SE501639C2

SE501639C2 - Device for controlling spray nozzle

Info

Publication number: SE501639C2
Application number: SE9302658A
Authority: SE
Inventors: Ulf Ekeblom
Original assignee: Ulf Ekeblom
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1995-04-03
Also published as: SE9302658L; SE9302658D0; AU7470094A; WO1995005245A1; EP0775024A1

Abstract

The invention relates to an apparatus for directing a spray nozzle. The nozzle (1) is mounted in a gimbals suspension (2) for rotation in the horizontal direction and vertical direction with the aid of drive means (3). According to the invention, a position pin is connected to the nozzle (1) for cooperation with a limit governor device (6H) for controlling the movement of the nozzle within a variable outer limit. The limit governor device comprises two limit governor frames which act on the drive means. The aperture of the limit governor frames can be varied in size and configuration by the securement of different masks of fixed size or by adjustment of the inner edges of the limit governor frames. The movement of the nozzle (1) is preferably realised by two hydraulic cylinders (10) which are driven by the same medium as is to pass through the nozzle (1). The valve system for controlling each respective hydraulic cylinder is integrated with the cylinder to form a unit.

Description

5o1 659 10 15 20 25 30 35 40 2 styckets spridningsvinkel. Någon precision vid sprutningen kan inte uppnås eftersom stràlen är ganska bred. Om man an- vänder en tunn stràle i denna anordning skulle det á andra sidan uppkomma ett hål i mitten av sprutbilden. 5o1 659 10 15 20 25 30 35 40 2 piece spreading angle. No precision in spraying can be achieved because the beam is quite wide. If a thin jet is used in this device, a hole would appear in the middle of the spray image on the other side.

Föreliggande uppfinning löser problemen med den tidigare tekniken genom att munstycket är monterat i en kardanupphäng- ning. Ytterlägena för munstycket kan begränsas tack vare ut- bytbara eller inställbara ramar som styr munstyckets rörelse.The present invention solves the problems of the prior art in that the nozzle is mounted in a gimbal suspension. The outer positions of the nozzle can be limited thanks to replaceable or adjustable frames that control the movement of the nozzle.

Drivningen av munstyckets rörelse sker företrädesvis med hjälp av hydraulcylindrar som kraftförsörjes av mediet som skall sprutas. n n' v innin n Således tillhandahåller föreliggande uppfinning en an- ordning för styrning av sprutmunstycken som är monterad i en kardanupphängning för vridning i horisontalled och vertikal- led med hjälp av en drivanordning. Enligt uppfinningen är en positionspinne kopplad till munstycket och samverkar med en gränsregleranordning för att styra munstyckets rörelse inom en varierbar yttre gräns.The movement of the nozzle is preferably effected by means of hydraulic cylinders which are powered by the medium to be sprayed. n n 'v innin n Thus, the present invention provides a device for controlling spray nozzles mounted in a gimbal suspension for rotation in the horizontal and vertical directions by means of a drive device. According to the invention, a position pin is connected to the nozzle and cooperates with a limit control device for controlling the movement of the nozzle within a variable external limit.

Gränsregleranordningen innefattar företrädesvis tvà gränsreglerramar i vilka positionspinnen insticker och vilka påverkar respektive drivanordning för munstyckets rörelse.The limit control device preferably comprises two limit control frames in which the position pin inserts and which actuate the respective drive device for the movement of the nozzle.

Gränsreglerramarnas öppning kan varieras i storlek och form genom fastgöring av olika masker eller genom att justera gränsreglerramarnas innerkanter.The opening of the boundary control frames can be varied in size and shape by attaching different masks or by adjusting the inner edges of the boundary control frames.

Företrädesvis innefattar drivanordningen tvà hydraul- cylindrar för att vrida munstycket i horisontalled respektive vertikalled.Preferably, the drive device comprises two hydraulic cylinders for rotating the nozzle in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.

