DE1502115B1 - Flow insert for full cone jet nozzles - Google Patents
Flow insert for full cone jet nozzlesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungseinsatz für Vollkegelstrahldüsen, der mit der Verwirbelung dienenden Strömungsleitflächen ausgestattet ist, die in Seitenansicht einander überkreuzen und in gleichen Winkeln gegenüber der Achse geneigt sind und sich je über die Hälfte des Querschnitts der Einsatzbohrung des Düsenkörpers erstrecken, der sie mit zylindrischen Randflächen anliegen, wobei ein Mittelsteg in einer über den Durchmesser der Einsatzbohrung verlaufenden Axialebene die beiden stromoberseitigen Abschnitte der Leitflächen verbindet.The invention relates to a flow insert for full cone jet nozzles, which is equipped with the swirling flow guide surfaces which cross each other in side view and are inclined at the same angles to the axis and each extend over half the cross section of the insert bore of the nozzle body with which it abut cylindrical edge surfaces, a central web connecting the two sections of the guide surfaces on the upper side of the current in an axial plane extending over the diameter of the insert bore.
Derartige Strömungseinsätze werden für Düsen der verschiedensten Bauart und Größe verwendet, und sie dienen dazu, eine gleichmäßige Wirbelbewegung sowie eine gleichmäßige Turbulenz des Wassers oder einer anderen Flüssigkeit zu gewährleisten, die mit ein-cm Vollkegelstrahl verspritzt werden soll, bei dem das Spritzbild über die gesamte Fläche gleichmäßig ist.Such flow inserts are used for nozzles of various types and size are used, and they serve to provide smooth vortex motion as well to ensure an even turbulence of the water or another liquid, which is to be sprayed with a one-cm full cone jet, in which the spray pattern is over the entire area is uniform.
Derartige Strömungseinsätze mit gekreuzten Strömungsleitflächen besitzen eine beträchtliche Zahl von Kanten, auf die die Flüssigkeit auftritt, die den Düsenkörper durchströmt. Bei bekannten Strömungseinsätzen der genannten Bauart lagen die die Strömungsleitflächen innenseitig begrenzenden Flächen bzw. Kanten in verschiedenen Ebenen, die einerseits radial und andererseits achsparallel verliefen. Hierdurch wird die Strömung mehrfach in unterschiedlicher Richtung abgelenkt bzw. aufgeteilt, was, wie sich gezeigt hat, Ursache sein kann für ein ungleichförmiges bzw. sich durch Flattern des Sprühstrahls veränderndes Sprühbild. Der Strömungskörper soll zwar eine Verwirbelung der hindurchströmenden C, Flüssigkeit bewirken und diese in Turbulenz versetzen, jedoch muß diese Verwirbelung zwecks Erzeugung einer gleichförmigen Turbulenz auch gleichmäßig und stets reproduzierbar genau erfolgen.Have such flow inserts with crossed flow guide surfaces a considerable number of edges on which the liquid occurs, which the nozzle body flows through. In known flow inserts of the type mentioned, the were Flow guide surfaces on the inside delimiting surfaces or edges in different Planes that ran radially on the one hand and axially parallel on the other. Through this the flow is deflected or divided several times in different directions, which, as has been shown, can be the cause of a non-uniform or self The spray pattern changes due to the fluttering of the spray jet. The flow body should cause a turbulence of the flowing through C, liquid and this put in turbulence, but this turbulence must in order to produce a uniform Turbulence can also take place uniformly and always reproducibly precisely.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strömungskörper zu schaffen, der eine Verbesserung im Hinblick auf die Gleichförmigkeit der Verwirbelung der hindurchströmenden Flüssigkeit erbringt und dabei einfach und billig auf automatisch arbeitenden Drehmaschinen herstellbar ist.The invention is based on the object of a flow body create an improvement in terms of turbulence uniformity of the liquid flowing through it and thereby easily and cheaply automatically working lathes can be produced.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Strömungseinsatz der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß am Mittelsteg in dessen Verlängerung eine dachförmige Zunge ansetzt, deren Dachflächen gleich lang sind, am Umfang des Einsatzes beginnen und zu einer Schneide auslaufen.According to the invention, this object is achieved in a flow insert the type mentioned above solved in that the central web in its extension a roof-shaped tongue attaches, the roof surfaces of which are of equal length, on the circumference of the Start insert and run out to a cutting edge.
