DE3527205C1 - Nozzle for spraying high pressure liquid - Google Patents
Nozzle for spraying high pressure liquidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Düse zum Absprühen von Hochdruckflüssigkeit, die aus einem verschleißfestem Material mit geringer Querdehnung besteht, die mit ihrem schaftförmigen, zylindrischen Abschnitt in die Bohrung eines Düsenhalters eingreift und im Bereich ihres Austrittsendes mit einem Bund versehen ist, der sich mit einer Schulter auf dem Düsenhalter abstützt.The invention relates to a nozzle for spraying high pressure liquid, which consists of a wear-resistant There is material with low transverse elongation, which enters the bore with its shaft-shaped, cylindrical section engages a nozzle holder and is provided in the area of its outlet end with a collar that is with one shoulder is supported on the nozzle holder.
Es gehören Hochdruck-Vollstrahldüsen zum vorbekannten Stand der Technik, deren Außenumfang mit einem Sechskantabschnitt ausgestattet ist, an den sich beidseitig ein zylindrischer Düsenabschnitt anschließt. Der längere dieser beiden Düsenabschnitte greift mit seinem Gewindeabschnitt in eine entsprechende Bohrung des Düsenhalters ein und schließt sie flüssigkeitsdicht ab. Das andere Ende der Düse steht über den Düsenhalter vor oder befindet sich in einem erweiterten Bohrungsabschnitt des Düsenhalters. Um den Verschleiß zu vermindern und die Standzeit der Düse zu vergrößern ist der Düsenkörper zweiteilig ausgebildet und besitzt einen zylindrischen Hartmetalleinsatz, der von einem aus Edelstahl bestehenden Düsenmantel umschlossen ist.There are high pressure full jet nozzles to the previously known State of the art, the outer circumference of which is equipped with a hexagonal section to which A cylindrical nozzle section connects on both sides. The longer of these two nozzle sections engages with its threaded section into a corresponding bore in the nozzle holder and closes it in a liquid-tight manner away. The other end of the nozzle protrudes over the nozzle holder or is in an enlarged one Bore section of the nozzle holder. To reduce wear and tear and extend the life of the nozzle enlarge the nozzle body is designed in two parts and has a cylindrical hard metal insert, the is enclosed by a nozzle jacket made of stainless steel.
Durch die DE-OS 29 51 011 sind Düsen für Schrämwalzen von Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues bekanntgeworden, die mit ihrem zylindrischen, schaftförmigen Abschnitt in die Bohrung eines Düsenhalters eingreifen und an ihrem Austrittsende mit einem Bund versehen sind, der innerhalb eines erweiterten Bohrungsabschnittes des Düsenhalters liegt. Ein sich unmittelbar an den Bund der Düse anschließender Gewindeabschnitt greift in ein Gewinde des aufnehmenden Bohrungsabschnittes ein und hält die Düse. Daher befindet sich zwischen dem schaftförmigen Düsenabschnitt, der sich an den Gewindeabschnitt anschließt, und der Bohrung des Düsenhalters ein ringförmiger Raum, der mit der von der Düse abzusprühenden Flüssigkeit gefüllt ist und diesen Abschnitt der Düse beaufschlagt.DE-OS 29 51 011 nozzles for cutting rollers of mining machines in underground mining, which with their cylindrical, shaft-shaped section engage in the bore of a nozzle holder and at its outlet end with a Bund are provided, which lies within an enlarged bore portion of the nozzle holder. One itself immediately the threaded section adjoining the collar of the nozzle engages in a thread of the receiving one Bore section and holds the nozzle. Therefore, between the shaft-shaped nozzle section, which adjoins the threaded portion, and the bore of the nozzle holder an annular space, the is filled with the liquid to be sprayed from the nozzle and acts on this section of the nozzle.
Weiterhin gehört es zum vorbekannten Stand derFurthermore, it belongs to the previously known state of
Technik, eine Düse in der Bohrung des Düsenhalters mittels einer ringförmigen oder einer den Düsenhalter umschließenden Mutter zu befestigen (DBGM 85 00 897 und DE-OS 29 03 733).Technique, a nozzle in the bore of the nozzle holder by means of an annular or a nozzle holder to fasten the surrounding nut (DBGM 85 00 897 and DE-OS 29 03 733).