Uppfinningen är närmare definierad i åtföljande patent- krav. v r' in rn Uppfinningen kommer nu att förklaras i detalj med hän- visning till åtföljande ritningar, varav fig. 1 är en perspektivvy över en utföringsform av upp- finningen, fig. 2 är en delvis bortskuren vy över kardanupphäng- ningen enligt en utföringsform av uppfinningen, fig. 3 är en delvis bortskuren vy över kardanupphäng- 10 15 20 25 30 35 40 501 639 3 ningen för att visa reglerarmarna_enligt uppfinningen, fig. 4 är en detaljvy över en reglerarm med en separat mask, ' fig. 4A är en tvärsnittsvy över en föredragen utförings- form av kardanupphängningen enligt uppfinningen, fig. 5 är en perspektivvy över en hydraulcylinder enligt en utföringsform av uppfinningen, fig. 6A och B är vyer, delvis i tvärsnitt, över cylin- derns konstruktion.The invention is further defined in the appended claims. The invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings, of which Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the invention, Fig. 2 is a partially cut-away view of the gimbal suspension according to an embodiment of the invention. Fig. 3 is a partially cut-away view of the gimbal suspension to show the control arms according to the invention, Fig. 4 is a detail view of a control arm with a separate mask, Fig. 4A is a Fig. 5 is a perspective view of a hydraulic cylinder according to an embodiment of the invention, Figs. 6A and B are views, partly in cross section, of the construction of the cylinder.

I J. I 1 1 . . :_ I En . E I fig. 1 visas således en anordning enligt uppfinningen för spridning av medier under tryck. Anordningen innefattar således ett munstycke 1 som är monterat i en kardanskt rörlig konstruktion 2. En drivanordning 3 åstadkommer munstyckets rörelse i horisontalled och vertikalled. Mediet under tryck levereras till munstycket via en slang 4 och via en ej visad förbindelse till drivanordningen 3. Trycket i mediet till- handahåller således kraften för att driva anordningen.I J. I 1 1. . :_ In a . Fig. 1 thus shows a device according to the invention for spreading media under pressure. The device thus comprises a nozzle 1 which is mounted in a gimbal movable structure 2. A drive device 3 causes the movement of the nozzle in the horizontal direction and the vertical direction. The medium under pressure is delivered to the nozzle via a hose 4 and via a connection (not shown) to the drive device 3. The pressure in the medium thus provides the force for driving the device.

I fig. 2 visas kardanupphängningen 2 mera i detalj. Den består av en fast stomme 25, en första, yttre del 23 vridbar kring en vertikal axel och en andra, inre del 24 som är fäst vid den första delen och kan vridas kring en horisontal axel.Fig. 2 shows the gimbal suspension 2 in more detail. It consists of a fixed body 25, a first, outer part 23 rotatable about a vertical axis and a second, inner part 24 which is attached to the first part and can be rotated about a horizontal axis.

Munstycket 1 är fäst vid den andra delen. Vid den andra delen är även en positionspinne 5 kopplad. Positionspinnen rör sig alltså på samma sätt som munstycket 1.The nozzle 1 is attached to the other part. At the second part a position pin 5 is also connected. The positioning pin thus moves in the same way as the nozzle 1.

Ur fig. 3 framgår att positionspinnen 5 sträcker sig genom två reglerramar 6V och 6H. Vid positionspinnens 5 ytterlägen slår den an mot respektive reglerram som i sin tur påverkar drivanordningen via var sin reglerarm 7V och 7H.From Fig. 3 it can be seen that the position pin 5 extends through two control frames 6V and 6H. At the extreme positions of the position pin 5, it abuts against the respective control frame, which in turn affects the drive device via respective control arms 7V and 7H.

Reglerarmen 7H för horisontell reglering vrider sig kring sin upphängningspunkt och flyttar därmed en omkastningsanordning 12 pà drivanordningen, såsom kommer att förklaras närmare nedan. Motsvarande gäller naturligtvis för den andra regler- ramen 6V för den vertikala rörelsen.The control arm 7H for horizontal control rotates around its suspension point and thus moves a reversing device 12 on the drive device, as will be explained in more detail below. The same, of course, applies to the second control frame 6V for the vertical movement.

Sprutbilden regleras således av innerkanterna av gräns- reglerramarna 6H och 6V. Ramarnas öppning kan varieras i form och storlek på olika sätt. I fig. 4 visas hur en extra reglerplatta eller mask 6' kan fastskruvas på en reglerram.The spray pattern is thus regulated by the inner edges of the boundary control frames 6H and 6V. The opening of the frames can be varied in shape and size in different ways. Fig. 4 shows how an extra control plate or mask 6 'can be screwed onto a control frame.

Anslagskanterna 8 kan därvid ges önskad form. Det är också 501 639 10 15 20 25 30 35 40 4 möjligt att förse reglerramarna med inställbara anslags- kanter, t.ex. med hjälp av justerskruvar (visas ej).The abutment edges 8 can then be given the desired shape. It is also 501 639 10 15 20 25 30 35 40 4 possible to provide the control frames with adjustable abutment edges, e.g. using adjusting screws (not shown).