Bei dem Strömungseinsatz nach der Erfindung liegen die für die Strömungsführung maßgeblichen Flächen und Kanten und die entsprechenden übergangsflächen von Zunge und Mittelsteg so, wie es im Sinne einer gleichmäßigen Strömungsverwirbelung an-estrebt wird.In the case of the flow insert according to the invention, there are those for the flow guidance relevant surfaces and edges and the corresponding transition surfaces of tongue and central web as it strives in the sense of a uniform flow turbulence will.
Die nach der Erfindung vorgesehene Zunge, die zweckmäßigerweise nach hinten aus dem Düsenkörper vorstehen kann, wenn dieser von seinem Verbindungsstück abgeschraubt ist, bringt außerdem den Vorteil einer bequemen Handhabung beim Einfügen und Auswechseln eines Strömungseinsatzes, denn die Zunge kann leicht mit den Fingern oder mittels eines Werkzeuges erfaßt werden, wodurch eine feinfühlige Einstellung möglich wird.The tongue provided according to the invention, which is expediently after can protrude from the rear of the nozzle body when this from its connector is unscrewed, also brings the advantage of convenient handling when inserting and changing a flow insert, because the tongue can easily be moved with your fingers or detected by means of a tool, whereby a sensitive adjustment becomes possible.
Gemäß einer bevorzu-ten Ausführun- der Erfindung ist die Schneide der Zunge unter einem Winkel zu der durch den Steg führenden Axialebene angestellt. Diese Winkelanstellung leitet in günstiger Weise eine Drallbildung der einströmenden Flüssigkeit ein.According to a preferred embodiment of the invention, the cutting edge is the tongue employed at an angle to the axial plane leading through the web. This angular adjustment leads in a favorable manner a swirl formation of the inflowing Liquid one.
Nach einer weiteren Aus-estaltung der Erfindung ist die Zunge an ihren Stirnseiten durch Kegelflächen derart begrenzt, daß sie sich zur Schneide hin verdickt. Diese Verdickung, die sich ergibt, wenn im Sinne einerVereinfachung des Herstellungsverfahrens Kegelfräser zur Erzeugung der erwähnten geraden Kante zwischen den Leitflächen und der Zunge entstehen, hat außer einer günstigen Strömungsführung noch den Vorteil, daß die Zunge beim Erfassen weniger leicht abrutscht, als wenn sie parallelflankig im - & wäre.According to a further embodiment of the invention, the tongue is delimited on its end faces by conical surfaces in such a way that it thickens towards the cutting edge. This thickening, which results when, in the sense of a simplification of the manufacturing process, bevel milling cutters are created to produce the aforementioned straight edge between the guide surfaces and the tongue, has, in addition to a favorable flow guidance, the advantage that the tongue slips off less easily when gripping than when it is parallel-flanked im - & would be.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i 1 einen Axialschnitt einer Spritzdüse mit Strömungseinsatz nach der Erfindung, F i g. 2 in größerem Maßstab eine Seitenansicht des Strömungseinsatzes gemäß der Erfindung, F i -. 2 A eine der F i 2 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsforin eines Strömungseinsatzes nach der Erfindung, F i g. 3 eine gegenüber F i g. 2 um 901 um die Längsachse gedrehte Seitenansicht des Strömungseinsatzes nach F i g. 2, in Richtung der Pfeile 3-3 betrachtet, F i -. 4 eine axiale Ansicht des Strömungseinsatzes von hinten her, F i g. 5 eine axiale Ansicht des Strömungseinsatzes von vorn her.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. In the drawing, F i 1 shows an axial section of a spray nozzle with a flow insert according to the invention, FIG. Figure 2 shows, on a larger scale, a side view of the flow insert according to the invention, F i -. 2A shows a view corresponding to FIG. 2 of a modified embodiment of a flow insert according to the invention, FIG. 3 one opposite F i g. 2 side view, rotated by 901 about the longitudinal axis, of the flow insert according to FIG. 2, viewed in the direction of arrows 3-3 , F i -. 4 shows an axial view of the flow insert from the rear, FIG. 5 is an axial front view of the flow insert.
