旋轉噴嘴系統的制作方法

專利名稱：旋轉噴嘴系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉噴嘴系統，包括相對于連接的供給管和旋轉噴嘴頭不可移動的殼體，其中所述噴嘴頭包括至少一個排出孔，并且其中所述噴嘴頭連接到伸到所述殼體中并且不可旋轉地連接到設置在所述殼體內的渦輪的軸。
背景技術：
歐洲專利說明書EP 0 645 191 BI公開了一種旋轉噴嘴系統，其中提供了不可移動的殼體和旋轉噴嘴頭。所述殼體包括旋流塞和剛性地聯接到軸的渦輪。為了防止當水壓上升時軸以越來越高的速度旋轉，而在軸與殼體之間設置了摩擦制動器，該摩擦制動器由流體壓力控制并且當水壓上升時起到增大制動動作的作用。由流體壓力控制的摩擦制動器為止推軸承的形式。當流體壓力上升時，軸由增大的力推靠于止動軸承的軸向軸承面并且因此產生增大的摩擦力。

發明內容
本發明的目的在于提供一種改進的旋轉噴嘴系統。為此，根據本發明提供了一種旋轉噴嘴系統，其包括相對于連接的供給管以及旋轉噴嘴頭不可移動的殼體，其中所述噴嘴頭包括至少一個排出孔并且其中所述噴嘴頭不可旋轉地連接到伸到所述殼體中并且不可旋轉地連接到設置在所述殼體內的渦輪的軸，其中所述渦輪和所述軸均具有中心通孔，以便在所述殼體內提供經由所述渦輪從所述連接的供給管引導到所述噴嘴頭的第一流動路徑、以及在所述殼體內提供經由每個所述中心孔從所述連接的供給管引導到所述噴嘴頭的第二流動路徑。這些措施提供了一種緩慢地并且以受控的方式旋轉的噴嘴系統，因為不是所有從連接的供給管流來的液體都引導通過渦輪，而是相反，一部分液體沿著引導通過所述中心孔并且因此不穿過渦輪的流動路徑被引導，因此是對噴嘴頭的旋轉沒有幫助的因素。因此噴嘴頭的旋轉速度不隨著水壓上升而連續增加，而替代地保持在相對較窄的速度范圍內。因此，本發明的旋轉噴嘴系統設計為為了隨著水壓上升而將噴嘴頭的旋轉速度保持在限定的范圍內，不具有由流體壓力控制的摩擦制動器。第二流動路徑由于它中心地定位而不構成對噴嘴頭的旋轉有幫助的因素的設置使得當水壓上升時能夠實現受控的速度特性。摩擦制動器的省略使得能夠將本發明的噴嘴系統設計為耐磨的。在本發明的發展中，在渦輪的上游在殼體內設置有旋流塞，該旋流塞具有中心通孔。通過設置旋流塞能夠使液體更有效地流入渦輪中。旋流塞也具有中心通孔以便提供不穿過渦輪的第二流動路徑并且因此是對噴嘴頭的旋轉沒有幫助的因素。旋流塞是相對于殼體不可移動的，并且例如具有流動通道，其相對于噴嘴系統的縱向中心軸線傾斜地設置，并且更特別地是傾斜地設置在盤中的孔的形式。在本發明的發展中，所述軸包括軸環，該軸環設置在殼體內并且沿著徑向方向向外伸出，并且形成止推軸承的軸承面，該軸具有位于所述軸環的正下游的至少ー個徑向孔，該徑向孔通到鄰近所述軸環的軸承面的軸承間隙。這樣，緊接在對噴嘴系統施加壓カ之后，能夠將流經所述軸的中心孔的液體推靠于止推軸承的軸承面。當對噴嘴系統施加壓カ時，軸向軸承因此立即被液體潤滑并且基本上不再承受摩擦力。這樣使得能夠實現止推軸承的基本上耐磨設計并且能夠使用在承受干摩擦時本質上快速磨損的材料，例如PTFE (特氟龍)。因此本發明的旋轉噴嘴系統可以具有支承材料，其指定用于例如例如食品處理工業中然而它可以設計為高耐磨的。在本發明的發展中，所述軸環的軸承面與所述軸的徑向軸承面井置。