Genom att anordna lämpliga hastigheter för rörelserna i horisontalled och vertikalled rör sig positionspinnen 5 över hela omrâdet inom gränsreglerramarnas 6 anslagskanter 8.By arranging suitable speeds for the movements in the horizontal and vertical direction, the position pin 5 moves over the entire area within the abutment edges 8 of the boundary control frames 6.

Ramarna kan för övrigt utformas pà många olika sätt, t.ex. i form av ramar sàsom visas i ritningarna, men även i form av, gafflar och byglar m.m.The frames can also be designed in many different ways, e.g. in the form of frames as shown in the drawings, but also in the form of, forks and stirrups etc.

I fig. 4A visas en föredragen utföringsform av posi- tionspinnens koppling till kardanupphängningen 2. För att öka kardanupphängningens möjliga utslag är positionspinnen 5 löst lagrad med hjälp av en kula 22 vid en punkt nära skärnings- punkten för de vertikala och horisontala vridningsaxlarna.Fig. 4A shows a preferred embodiment of the coupling of the position pin to the gimbal suspension 2. To increase the possible deflection of the gimbal suspension, the position pin 5 is loosely mounted by means of a ball 22 at a point near the point of intersection of the vertical and horizontal axes of rotation.

Lagringen kan också åstadkommas med kon, ringar och liknande.The storage can also be achieved with cones, rings and the like.

Positionspinnen 5 sticker ut genom ett rektangulärt hål 20 i sidan av den inre, rörliga delen 23 motsatt munstyckets sida.The positioning pin 5 protrudes through a rectangular hole 20 in the side of the inner, movable part 23 opposite the side of the nozzle.

Kardanupphängningens rörelse överförs till positionspinnen 5 av kanterna pá hålet 20.The movement of the gimbal suspension is transmitted to the position pin 5 by the edges of the hole 20.

I fig. 4A är den horisontala vridningsaxeln markerad med + kring vilken den inre rörliga delen vrids. Samtidigt kan den inre delen 24 rotera kring en vertikal axel genom att den yttre delen 23 är lagrad i den fasta stommen 25. Lagringen är anordnad med en övre hylsa 16 och en undre hylsa 17. Genom hylsorna 16, 17 löper en stång 21 som är rörlig i vertikalled och kan rotera kring vertikalaxeln. Vid stången 21 är en gaffel 19 fastgjord som medbringar en stång 18 fäst vid den inre delen 24. Den inre delen 24 vrids alltså kring den hori- sontala axeln genom att föra stången 21 i vertikalled.In Fig. 4A, the horizontal axis of rotation is marked with a + around which the inner movable part is rotated. At the same time, the inner part 24 can rotate about a vertical axis in that the outer part 23 is mounted in the fixed body 25. The bearing is arranged with an upper sleeve 16 and a lower sleeve 17. Through the sleeves 16, 17 runs a rod 21 which is movable vertically and can rotate about the vertical axis. Attached to the rod 21 is a fork 19 which carries a rod 18 attached to the inner part 24. The inner part 24 is thus rotated about the horizontal axis by moving the rod 21 in the vertical direction.

Stàngens 21 rörelse àstadkommes av drivanordningen 3 via en ej visad mekanisk koppling till stången 21. Den mekaniska kopplingen kan inbegripa kugghjul, kuggstänger och liknande.The movement of the rod 21 is effected by the drive device 3 via a mechanical coupling (not shown) to the rod 21. The mechanical coupling may include gears, racks and the like.

Fäst pá samma bottenplatta 9 som kardanupphängningen 2 finns drivanordningen 3, som består av tvà hydraulcylindrar 10. Den mekaniska rörelsen överförs till kardanupphängningen via länkförbindelser på respektive cylinders kolvstáng ll eller via kugghjul och kuggstänger anordnade pà respektive kolvstáng (visas ej).Attached to the same base plate 9 as the gimbal suspension 2 is the drive device 3, which consists of two hydraulic cylinders 10. The mechanical movement is transmitted to the gimbal suspension via link connections on the respective cylinder piston rod 11 or via gears and racks arranged on each piston rod (not shown).