F i g. 1. zeigt den Strömungseinsatz 21 eingesetzt in eine Spritzdüse 22, die einen Vollkegel-Sprühstrahl erzeugt. Nach dem Ausführungsbeispiel besteht die Düse 22 aus einem Düsenkörper 23, auf dessen hinteres Gewinde ein Verbindungsstück 24 aufgeschraubt ist. Der Düsenkörper23 weist eine Einsatzbohrung25 auf, die sich nach vorn über einen übergangsabschnitt 26 nach der Düsenaustrittsöffnung 27 hin verjüngt. Die Düse ist bezüglich ihrer Mittelachse 28 symmetrisch aufgebaut, und der Strömungseinsatz 21 ist axial in die Einsatzbohrung 25 des Düsenkörpers 23 eingefügt. Nach dem Ausführungsbeispiel wird ein im Querschnitt kreisrunder Strahl erzeugt; bei entsprechender, an sich bekannter Ausbildung der Düse könnte der Querschnitt jedoch auch quadratisch oder elliptisch usw. sein.F i g. 1. shows the flow insert 21 inserted into a spray nozzle 22 which generates a full cone spray jet. According to the exemplary embodiment, the nozzle 22 consists of a nozzle body 23, onto the rear thread of which a connecting piece 24 is screwed. The nozzle body 23 has an insert bore 25 which tapers towards the front via a transition section 26 towards the nozzle outlet opening 27. The nozzle is constructed symmetrically with respect to its central axis 28 , and the flow insert 21 is inserted axially into the insert bore 25 of the nozzle body 23. According to the exemplary embodiment, a beam with a circular cross-section is generated; With a corresponding, known design of the nozzle, however, the cross section could also be square or elliptical, etc.
Der Strömungseinsatz 21, dessen Ausbildung aus den F i g. 2 bis 5 ersichtlich ist, besitzt zylindrische Randflächen mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Einsatzbohrung 25 entspricht, so daß dieser Strömungseinsatz mit Gleitsitz oder festem Reibungssitz in den Düsenkörper einfügbar ist. Nach dem Aufschrauben des Verbindungsstückes 24 ist der Strömungseinsatz, der sich vorn im übergangsstück 26 abstätzt, auch nach hinten durch eine Stufe formschlüssig abgestützt.The flow insert 21, the formation of which from FIGS. 2 to 5 can be seen, has cylindrical edge surfaces with a diameter which corresponds to the diameter of the insert bore 25 , so that this flow insert can be inserted into the nozzle body with a sliding fit or a fixed friction fit. After the connecting piece 24 has been screwed on, the flow insert, which is etched off at the front in the transition piece 26 , is also supported in a form-fitting manner towards the rear by a step.
Der Strömungseinsatz 21 besteht aus in Seitenansicht einander überkreuzenden Strömungsleitflächen 35 A, 35 B, die sich je über die Hälfte des Querschnitts der Einsatzbohrung 25 des Düsenkörpers 23 erstrecken, und einem sich in einer Zunge 38' fortsetzenden Mittelsteg 38, der über den Durchmesser der Einsatzbohrung verläuft und die beiden stromoberseitigen Abschnitte der Leitflächen verbindet. Die Strömungsleitflächen 35 A und 35 B besitzen in der axialen Stimansicht gemäß F i g. 4 und 5 eine halbrunde Gestalt und liegen auf entgegengesetzten Seiten einer axialen Mittelebene 36. Die beiden Strömungsleitflächen 35 A und 35 B sind miteinander identisch gestaltet und auf weiter unten beschriebene Art und Weise miteinander verbunden. Wegen der bezüglich der Mittelebene 36 symmetrischen Ausbildung sind die auf der Seite A bzw. B der Mittelebene 36 liegenden Teile des Strömungseinsatzes 21 jeweils mit gleichen Bezugszahlen unter Hinzufügung des Buchstabens A oder B bezeichnet.The flow insert 21 consists of flow guide surfaces 35 A, 35 B which cross one another in a side view and which each extend over half the cross section of the insert bore 25 of the nozzle body 23 , and a central web 38 which continues in a tongue 38 ' and extends over the diameter of the insert bore runs and connects the two upstream sections of the guide surfaces. The flow guide surfaces 35 A and 35 B have in the axial end view according to FIG . 4 and 5 have a semicircular shape and lie on opposite sides of an axial center plane 36. The two flow guide surfaces 35 A and 35 B are designed to be identical to one another and are connected to one another in the manner described below. Due to the center plane 36 symmetrical design on the side A or B of the center plane are designated 36 lying parts of the flow insert 21 the same reference numbers with the addition of the letter A or B.