這樣，可以提供組合的軸向/徑向軸承，其中一對噴嘴系統施加壓カ就將從所述軸中的徑向孔流來的液體推靠于軸向軸承面和徑向軸承面。因此軸向軸承和徑向軸承兩者都受到液體潤滑并且在對噴嘴系統施加壓カ時基本上沒有摩擦。在本發明的發展中，所述殼體具有軸承襯套，軸承襯套形成止推軸承的軸承面和徑向軸承的軸承面，并且該軸承襯套包括潤滑容腔，潤滑容腔設置在與止推軸承的軸承面 井置的徑向軸向的軸承面中且繞著該軸承襯套的外周延伸，并與所述軸中的徑向孔流體連通。這些措施能夠確保非常快速且可靠地將從所述軸中的徑向孔流來的液體推靠于止推軸承和徑向軸承的軸承面。因此由該軸承襯套形成的組合止推和徑向軸承不用作由液體壓カ控制的摩擦制動器，而是替代地一施加壓カ到噴嘴系統就立即提供在止推軸承和徑向軸承中的液體膜，以與存在的液體壓カ無關地實現基本上無摩擦的操作。在本發明的發展中，所述渦輪具有中心設置的軸承部件。這樣，所述軸可以安裝在其進入殼體的位置處以及渦輪處，并且因此安裝在殼體內。例如，為此在渦輪上設置套管或襯套。因為渦輪上的軸承部件定位在殼體內，因此它必然受到流體流的沖擊并且因此它是不斷地被液體潤滑的并且基本上沒有摩擦。在本發明的發展中，在所述殼體內在渦輪的上游設置有旋流塞，該旋流塞包括適干與渦輪上的軸承部件配合的中心設置的軸承部件。這樣，所述渦輪可以安裝在相對于殼體不可移動的旋流塞上。因此本發明的噴嘴系統僅需要少數的部件。在本發明的發展中，旋流塞上的軸承部件為延伸到渦輪上的軸承襯套形式的軸承部件中的軸承套管的形式。套管具有中心通孔。這樣使得能夠將渦輪安裝在殼體內，并且還能夠提供不穿過渦輪的第二流動路徑。在本發明的發展中，所述軸具有在渦輪下游并且在殼體內的至少ー個徑向孔，以便將流經渦輪的液體引導到所述軸的中心孔中。這樣實現了本發明的噴嘴系統的低流動阻力。例如，在渦輪的下游在所述軸中設置多個徑向孔。在本發明的發展中，所述渦輪包括至少ー個鉆孔，鉆孔相對于噴嘴系統的縱向中心軸線傾斜地延伸并且在其流入端包括至少ー個擴展部，該擴展部沿著鉆孔的周向延伸。借助鉆孔的這種擴展部或凸起部，能夠使液體改進地流入到渦輪中，并且能夠使流經旋流塞的液體的能量更有效地傳遞到渦輪。此外，在鉆孔的流入端設置這種擴展部或凸起部可以使得作用在渦輪上的軸向推力減小。這也促進了渦輪在低操作壓力下的啟動。擴展部或凸起部可以例如通過將已經用于產生鉆孔的端銑刀以不同的迎角也就是說以相對于縱向中心軸線不傾斜或較小傾斜的角度重復插入到鉆孔的上游區域中來形成。這樣產生位于鉆孔的流入端的單側漏斗狀擴展部。當沿著渦輪的周向考慮時，這樣的擴展部可以設置在鉆孔的兩個端部處。


在權利要求以及下面參考附圖的本發明優選實施例的描述中揭示了本發明的附加特征和優點，其中
圖I為本發明的旋轉噴嘴系統的局部剖視圖，
圖2為在圖I中所示的噴嘴系統的分解圖，
圖3以從上方傾斜地觀察的視角表示圖I所示的噴嘴系統的渦輪和軸，
圖4以從側面傾斜地觀察的視角表示圖3所示的渦輪和軸，
圖5為圖3所示的渦輪和軸的俯視圖，
圖6為沿著圖5所示的剖面A-A剖開的視圖，
圖7為以從上方傾斜地觀察的視角的圖I所示的噴嘴系統的旋流塞的視圖，以及 圖8為圖I所示的噴嘴系統的旋流塞和渦輪的局部剖視圖。