I fig. 5 visas en perspektivvy över en hydraulcylinder 10. Från hydraulcylindern sträcker sig kolvstàngen 11 och reglerarmen 7H till kardanupphängningen 2. Hydraulcylindern 10 15 20 25 30 35 40 501 639 5 innefattar även ett styrdon 12 som påverkas av reglerarmen 7H för att styra hydraulcylinderns ventilslider, som beskrivs med hänvisning till fig. 6A och 6B. En fjäder 13 är anordnad på styrdonet 12 för att påverka detta när kolven är i sitt ändläge, då annars ett dödläge kan uppkomma.Fig. 5 shows a perspective view of a hydraulic cylinder 10. From the hydraulic cylinder the piston rod 11 and the control arm 7H extend to the gimbal suspension 2. The hydraulic cylinder 10 also comprises a control device 12 which is actuated by the control arm 7H to control the hydraulic cylinder. valve slider, described with reference to Figs. 6A and 6B. A spring 13 is arranged on the control device 12 to actuate this when the piston is in its end position, otherwise a dead position may arise.

I fig. 6A och 6B visas hydraulcylindern i delvis genom- skärning. Hydraulcylindern 10 innefattar en ventilkropp och ett cylinderhus utförda i samma materialstycke, företrädesvis av plastmaterial. Gavlarna 14 är tillfogade med genomgående bultar. Styrdonet 12 påverkar fyra ventilslider 15, två i varje gavel, och reglerar ventilkäglorna l5a i deras två lägen. Fjädern 13 (fig. 5) driver styrdonet 12 när ventilen befinner sig i dödläge. Eftersom ventilen regleras genom kraft från cylinderns kolvstång, via kardanupphängningen och via gränsreglerramarna 6 och reglerarmarna 7, uppkommer ett dödläge när ventilkäglorna l5a befinner sig mittemellan änd- lägena och således ej längre styr vätskeflödet.Figures 6A and 6B show the hydraulic cylinder in partial section. The hydraulic cylinder 10 comprises a valve body and a cylinder housing made of the same piece of material, preferably of plastic material. The ends 14 are attached with through bolts. The control device 12 acts on four valve slides 15, two in each end, and regulates the valve cones 15a in their two positions. The spring 13 (Fig. 5) drives the control device 12 when the valve is in the dead position. Since the valve is regulated by force from the piston rod of the cylinder, via the gimbal suspension and via the limit control frames 6 and the control arms 7, a standstill occurs when the valve cones 15a are located between the end positions and thus no longer control the flow of liquid.

I fig. 6A rör sig kolven åt höger och fluidumflödet är såsom visas med pilarna. De vänstra ventilkäglorna l5a stänger således sina öppningar och de högra ventilkäglorna l5a är öppna. I fig. 6B har styrdonet kastat om ventil- sliderna 15 och kolven rör sig åt andra hållet. Flödet ut och in ur hydraulcylindern är naturligtvis riktat åt samma håll oberoende av kolvens rörelse. Hydraulcylindern kan i och för sig drivas både som pump och hydraulcylinder.In Fig. 6A, the piston moves to the right and the fluid flow is as shown by the arrows. The left valve cones 15a thus close their openings and the right valve cones 15a are open. In Fig. 6B, the control device has reversed the valve slides 15 and the piston moves in the other direction. The flow in and out of the hydraulic cylinder is of course directed in the same direction independent of the movement of the piston. The hydraulic cylinder itself can be operated both as a pump and a hydraulic cylinder.

När två hydraulcylindrar skall styra ett sprutmunstycke enligt föreliggande uppfinning drivs bägge cylindrarna av mediet som skall sprutas. Mediet kan därvid gå från cylind- rarnas utlopp till sprutmunstycket men företrädesvis grenas flödet mediet av, t.ex. med en T-koppling i bottenplattan 9, och transporteras via en böjlig slang 4 till munstycket och separata slangar (ej visade) till cylindrarna, vars utlopp går till ett avlopp. Cylindrarnas hastigheter styrs genom att anordna strypbrickor eller nålventiler vid deras tillopp och/eller utlopp.When two hydraulic cylinders are to control a spray nozzle according to the present invention, both cylinders are driven by the medium to be sprayed. The medium can then go from the outlet of the cylinders to the spray nozzle, but preferably the flow branches off the medium, e.g. with a T-coupling in the bottom plate 9, and is transported via a flexible hose 4 to the nozzle and separate hoses (not shown) to the cylinders, the outlet of which goes to a drain. The speeds of the cylinders are controlled by arranging throttle washers or needle valves at their inlet and / or outlet.