Um den Düsenverschleiß zu vermindern und Düsenkorrosionen zu reduzieren ist, wie aus der US-Patentschrift 41 35 861 hervorgeht, bereits vorgeschlagen worden, die Düse aus keramischem Material zu fertigen. Derart hochverschleißfeste und korrosionsbeständige Materialien haben vielfach den Nachteil, daß sie verhältnismäßig unelastisch sind und keine oder nur geringe Querdehnungen aufnehmen können. Sie müssen daher eng ummantelt, also von einem Trägermaterial mit engem Sitz eingeschlossen sein, das ihnen zwar die Radialbelastung abnimmt, jedoch die Herstellung einer Düse wegen des beträchtlichen Fertigungsaufwandes erheblich verteuert.In order to reduce nozzle wear and to reduce nozzle corrosion, as described in the US patent 41 35 861, it has already been proposed to manufacture the nozzle from ceramic material. Such highly wear-resistant and corrosion-resistant materials often have the disadvantage that they are relatively are inelastic and can absorb little or no transverse expansion. So you have to be tightly encased, so be enclosed by a carrier material with a tight fit, although the radial load decreases, but the manufacture of a nozzle because of the considerable manufacturing effort considerably more expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, die Radialbelastung solcher Düsen zu vermindern und die Düsenausbildung zu vereinfachen und zu verbilligen.The object of the invention is to create a way of reducing the radial loading of such nozzles and to simplify and make the nozzle design cheaper.
Zur Lösung dieses Problems geht die Erfindung von der eingangs beschriebenen Düse zum Absprühen von Hochdruckflüssigkeit aus und schlägt vor, ihre auf dem Düsenhalter aufliegende Schulter abzuschrägen und den Bohrungsabschnitt des Düsenhalters mit Hilfe dieser Schulter abzuschließen, den schaftförmigen Düsenabschnitt mit weitem radialen Spiel in diesen Bohrungsabschnitt hineinragen zu lassen und die Düse mittels einer auf der freien Stirnseite ihres Bundes aufliegenden, mit dem Düsenhalter verschraubten Mutter, die mit einer zentrisch zur Düsenachse liegenden Ausnehmung versehen ist, zu halten. Mit ihrer abgeschrägten Schulter schließt die Düse die Zulaufbohrung des Düsenhalters am Austrittsende hermetisch ab und liegt mit ihrem zylindrischen Abschnitt innerhalb der Hochdruckflüssigkeit, die sowohl radial auf die Düsenbohrung als auch in umgekehrter Richtung auf den Umfang des Düsenschaftes einwirkt. Radialkräfte, die bei Hochdruckflüssigkeit von mehr als 1000 bzw. 2000 bar nach außen gerichtete Zugspannungen innerhalb des Düsenschaftes hervorrufen, werden bei der vorgeschlagenen Düsenanordnung stets von den nach innen in Richtung auf die Düsenachse gerichteten Kräften ausgeglichen und können vom Material in Form von Druckspannungen erheblich besser aufgenommen werden. Ursache des Überwiegens der auf die Düsenachse gerichteten Druckkräfte ist die im Vergleich zum Umfang der Düsenbohrung größere Umfangsfläche des Düsenschaftes. Sie kompensiert die nach außen gerichteten Kräfte, die sich in Form von Zugspannungen innerhalb des Düsenmaterials bemerkbar machen würden, und gestattet es, die Düse einteilig aus einem hochverschleißfesten, korrosionsbeständigen, spröden Material zu fertigen, das keine hohen Querdehnungen verträgt. Die Fertigung einer solchen Düse, beispielsweise aus Keramik oder aus anderen Materialien, wird dadurch wesentlich vereinfacht, und es werden die Herstellungskosten solcher Düsen erheblich verringert ohne die Düsenstandzeit zu reduzieren.To solve this problem, the invention is based on the nozzle described at the beginning for spraying off High pressure liquid and suggests that your shoulder resting on the nozzle holder be beveled and complete the bore section of the nozzle holder with the help of this shoulder, the shaft-shaped nozzle section to protrude with a wide radial play in this bore section and the nozzle by means of a nut that rests on the free end face of its collar and is screwed to the nozzle holder, which with a recess located centrally to the nozzle axis is provided. With her slanted shoulder the nozzle hermetically closes the inlet bore