具體實施例方式圖I所示的視圖是本發明的旋轉噴嘴系統10的局部剖視圖。噴嘴系統10包括相對于連接的供給管12不可移動的殼體14，其僅示意性地示出并且由上半部16和下半部18組成。連接的供給管12擰到殼體14的上半部16中。下半部18擰到上半部16。
軸20安裝用于在殼體14中旋轉，并且設置有噴嘴頭22，其在軸20的遠離殼體14的自由端包括共計三個單個噴嘴24、26和28。噴嘴24、26、28的每個限定排出孔，待霧化的液體通過該排出孔排出。噴嘴24、26、28每個是扇形噴嘴的形式，也參見圖2，并且因此產生扇形噴霧，其在圖I的畫出平面中基本上覆蓋360°。因此噴嘴系統10可以例如用作油箱清洗噴嘴。噴嘴頭22擰到軸20的自由端上并且借助鎖定套管30在軸20上固定就位。軸20伸到殼體14中并且借助由比如特氟龍制成的軸承襯套32安裝用于在殼體14中旋轉。軸承襯套32在其面向軸20的內表面上設置有潤滑容腔34，該潤滑容腔34繞著軸承襯套32的外周延伸并且與軸20中的徑向孔36流體連通。當液體在壓力下存在于連接的供給管12中時，該液體被推動通過軸20中的徑向孔36并且進入潤滑容腔34。液體從周向延伸的潤滑容腔34被推到徑向軸承間隙38和軸向軸承間隙40中。徑向軸承間隙38設置在軸承襯套32的內部徑向軸承面與軸20的外周之間。軸向軸承間隙40設置在軸承襯套32的在圖I中示出在向上位置的軸向軸承面與徑向軸環42的在圖I中示出在向下位置的軸向軸承面之間，徑向軸環42設置在位于殼體14內的軸20上。緊接著液體已經從連接的供給管12流進軸20的內部之后，對徑向軸承間隙38和軸向軸承間隙40兩者都供應液體。因此軸向軸承面和徑向軸承面兩者都是液體潤滑的，并且軸20因此基本上無摩擦地安裝在軸承襯套32中。
此外，軸20借助作為軸20的一體部分設置在渦輪46中的附加軸承襯套44安裝在殼體14中。軸承襯套44容納剛性地附接到殼體14的旋流塞50的軸承套管48。用于軸20和渦輪46的徑向軸承分別由旋流塞50上的軸承套管48和軸承襯套44形成。旋流塞50夾持在殼體14的上半部16和下半部18之間，并且因此附接到殼體14。噴嘴頭22中的扇形噴嘴24、26、28沿著中立方向定向，以便由此排出的噴霧不有助于提高或降低由渦輪46產生的旋轉速度。由扇形噴嘴24、26、28排出的扇形噴霧因此位于ー平面內，或者相對于一平面對稱地配置，該平面包括噴嘴系統10的縱向中心軸線52。由扇形噴嘴24、26、28排出扇形噴霧因此不產生關于縱向中心軸線52的扭矩。當然，在本發明的范圍內，代替扇形噴嘴24、26、28，可以使用任意種類的噴嘴。在噴嘴系統10的情況下，已經采取了措施來防止當水壓增加時噴嘴頭22繞著縱向中心軸線52的旋轉速度的過度增加。除了第一流動路徑以外，還提供了第二流動路徑，第一流動路徑從連接的供給管12引導通過旋流塞50以及渦輪46且從該處返回到帶通孔的軸20的內部并通到噴嘴頭22，第二流動路徑從連接的供給管12通過旋流塞中的中心孔 54直接引導到軸20的內部并且從該處通到噴嘴頭22。沿著該第二流動路徑經過的液體不流經渦輪46并且因此是對噴嘴頭22的旋轉運動沒有幫助的因素。設置旁路渦輪46的該第二流動路徑將確保當連接的供給管12中的水壓增加吋，噴嘴頭22的旋轉速度不增加或者僅在很窄的限值內增加。在這個方面的重要特征是不需要由液體壓カ控制的摩擦制動器，用于當水壓增加時限制噴嘴頭22以及渦輪46的旋轉速度。