatrice. In the first place, they result in even significant head losses, and therefore in a reduction in the general efficiency of the dispensing lance.

Nel caso di dispositivi a potenza modesta, come quelli non professionali, dette perdite di carico possono compromettere anche significativamente l'efficienza del dispositivo . In the case of devices with modest power, such as non-professional ones, said pressure drops can also significantly compromise the efficiency of the device.

Lo scopo della presente invenzione è quello di ottimizzare la velocità di rotazione dell'ugello intorno al proprio asse ed intorno all'asse della camera cilindrica che lo contiene riducendo nel contempo al minimo le perdite di carico, e quindi le turbolenze nel corpo liquido che contiene l'ugello. The purpose of the present invention is to optimize the rotation speed of the nozzle around its own axis and around the axis of the cylindrical chamber that contains it, while minimizing the pressure drops, and therefore the turbulence in the liquid body that contains it. the nozzle.

Questo scopo viene conseguito secondo il trovato agendo sui materiali dell'ugello (rotore) e della camera che lo contiene (statore) in guisa da minimizzare il coefficiente di attrito esistente tra gli stessi. This object is achieved according to the invention by acting on the materials of the nozzle (rotor) and of the chamber which contains it (stator) so as to minimize the coefficient of friction existing between them.

Si è sorprendentemente notato che diminuendo la velocità relativa tra rotore e statore sino a valori prossimi allo zero, si riduce sensibilmente la turbolenza nel corpo d'acqua che contiene il rotore, e diminuiscono quindi in modo sensibile le dissipazioni energetiche, la turbolenza e gli inconvenienti che ne derivano. It was surprisingly noted that by decreasing the relative speed between rotor and stator to values close to zero, the turbulence in the body of water that contains the rotor is significantly reduced, and therefore energy dissipations, turbulence and inconveniences are significantly reduced. resulting from it.

I condotti di alimentazione dell'acqua allo statore, a parità di velocità di rotazione del corpo d'acqua contenenti il rotore, possono essere non solo di maggiore sezione ma anche eventualmente presentare una minore componente della direzione del proprio asse in senso tangenziale. The water supply ducts to the stator, with the same speed of rotation of the body of water containing the rotor, can be not only of greater section but also possibly have a minor component of the direction of their axis in the tangential direction.

La diminuzione delle perdite di carico che ne consegue consente di alimentare acqua allo statore a pressione minore senza compromettere la efficacia del getto in uscita, il che consente di costruire idropulitrici aventi potenza e costo più modesti di quelle attualmente note di pari prestazioni. The resulting decrease in pressure drops allows water to be fed to the stator at a lower pressure without compromising the effectiveness of the jet at the outlet, which allows the construction of pressure washers with more modest power and cost than those currently known of equal performance.

Questo risultato è assai importante non tanto per le idropulitrici di tipo professionale, quanto per quelle destinate alla hobbystica che sono sempre maggiormente richieste e per le quali la potenza assorbita e le ridotte dimensioni hanno un aspetto determinante per il loro successo commerciale. This result is very important not so much for professional high-pressure washers, but for those destined for hobbies, which are increasingly in demand and for which the absorbed power and the small size have a decisive aspect for their commercial success.

I pregi e le caratteristiche costruttive e funzionali del trovato verranno meglio evidenziati nella particolareggiata descrizione che segue, riferita alle figure delle allegate tavole che ne mostrano un preferito modo di attuazione. The advantages and the constructive and functional characteristics of the invention will be better highlighted in the detailed description which follows, referring to the figures of the attached tables which show a preferred embodiment.

La Fig.l mostra in sezione una lancia o pistola erogatrice secondo il trovato. Fig. 1 shows in section a lance or dispensing gun according to the invention.

La Fig.2 mostra il particolare ingrandito della stessa comprendente l'ugello rotante. Fig.2 shows the enlarged detail of the same comprising the rotating nozzle.

Dalle figure si rileva una lancia erogatrice comprendente un corpo tubolare 1 fungente da impugnatura 2, collegato ad una estremità 3 al tubo di adduzione dell'acqua, ed avente una estremità di erogazione 4. The figures show a dispensing lance comprising a tubular body 1 acting as a handle 2, connected at one end 3 to the water supply pipe, and having a dispensing end 4.

La estremità 3 è in comunicazione con un corpo 6 contenete l'ugello rotante, come si vede meglio in Fig.2. The end 3 is in communication with a body 6 containing the rotating nozzle, as can be seen better in Fig. 2.

Il corpo 6 è sostanzialmente conformato come un bicchiere 7 avente sul fondo una apertura assiale B, e presentante una sezione interna che si rastrema a* gradini verso il fondo. The body 6 is substantially shaped like a cup 7 having an axial opening B at the bottom, and having an internal section which tapers towards the bottom in steps.

Nella parte più larga del bicchiere 7 è ricevuta a tenuta l'estremità del condotto 9 di adduzione dell'acqua, la quale presenta un fondo 91 chiuso in cui sono ricavati condotti inclinati periferici 92. The end of the water supply duct 9 is hermetically received in the widest part of the cup 7, which has a closed bottom 91 in which inclined peripheral ducts 92 are formed.