of the nozzle holder at the outlet end and lies with its cylindrical Section within the high-pressure liquid, which both radially to the nozzle bore and in acts in the opposite direction on the circumference of the nozzle shaft. Radial forces that occur with high pressure fluid cause outward tensile stresses of more than 1000 or 2000 bar within the nozzle shaft, are in the proposed nozzle arrangement always from the inward in the direction of the nozzle axis directed forces are balanced and the material in the form of compressive stresses can be much better be included. The reason for the predominance of the pressure forces directed at the nozzle axis is the im Compared to the circumference of the nozzle bore, larger circumferential surface of the nozzle shaft. She compensates for that outwardly directed forces, which are noticeable in the form of tensile stresses within the nozzle material would make, and allows the nozzle to be made in one piece from a highly wear-resistant, corrosion-resistant, to manufacture brittle material that cannot withstand high transverse strains. The manufacture of such a nozzle, for example made of ceramic or other materials, is significantly simplified, and the Manufacturing costs of such nozzles are significantly reduced without reducing the nozzle service life.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Mutter in den Bohrungsabschnitt des Düsenhalters, der den Bund der Düse aufnimmt, eingreifen oder aber den Teil des Düsenhalters umschließen, auf welchem der Bund der Düse aufliegt, wobei Düsenhalter oder Mutter mit einer den Außenumfang des Bundes mit der Atmosphäre verbindenden Auslaßbohrung versehen sind. Zweck dieser Auslaßbohrung ist es, etwa zwischenAccording to a further feature of the invention, the nut can be in the bore section of the nozzle holder, the the collar of the nozzle receives, engage or enclose the part of the nozzle holder on which the Collar of the nozzle rests, with nozzle holder or nut with one of the outer circumference of the collar with the atmosphere connecting outlet bore are provided. The purpose of this outlet hole is, for example, between
Bund und Düsenschulter hindurchtretender Flüssigkeit den Austritt zu ermöglichen, während die Mutter den Bund fest auf den Düsenhalter drücken und für einen dichten Abschluß der Bohrung des Düsenhalters sorgen soll.The collar and nozzle shoulder allow liquid to escape, while the nut allows the Press the collar firmly onto the nozzle holder and ensure that the hole in the nozzle holder is tightly sealed target.
Anhand zweier Ausführungsbeispiele ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail on the basis of two exemplary embodiments. It shows
F i g. 1 die erfindungsgemäße Düse in einem Längsschnitt durch die Bohrung des Düsenhalters,F i g. 1 the nozzle according to the invention in a longitudinal section through the bore of the nozzle holder,
Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 shows another embodiment of the invention.
Die erfindungsgemäße Düse ist mit 1 bezeichnet. Mit ihrem zylindrischen Schaft 2 greift sie mit weitem radialem Spiel in eine Bohrung 3 des Düsenhalters 4 ein und stützt sich mit ihrem Bund 5 am Ausgang dieser Bohrung 3 auf der unteren Stirnfläche eines erweiterten Bohrungsabschnittes 6 des Düsenhalters 4 ab (Fig. 1). Auch der Bund 5 liegt mit weitem radialem Spiel innerhalb des im Durchmesser größeren Bohrungsabschnittes 6, der mit einem Gewinde ausgestattet ist, in das eine ringförmige Mutter 7 eingreift. Sie stützt sich auf der Stirnfläche des Düsenbundes 5 ab und hält die Düse 1 in ihrer Position gegen den Druck der austretenden Flüssigkeit fest. Durch eine in der Mitte der Mutter 7 befindliche Ausnehmung 8, durch die die Achse der Düsenbohrung 9 verläuft, tritt der von der Düse 1 ausgehende Hochdruckflüssigkeitsstrahl aus. Die mit quadratischem oder sechseckigem Querschnitt ausgestattete Ausnehmung 8 dient zum Ansetzen eines Schlüssels, um die Mutter 7 fest gegen die Düsenstirnfläche zu pressen und diese mit der schräg verlaufenden Schulter 10 ihres Bundes 5 mit hohem Druck gegen die Begrenzungskante der Bohrung 3 des