因此，噴嘴系統10并且更具體地包括軸承襯套44、32的軸承可以是高耐磨設計。因此，軸20相對于縱向中心軸線同心地通過端對端鉆孔，并且旋流塞50具有通到軸20內部的中心孔54。因此，液體能夠從連接的供給管通過中心孔54直接流到軸20的內部并且因此流到噴嘴頭22上的扇形噴嘴24、26、28。圖2為圖I所不的噴嘴系統10的分解圖。殼體的上半部16具有陰螺紋56,殼體的下半部18上的陽螺紋58可以擰到陰螺紋56中。如參考圖I說明的那樣，旋流塞50由此牢固地夾持在殼體的兩個半部16、18之間。旋流塞50包括沿著旋流塞的周向均勻地傾斜的共計6個旋流孔60。因此存在于旋流塞50上方的加壓液體由旋流孔傾斜地轉向，以便它撞擊渦輪46并且因此使得渦輪46繞著縱向中心軸線52旋轉。旋流塞50具有軸承套管48，軸承套管48具有相對于縱向中心軸線52同心地設置的通孔54。軸承套管48伸到軸承襯套44中。軸承襯套44包括圓柱形部分和繞著軸承襯套44的外周延伸并且容納在渦輪46的頂面中的互補凹部內的軸環。渦輪46具有相對于縱向中心軸線52傾斜的共計10個鉆孔62。鉆孔62的傾斜角沿著與旋流孔60的方向的相反方向定向，舉例而言如可在圖8中見到的那樣。渦輪46是帶通孔的軸20的一體部分，并且它同樣包括供軸承襯套44插入其中的中心孔。軸20在其與渦輪46相鄰的區域上具有共計6個徑向設置的細長孔ロ 64。細長孔ロ的延伸方向與縱向中心軸線52平行。已經經過渦輪46中的鉆孔62的液體可以通過細長孔ロ 64流到帶通孔的軸20的內部并且從該處流到噴嘴頭22。因此，用于來自連接的供給管12的液體的第一流動路徑引導通過設置在旋流塞50中的旋流孔60、通過設置在渦輪46中的鉆孔62、并且從該處通過細長孔ロ 64進入帶通孔的軸20的內部，并且從該處進入噴嘴頭22以及流到扇形噴嘴24、26、28。如上所述，第二流動路徑引導通過旋流塞50的中心孔54并且從該處直接進入帶通孔的軸20的內部，并且從該處同樣流到噴嘴頭22以及扇形噴嘴24、26、28。在細長孔口 64的與渦輪46相對的一側上，軸20具有軸環42，軸環42沿著徑向方向并且繞著軸20的外周延伸，并且軸環42的遠離渦輪的下側形成止推軸承的軸向軸承面66。軸20被推到軸承襯套32中，軸承襯套32同樣包括沿著徑向方向延伸并且繞著軸承襯套32的外周延伸的軸環，并且該軸環的頂面形成軸向軸承面。軸承襯套32的圓柱形部分被推到設置在殼體的下半部18中的支承孔68中。周向延伸的軸環42通過其軸承面66以及軸承襯套32的頂面形成用于軸20的止推支承，其吸收如圖I所示向下指向并且與縱向中心軸線52平行的力。如上所述，如圖I所示，軸20中的徑向孔36和設置在軸承襯套32中的潤滑容腔34確保一旦施加壓力到連接的供給管12上，就對軸20與軸承襯套32之間的徑向軸承間隙38和軸向軸承間隙40進行液體潤滑，以便止推軸承和徑向軸承是基本上沒有摩擦的。 如圖3所示的視圖以從上方傾斜地觀察的視角表示軸20和渦輪46。可以看到鉆孔62形成在盤狀渦輪46中以沿著周向朝向縱向中心軸線傾斜。此外，所有的鉆孔62具有沿著周向延伸的擴展部70。擴展部70通過重復插入端銑刀來形成，端銑刀已經以一定角度鉆入盤狀渦輪46中用于產生鉆孔62，以不同的迎角或例如沿著與縱向中心軸線平行地延伸的方向鉆入鉆孔62的頂部區域。