Detti condotti periferici sfociano all'interno del bicchiere 7, in prossimità della parete dello stesso, ed in una direzione avente una componente tangenziale. Said peripheral ducts lead inside the socket 7, in proximity to the wall of the same, and in a direction having a tangential component.

Il fondo 91 del condotto 9 definisce all'interno del bicchiere 7 una camera 10 entro la quale è contenuto un ugello 11. The bottom 91 of the duct 9 defines inside the cup 7 a chamber 10 within which a nozzle 11 is contained.

L'ugello 11 presenta alla sua estremità distante dal fondo 91 un inserto 110 in ceramica, o altro adatto materiale duro antiusura, il quale presenta una forma semisferica che si appoggia a tenuta in una sede coniugata, pure in ceramica, ricavata in un anello 71 inserito nella sezione più stretta del bicchiere 7. The nozzle 11 has at its end distant from the bottom 91 an insert 110 made of ceramic, or other suitable hard wear-resistant material, which has a hemispherical shape which rests hermetically in a conjugate seat, also made of ceramic, formed in a ring 71 inserted into the narrowest section of the cup 7.

Il corpo dell'ugello 11 presenta una porzione troncoconica 111 destinata ad appoggiarsi contro la parete cilindrica interna 72 del bicchiere 7, nonché un condotto calibrato assiale 112 avente un diametro che nell'esempio illustrato è di 1,25 mm. The body of the nozzle 11 has a frusto-conical portion 111 intended to rest against the internal cylindrical wall 72 of the cup 7, as well as an axial calibrated duct 112 having a diameter which in the illustrated example is 1.25 mm.

Nell'esempio illustrato i condotti 92 sono in numero di 2 ed hanno cadauno una sezione di 1,5 mm<2>, la loro inclinazione rispetto al piano ortogonale all'asse della camera 10 essendo di 0° gradi sessagesimali. In the illustrated example, the ducts 92 are 2 in number and each have a section of 1.5 mm <2>, their inclination with respect to the plane orthogonal to the axis of the chamber 10 being 0 ° sexagesimal degrees.

Essi inducono nel corpo d'acqua contenuto nella camera 10 una velocità di rotazione intorno all'asse della camera non superiore a 4000 g/1'. They induce in the body of water contained in the chamber 10 a rotation speed around the axis of the chamber not exceeding 4000 g / 1 '.

La velocità di rotazione dell'ugello 11 intorno al proprio asse, è di almeno il 10 % inferiore alla velocità di rotazione dello stesso intorno all'asse della camera 10. The speed of rotation of the nozzle 11 around its own axis is at least 10% lower than the speed of rotation of the same around the axis of the chamber 10.

Il bicchiere 7 è ricavato in resina acetalica monopolimero caricata con micropolvere di teflon, la quale presenta un coefficiente di attrito dinamico, avendo se stessa come controparte, dell'ordine di 0,30. The glass 7 is made of monopolymer acetal resin loaded with Teflon micro-powder, which has a dynamic friction coefficient, having itself as a counterpart, of the order of 0.30.

Tale resina (delrin teflon) è conosciuta come "DE9156" ed è fabbricata e commercializzata dalla Du Pont de Nemours Italiana s.p.a. This resin (delrin teflon) is known as "DE9156" and is manufactured and marketed by Du Pont de Nemours Italiana s.p.a.

Il corpo dello ugello 11 è ricavato in resina acetalica monopolimero modificata con silicone che presenta un coefficiente dinamico di attrito, avendo se stessa come controparte, dell'ordine di 0,10, è conosciuta come "DE8903" ed è fabbicata e commercializzata dalla Du Pont de Nemours Italiana s.p.a. The body of the nozzle 11 is made of silicone-modified monopolymer acetal resin which has a dynamic coefficient of friction, having itself as a counterpart, of the order of 0.10, is known as "DE8903" and is manufactured and marketed by Du Pont de Nemours Italiana s.p.a.

Il coefficiente di attrito dinamico tra detti due materiali è pari a circa 0,19 in condizioni asciutte, e molto minore in condizioni umide. The dynamic friction coefficient between said two materials is approximately 0.19 in dry conditions, and much lower in humid conditions.

Claims

CLAIMS 1. High pressure water dispensing lance with rotating nozzle, comprising a cylindrical chamber called stator fed with pressurized water through at least one tangential duct whose direction has an axial component, in which a nozzle called rotor rotates having a wall at least in part truncated cone that rolls on the wall of the chamber, a calibrated axial hole and an end resting hermetically in an end seat of the chamber, characterized in that the rotor and stator are made of materials having a lower dynamic friction coefficient between them to 0.20.

2 . High pressure water dispensing lance with rotating nozzle according to claim 1 characterized in that the materials constituting the rotor and the stator are synthetic resins.

3. High pressure water dispensing lance with rotating nozzle according to claim 1 characterized in that the materials constituting the rotor and the stator are acetal resins.

4. High pressure water dispensing lance with rotating nozzle according to claim 1 characterized in that the materials constituting the rotor and the stator are acetal resins loaded with Teflon micropowder.

5. High pressure water dispensing lance with rotating nozzle according to claim 1 characterized in that the materials constituting the rotor and the stator are acetal resins modified with silicone.