Düsenhalters 4 zu drücken. Aufgabe dieser Kante ist es, die Bohrung 3 des Düsenhalters 4 hermetisch abzuschließen, da der Druck der Hochdruckflüssigkeit infolge des weiten radialen Spiels zwischen Bohrung 3 und Düsenschaft 2 auch im unmittelbaren Bereich der Schrägfläche der Schulter 10 ansteht und auch die Umfangsfläche des Schaftes 2 in radialer Richtung entgegen der Wirkung des Düsendrucks hoch belastet.The nozzle according to the invention is denoted by 1. With its cylindrical shaft 2, it engages with a wide radial Play in a bore 3 of the nozzle holder 4 and is supported with its collar 5 at the exit of this bore 3 on the lower end face of an enlarged bore section 6 of the nozzle holder 4 (Fig. 1). The collar 5 is also located with a wide radial play within the larger diameter bore section 6, which is provided with a thread into which an annular nut 7 engages. She relies on the End face of the nozzle collar 5 and holds the nozzle 1 in its position against the pressure of the exiting liquid fixed. By a recess 8 located in the middle of the nut 7 through which the axis of the nozzle bore 9, the high-pressure liquid jet emerging from the nozzle 1 emerges. The one with a square or hexagonal cross-section equipped recess 8 is used to attach a key to the To press nut 7 firmly against the nozzle face and this with the sloping shoulder 10 of your collar 5 to press against the boundary edge of the bore 3 of the nozzle holder 4 with high pressure. task this edge is to hermetically seal the bore 3 of the nozzle holder 4 because of the pressure of the high pressure liquid as a result of the wide radial play between bore 3 and nozzle shaft 2 also in the immediate vicinity Area of the inclined surface of the shoulder 10 is present and also the circumferential surface of the shaft 2 in a radial direction Direction against the effect of the nozzle pressure highly loaded.
Die in der F i g. 2 dargestellte Düsenanordnung unterscheidet sich von der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 im wesentlichen nur durch die Form der die Düse 1 haltenden Mutter 11. Letztere umgreift den zylindrischen Düsenhalter 4, der in seiner zentralen Bohrung 3 mit weitem radialem Spiel den Düsenschaft 2 aufnimmt und den Düsenbund 5 frei auf seiner Stirnfläche trägt. Die Mutter 11 umgreift den mit einem Gewindeabschnitt versehenen Düsenhalter 4 und ist mit diesem verschraubt. Mit der Stirnfläche ihrer Sackbohrung 12 liegt sie auf dem Bund 5 der Düse 1 auf und drückt ihn mit der Schrägfläche seiner Schulter 10 gegen die Austrittskante der Bohrung 3 des Düsenhalters 4. Auch diese Mutter 11 ist mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 13 versehen, die gleichachsig zur Düsenbohrung 9 liegt Eine radiale Bohrung 14 der Mutter 11 bzw. des Düsenhalters 4 stellt die Verbindung des über dem Düsenhalter 4 befindlichen Raumes mit der Atmosphäre her und gibt der etwa in diesen Raum eintretenden Leckflüssigkeit Gelegenheit, nach außen abzufließen. The in the F i g. 2 differs from the nozzle arrangement shown differs from the arrangement according to the embodiment of FIG. 1 essentially only through the Shape of the nozzle 1 holding nut 11. The latter engages around the cylindrical nozzle holder 4, which is in his central bore 3 with wide radial play receives the nozzle shaft 2 and the nozzle collar 5 freely its front face carries. The nut 11 engages around the nozzle holder 4 and which is provided with a threaded section is screwed to this. With the end face of its blind hole 12, it rests on the collar 5 of the nozzle 1 and presses it with the inclined surface of its shoulder 10 against the trailing edge of the bore 3 of the nozzle holder 4. This nut 11 is also provided with a central passage opening 13 which is coaxial with the Nozzle bore 9 is located. A radial bore 14 of the nut 11 or of the nozzle holder 4 provides the connection of the located above the nozzle holder 4 space with the atmosphere and gives the approximately entering this space Leak fluid Opportunity to flow out to the outside.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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