借助鉆孔62的這種擴展部或凸起部70能夠實現液體進入渦輪46的改進流動，并且流經旋流塞50的液體的能量能夠更有效地傳遞到渦輪46。擴展部70及其相對于旋流塞50的布置也可以在圖8所示的視圖中清楚地見到。圖4中示出的視圖以從側面傾斜地觀察的視角描繪了軸20和渦輪46。共計四個徑向孔36在周向延伸的軸環42下方設置在軸20中，僅兩個徑向孔36在圖2中可見。如上面說明的那樣，參見圖1，這些徑向孔36確保軸20與軸承襯套32之間的止推軸承和徑向軸承由液體潤滑。圖5中所示的視圖為渦輪46和帶通孔的軸20的俯視圖。附圖清晰地表示了內部腔72，內部腔72延伸貫通整個帶通孔的軸20并且液體能夠通過內部腔72從連接的供給管經過旋流塞50的中心孔54、并且經過渦輪46的鉆孔62以及細長孔口 64直接流到噴嘴頭22，參見圖I。圖6中所示的視圖為沿著圖5所示的剖面A-A剖開的剖視圖。相對于縱向中心軸線52傾斜地延伸的鉆孔62和設置在鉆孔62的上游端部處的擴展部70可以在圖6中清晰地見到。圖7中所示的視圖以從上方傾斜地觀察的視角表示旋流塞50。中心孔54同心地設置到大體盤狀旋流塞50并且設置在同樣同心地設置到旋流塞50的凹部74的基部處。參見圖1，旋流塞50的頂面是略微凸起的。旋流孔60設置在旋流塞50的凸起部76與外部盤狀部78之間的過渡區域中。圖8a中示出的視圖為旋流塞50和渦輪46以及軸20的一部分的放大局部剖視圖。可以看到旋流塞50中的旋流孔60沿著與渦輪46中的鉆孔62的方向相反的方向傾斜。當沿著周向觀察渦輪時，可以看到渦輪46中的鉆孔62的擴展部70僅設置在鉆孔62的一側上。設置在鉆孔62的上游端部處的擴展部70確保渦輪46的更容易的啟動，因為當鉆孔62相對于旋流孔60靠近地設置在圖8所示的位置吋，從旋流孔60排出的液體射流的整個剖面能夠進入鉆孔62。這樣確保不僅渦輪46以較低操作壓カ開始運行，而且流經旋流孔60的液體射流的能量在操作期間更有效地傳遞到渦輪46。也促進了渦輪46的啟動，因為沿著與縱向中心軸線52平行地延伸的方向作用在渦輪46上的軸向推力小于在不設置擴展部70的情況下會出現的軸向推力。在噴嘴操作期間，存在于旋流塞50上方的液體一方面將流經旋流孔60，另ー方面將流經中心孔54。中心孔54具有降低軸20的內部腔內的流動湍流的正面效果，以便扇形噴嘴24、26、28將具有更顯著的噴霧圖案。這樣大大地提高了由扇形噴嘴24、26、28排出的扇形噴霧的清潔作用及其投射范圍。如上面說明的那樣，中心孔54還確保中空軸20將以增加的液體壓カ均勻地旋轉。
此外，旋流塞50中的中心孔54還確保存在于所供應的液體中的任何粒子直接被引導到軸20的內部腔中并且因此被引導到扇形噴嘴24、26、28，并且確保這些粒子不能進入旋流塞50上的軸承套管48與渦輪46上的軸承襯套44之間的軸承間隙或者進入軸承襯套32與軸20之間的徑向軸承間隙38或軸向軸承間隙40，參見圖I。
權利要求