In dem in der l#üttelebene 36 liegenden Überkreuzungsabschnitt sind die beiden Leitflächen 35 A und 35 B miteinander verbunden. Von dort steht ein Mittelsteg 38 vor, der die beiden stromoberseitigen Abschnitte der Leitflächen verbindet und zu einer dachförmigen Zunge 38' verlängert ist, die als Griffstück zum Ein- und Ausbau des Strömungseinsatzes und in Verbindung mit dem Mittelsteg 38 zu der erwünschten Strömungsführung dient. Die Leitflächen 35 A und 35 B sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich, in einem Winkel von 541 gegenüber der Längsachse 31 des Strömungseinsatzes 21 angestellt.The two guide surfaces 35 A and 35 B are connected to one another in the crossover section lying in the l # üttelplane 36. From there protrudes a central web 38 , which connects the two upstream sections of the guide surfaces and is extended to a roof-shaped tongue 38 ' , which serves as a handle for installing and removing the flow insert and in connection with the central web 38 for the desired flow guidance. The guide surfaces 35 A and 35 B are, as shown in FIG. 2, made at an angle of 541 with respect to the longitudinal axis 31 of the flow insert 21.
Die Leitfläche 35 A weist ebene obere und untere Strömungsleitflächen 41 A bzw. 42 A auf, die parallel zueinander verlaufen und rechtwinkelig auf der Mittelebene 36 stehen. Die äußeren Ränder der oberen und unteren Flächen 41 A und 42 A sind durch eine zylindrische Randfläche 43 A miteinander verbunden. In der Mittelebene 36 sind die überkreuzungsabschnitte der Leitflächen 35 A und 35 B in einer rhombischen Fläche miteinander verbunden, deren Mittelpunkt 44 in der Mittelachse 31 liegt. Unterhalb der Rhombusfläche sind die der Mittelebene 36 benachbarten Kanten der Leitflächen 35 A und 35 B mit sich verjüngenden Abschnitten des Mittelsteges 38 verbunden.The guide surface 35 A has flat upper and lower flow guide surfaces 41 A and 42 A , which run parallel to one another and are at right angles to the center plane 36 . The outer edges of the upper and lower surfaces 41 A and 42 A are connected to one another by a cylindrical edge surface 43 A. In the central plane 36 , the crossover sections of the guide surfaces 35 A and 35 B are connected to one another in a rhombic surface, the center point 44 of which lies in the central axis 31. Below the rhombus surface, the edges of the guide surfaces 35 A and 35 B adjacent to the central plane 36 are connected to tapering sections of the central web 38 .