Hydraulcylindern 10 med ventilsystem enligt uppfinningen är konstruerad för att användas som kraftgivare eller pump och har inte slangar och kopplingar mellan ventiler och cylinder, vilket minimerar läckage och utrymme. Detta medför också endast två portar: ett tillopp och ett utlopp, dvs. tvåThe hydraulic cylinder 10 with valve system according to the invention is designed for use as a power sensor or pump and does not have hoses and connections between valves and cylinder, which minimizes leakage and space. This also entails only two gates: an inlet and an outlet, ie. two

Claims

501 639 10 15 20 25 30 35 40 couplings. The valve pairs 15 are mounted in pairs in the ends 14 and the flow paths (channels) are drawn so that the manufacturing costs are low, at the same time as the construction gives overpressure on the alternately closed valve pairs and thus keeps them in closed position, without external mechanical force. Thanks to the simple construction, the valve / cylinder housing is manufactured with advantage in a suitable plastic material, in order to obtain high resistance to acidic and / or basic media and low manufacturing cost. The cones 15a of the valves have a larger area than the valve slides (valve rods) in order to obtain compressive force on the closed valves. An application of the hydraulic cylinder according to the present invention is to be able to use two identical hydraulic cylinder valves to obtain a well-functioning, cheap and reliable pump for pumping up dish chemicals. One cylinder is powered by water under pressure. By connecting its piston rod to the second cylinder, the second cylinder can act as a pump. The present invention thus provides a device for spreading various media under pressure with an ability to accurately determine the spray pattern and with reliable construction. Examples of media that can be sprayed are liquid shoes, e.g. water, chemicals, solvents, detergents, a mixture of chemicals and air to obtain foam, but also gases such as for sandblasting. The nozzle 1 can also be of different types, with adjustable jet width or fixed spreading nozzles, jet nozzles, etc. The scope of the invention is limited only by the following claims. PATENT REQUIREMENTS

Device for controlling a spray nozzle (1) mounted in a universal joint (2) for rotation in the horizontal and vertical directions by means of a drive device (3), characterized by a position pin (5) which is connected to the nozzle (1 ) and cooperating with a limit control device (6V, 6H) for controlling the movement of the nozzle (1) within a variable outer limit. 10 15 20 25 30 35 40 501 639 7

Device according to Claim 1, characterized in that the limit control (6V), one for horizontal control and one for control in the control device, comprise two limit control frames (6H, tikalled, in which the position pin (5) inserts and which act on the respective drive device ( 10) for the horizontal and vertical movement of the nozzle (1).

Device according to Claim 2, characterized in that the opening of the boundary control frames (6) can be varied in size and shape by fastening different masks (6 ') with a fixed size.

Device according to claim 2, characterized in that the limit control frames have adjustable inner edges for varying the opening of the limit control frames in size and shape.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the position pin (5) is loosely mounted at the cardan suspension (2) at a point near the point of intersection of its vertical and horizontal points of intersection, the position pin (5) projecting from a rectangular hole (20) in an inner part (24) of the gimbal suspension (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device comprises two hydraulic cylinders (10) for rotating the nozzle horizontally and vertically, respectively.

Device according to claim 6, characterized in that the hydraulic cylinders are driven by the medium to be sprayed from the nozzle (1).

Device according to one of Claims 2 to 7, characterized in that the limit control frames (6V, 6H) act on the valve slide (15) of the respective hydraulic cylinder.

Gimbal suspension comprising a fixed body (25) carrying an outer movable part (23) which in turn carries an inner part (24) (23), characterized in that the outer part (23) is mounted in the body (25) movable perpendicular to the outer part - with two sleeves (16, 17) through which a movable rod (21) runs to effect the movement of the inner movable part (24).

Hydraulic cylinder device comprising a cylinder and a reciprocating piston therein and a valve system with flow paths in which valve slides (15) are located for guiding the hydraulic medium to the cylinder and the piston, characterized in that the valve system and the cylinder are interconnected 5Ü1 639 8 10 15 to one unit.

11. ll. Hydraulic cylinder device according to Claim 10, characterized in that the valve system has only two ports: one inlet and one outlet.

Hydraulic cylinder device according to claim 10 or 11, (15), wherein each pair consists of a valve cone (15a) for characterized in that the valve slides are arranged pair pressurization of the cylinder and a valve cone (15a) for pressure relief of the cylinder on either side of the piston and each pair provides a direction of movement for the piston.

Hydraulic cylinder device according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the hydraulic medium presses the valve cones under pressure against their seats in their closed positions.

Hydraulic cylinder device according to one of Claims 10 to 13, characterized in that it can optionally operate as a pump or drive device.