1.一種旋轉噴嘴系統，包括相對于連接的供給管(12)和旋轉噴嘴頭(22)不可移動的殼體(14)，其中所述噴嘴頭(22)具有至少一個排出孔，并且其中所述噴嘴頭(22)連接到伸到所述殼體(14)中并且不可旋轉地連接到存在于所述殼體(14)內的渦輪(46)的軸(20)，其特征在于，所述渦輪(46)和所述軸(20)均具有中心通孔，以便在所述殼體(14)內提供從所述連接的供給管(12)延伸到所述噴嘴頭(22)并且穿過所述渦輪(46)的第一流動路徑以及從所述連接的供給管(12)延伸到所述噴嘴頭(22)并且穿過每個所述中心孔的第二流動路徑。
2.如權利要求I所述的噴嘴系統，其特征在于，在所述殼體(14)中設置有在所述渦輪(46 )的上游的旋流塞(50 )，其中所述旋流塞(50 )具有中心通孔(54 )。
3.如權利要求I或權利要求2所述的噴嘴系統，其特征在于，所述軸(20)在所述殼體(14)內具有徑向向外伸出的軸環(42 )，該軸環形成軸向止推軸承的軸承面(66 )，其中所述軸(20)具有處于所述軸環(42)的正下游的至少一個徑向孔(36)。
4.如權利要求3所述的噴嘴系統，其特征在于，所述軸環(42)的所述軸承面(66)與所述軸(20)的徑向軸承面并置。
5.如權利要求4所述的噴嘴系統，其特征在于，所述殼體(14)具有軸承襯套(32)，該軸承襯套形成所述軸向止推軸承的軸承面和所述徑向軸承的軸承面，其中所述軸承襯套(32 )具有外周潤滑容腔(34)，并且其中所述潤滑容腔(34)與所述軸(20)中的至少一個徑向孔(36)流體連通。
6.如前述權利要求任意一項所述的噴嘴系統，其特征在于，所述渦輪(46)具有中心設置的軸承部件。
7.如權利要求6所述的噴嘴系統，其特征在于，在所述殼體(14)內，在所述渦輪(46)的上游設置有旋流塞(50)，其中所述旋流塞(50)具有適于與所述渦輪(46)上的所述軸承部件配合的中心設置的軸承部件。
8.如權利要求7所述的噴嘴系統，其特征在于，所述旋流塞(50)上的所述軸承部件為套管(48)的形式，其適于與所述渦輪(46)上的軸承襯套(44)的形式的所述軸承部件匹配。
9.如權利要求8所述的噴嘴系統，其特征在于，所述套管(48)具有中心通孔(54)。
10.如前述權利要求任意一項所述的噴嘴系統，其特征在于，在所述渦輪(46)的下游并且在所述殼體(14)內，所述軸(20)設置有至少一個徑向孔(64)，以便將穿過所述渦輪(46)的液體引導到所述軸(20)中的所述中心孔中。
11.如前述權利要求任意一項所述的噴嘴系統，其特征在于，所述渦輪(46)具有至少一個鉆孔(62)，所述鉆孔朝向所述噴嘴系統(10)的縱向中心軸線(52)傾斜地定向并且在其流入端具有至少一個擴展部(70 )，該擴展部沿著周向延伸。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉噴嘴系統，其包括相對于連接的供給管以及旋轉噴嘴頭不可移動的殼體，其中所述噴嘴頭具有至少一個排出孔并且其中所述噴嘴頭連接到伸到所述殼體中并且不可旋轉地連接到存在于所述殼體內的渦輪的軸。所述渦輪和所述軸均具有中心通孔，以便在所述殼體內提供從所述連接的供給管延伸到所述噴嘴頭并且穿過所述渦輪的第一流動路徑、以及從所述連接的供給管延伸到所述噴嘴頭并且穿過每個中心孔的第二流動路徑。
文檔編號B05B3/04GK102764708SQ201210098840
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者H.朗格 申請人:萊希勒有限公司