Oberhalb der Rhombusfläche besitzt die Leitfläche 35 A eine ebene Fläche 45 A, die in der Mittelebene 36 liegt und sich vom äußersten Ende der Leitfläche 35 A aus über etwa die Hälfte des Abstandes von der Rhombusfläche erstreckt, und die Unterkante dieser Fläche 45 A wird durch eine in der Leitfläche 35 A ausgebildete Quernut 46 A begrenzt. Die Quernut 46 A verläuft parallel zur Leitfläche 35 B und wird durch eine ebene Bodenfläche 146 A begrenzt, die parallel zu der Fläche 45 A verläuft. Ferner wird die Quernut durch eine Seitenfläche 246 A begrenzt, die einen Fortsatz der Fläche 41 B der anderen Leitfläche 45 B bildet, und schließlich durch eine auf der entgegengesetzten Seite liegende ebene Seitenfläche 346 A, die parallel zu den Flächen 41- B und 246 B verläuft.Above the rhombus surface, the guide surface 35 A has a flat surface 45 A, which lies in the center plane 36 and extends from the outermost end of the guide surface 35 A over about half the distance from the rhombus surface, and the lower edge of this surface 45 A is through a transverse groove 46 A formed in the guide surface 35 A is limited. The transverse groove 46 A runs parallel to the guide surface 35 B and is delimited by a flat bottom surface 146 A , which runs parallel to the surface 45 A. Furthermore, the transverse groove is limited by a side surface 246 A , which forms an extension of the surface 41 B of the other guide surface 45 B , and finally by a flat side surface 346 A on the opposite side, which is parallel to the surfaces 41-B and 246 B runs.
Am oberen Ende der Leitfläche 35 A, wo die Schnittkante der Flächen 41 A, 43 A und 45 A sonst eine außerordentlich scharfe unerwünschte Kante bilden würde, besitzt die Leitfläche 35 A eine abgerundete Fläche 47 A, die, wie weiter unten erläutert, ebenso wie die entsprechende abgerundete Fläche 47 B der Leitfläche 35 B einen Teil einer gemeinsamen Rotationsfläche bildet, deren Rotationsachse mit der Längsachse 31 des Strömungseinsatzes 21 zusammenfällt.At the upper end of the guide surface 35 A, where the cutting edge of the surfaces 41 A, 43 A and 45 A would otherwise form an extremely sharp undesirable edge, the guide surface 35 A has a rounded surface 47 A, which, as explained below, as well the corresponding rounded surface 47 B of the guide surface 35 B forms part of a common rotational surface, the axis of rotation of which coincides with the longitudinal axis 31 of the flow insert 21.
Ebenso besitzen die unteren Teile der Leitflächen 35 A und 35 B abgerundete Flächen 48 A bzw. 48 B, die auf einer Rotationsfläche liegen, die mit der Achse 31 zusammenf ällt. Bei kleineren Ausführungen des Strömungseinsatzes, bei denen es erwünscht ist, die Länge des Steges 38 im Vergleich zum Durchmesser des Düsenkörpers relativ groß zu machen, können die abgerundeten Flächen 48 A und 48 B an den unteren Enden der Leitflächen 35 A und 35 B wegfallen. Ein solcher kleinerer Strömungseinsatz 521 ist in F i g. 2 A dargestellt. Die mit dem Mittelsteg verbundene Zunge 538 besitzt hier eine etwas größere Länge als bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 bis 5. Likewise, the lower parts of the guide surfaces 35 A and 35 B have rounded surfaces 48 A and 48 B, which lie on a surface of revolution which coincides with the axis 31. In the case of smaller designs of the flow insert, in which it is desired to make the length of the web 38 relatively large compared to the diameter of the nozzle body, the rounded surfaces 48 A and 48 B at the lower ends of the guide surfaces 35 A and 35 B can be omitted. Such a smaller flow insert 521 is shown in FIG. 2 A. The tongue 538 connected to the central web has a somewhat greater length here than in the exemplary embodiment according to FIG. 2 to 5.
Die dachförmige Zunge 38' wird durch Dachflächen 38 A und 38 B begrenzt, die parallel zu den Flächen 41 A und 42 A bzw. zu den Flächen 41 B und 42 B verlaufen. Die voneinander abgewandten Seitenflächen von Mittelsteg 38 und Zunge 38' werden von Kegelflächen begrenzt, die von gleicher Form, jedoch entgegengesetzt angeordnet sind. Hierbei wird die Seitenfläche der Zunge 38, die unterhalb der Leitfläche 35 A liegt, durch eine solche Fläche 138 A begrenzt, während die unter der Leitfläche 35 B liegende Seite der Zunge 38' durch eine entsprechende Fläche 138 B abgegrenzt wird. Die Fläche 138 B schneidet die Fläche 42 B und schließt mit dieser einen Winkel von 870 ein. Diese Schnittlinie ist in F i g. 3 als gekrümmte Linie 50 B dargestellt, während die Schnittlinie zwischen der konischen Fläche 138 B und der ebenen Fläche 38 B in F i g. 3 als gekrümmte Kante 51 B dargestellt ist. Ferner schneidet die konische Fläche 138 B die Fläche 41 A längs einer Geraden 52 B, und an der durch die Linie 52 B bestimmten Kante der Fläche 138 B schneidet die geprümmte Linie 50 B die Fläche 41A im wesentlichen in der Mittelebene36. Die sich von der Zunge 38' aus erstreckende gekrümmte Linie 50 B divergiert gemäß F i g. 3 und 4 gegenüber der Mittelebene 36, und da die Linien 50 A und e 50 B von der Mittelebene 36 aus in entgegengesetzten Richtungen divergieren, besitzt die Zunge 38, 38' gemäß F i g. 4 dort, wo sie mit den Leitflächen 35 A und 35 B verbunden ist, eine erhebliche Dicke. Diese Dicke wird durch den Abstand zwischen den gestrichelten Linien 50 A und 50 B in F i g. 4 repräsentiert, und die Dicke ist im Mittelabschnitt der Zunge 38 geringer als an den Kanten.The roof-shaped tongue 38 ' is delimited by roof surfaces 38 A and 38 B, which run parallel to surfaces 41 A and 42 A and to surfaces 41 B and 42 B, respectively. The side surfaces of the central web 38 and tongue 38 ' facing away from one another are delimited by conical surfaces which are of the same shape but are arranged opposite one another. Here, the side surface of the tongue 38, which lies below the guide surface 35 A, is delimited by such a surface 138 A , while the side of the tongue 38 ' below the guide surface 35 B is delimited by a corresponding surface 138 B. The surface 138 B intersects the surface 42 B and forms an angle of 870 with this. This line of intersection is shown in FIG. 3 is shown as curved line 50 B , while the line of intersection between the conical surface 138 B and the flat surface 38 B in FIG. 3 is shown as a curved edge 51 B. Furthermore, the conical surface 138 B intersects the surface 41 A along a straight line 52 B, and at the edge of the surface 138 B determined by the line 52 B, the checked line 50 B intersects the surface 41A essentially in the central plane36. Extending from the tongue 38 'from extending curved line 50 B diverges in accordance with F i g. 3 and 4 with respect to the central plane 36, and since the lines 50 A and 50 B diverge in opposite directions from the central plane 36 , the tongue 38, 38 ' according to FIG. 4 where it is connected to the guide surfaces 35 A and 35 B , a considerable thickness. This thickness is determined by the distance g between the dashed lines 50 A and 50 B in F i. 4, and the thickness is less in the central portion of the tongue 38 than at the edges.
Aus F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß im Gegensatz zu der verringerten Dicke im oberen Mittelabschnitt der Zunge 38' die unteren Teile der Zunge auf deren Ende hin fortschreitend dicker werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Winkel zwischen den Flächen 42 B und 138 B sowie zwischen den Flächen 42 A und 138 A kleiner ist als 901. From Fig. 3 and 4 it can be seen that, in contrast to the reduced thickness in the upper central portion of tongue 38 ', the lower parts of the tongue become progressively thicker towards the end thereof. This is due to the fact that the angle between the surfaces 42 B and 138 B and between the surfaces 42 A and 138 A is less than 901.
Der in der Zeichnung dargestellte Strömungseinsatz 21 läßt sich schnell und wirtschaftlich aus Stangenmaterial mittels Automaten in der gewünschten Form herstellen, die die angestrebte Strömungsleitung zum Zwecke der Durchwirbelung bewirkt.The flow insert 21 shown in the drawing can be quickly and economically from bar material using automatic machines in the desired shape produce which causes the desired flow line for the purpose of turbulence.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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