CH654760A5

CH654760A5 - Spruehkopf.

Info

Publication number: CH654760A5
Application number: CH107882A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Annerl; Susanne Schrammel
Original assignee: Schrammel Handel Chem Techn
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1986-03-14
Also published as: AT384378B; FR2500334A1; FR2500334B3; DE3206632A1; ATA84381A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprühkopf zum Aufbringen eines Flüssigkeitsfilmes auf der Innenseite von Hohlkörpern, insbesondere für die Reinigung von Fässern, wobei ein an seinem Umfang mit Düsen versehener hohler Drehkörper an einem Rohrstück gelagert ist, welches an seinem einen Ende mit einer Druckleitung für die Flüssigkeit verbindbar ist.

Bei einem bekannten Sprühkopf dieser Art ist der Drehkörper von einem einseitig geschlossenen Hohlzylinder gebildet, in dessen offenes Ende ein ringförmiger Schraubdeckel eingesetzt ist. Durch die Öffnung des Schraubdeckels ragt das Rohrstück in das Innere des Hohlzylinders, wobei an dem im Hohlzylinder gelegenen Ende des Rohrstückes ein äusserer radialer Flansch ausgebildet ist, der zusammen mit der Innenwand des Hohlzylinders, der Aussenwand des Rohrstückes, dem Schraubdeckel und zwischen diesen angeordneten Kugeln ein Kugellager für den Drehkörper bilden.

Solche Sprühköpfe werden mit hohen Flüssigkeitsdrük-ken betrieben und beispielsweise für die Reinigung von Hohlkörpern wie Fässer u.dgl. verwendet. Dabei wird der Drehkörper durch die mit hohem Druck aus den Düsen austretende Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzt. Im Laufe der Reinigung von Hohlkörpern tritt eine zunehmende Verschmutzung der Reinigungsflüssigkeit und auch des Sprühkopfes ein, so dass bei dem bekannten Sprühkopf das Kugellager allmählich durch Schmutzteilchen verstopft wird und der Drehkörper zum Stillstand kommt. Wird der bekannte Sprühkopf beim Reinigungsvorgang nicht vertikal gehalten, sonder schräg, so verkürzt sich die Zeit bis zum Ausfall des Sprühkopfes deutlich. Steht der Drehkörper still, so muss die Flüssigkeitspumpe abgestellt, der Sprühkopf zerlegt, gereinigt und wieder zusammengesetzt werden, was lange Ausfallszeiten ergibt. Ein weiterer Nachteil des bekannten Sprühkopfes besteht darin, dass alle Teile, also auch die Kugellagerkugeln, aus nichtrostendem Material bestehen müssen, weil sie dem Reinigungsmittel ausgesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und einen Sprühkopf anzugeben, der auch unter schwierigen Bedingungen lange Betriebszeiten gewährleistet.

Dies wird ausgehend von einem Sprühkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Rohrstück als am anderen Ende verschlossene, mit seitlichen Austrittsöffnungen für die Flüssigkeit versehene Hohlwelle ausgebildet ist, die den Drehkörper durch axial fluchtende Bohrungen hindurch durchsetzt, wobei der Drehkörper mit seinen Bohrungen auf der Hohlwelle radial gelagert ist und sich axial auf zu beiden Seiten des Drehkörpers auf der Hohlwelle angeordneten Stützkörpern abstützt.

Durch diese Ausbildung wird ein Kippen des Drehkörpers verhindert und ein einwandfreies Funktionieren auch bei schräg gestelltem Sprühkopf erreicht. Der hohe axiale Druck muss nicht von einem einzigen Achsialkugellager, zusammen mit den radialen Kräften aufgenommen werden, wie beim bekannten Sprühkopf, sondern es wird eine Trennung der aufzunehmenden Lagerkräfte erzielt, wobei jeweils für die Aufnahme der Radialkräfte und der Axialkräfte eigene Lagerflächen vorgesehen sind.

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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keinerlei zusätzliche Lagerteile, wie Wälzkörper, Kugellagerkugeln u.dgl. benötigt werden.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist zur Bildung eines Flüssigkeitsfilmes zur Lagerung des Drehkörpers sowohl zwischen der Hohlwelle und den axialen Bohrungen des Drehkörpers als auch zwischen den Stützkörpern und dem Drehkörper ein Spiel vorgesehen. Dabei ist von Vorteil, dass der Drehkörper auf einem Flüssigkeitspolster der mit dem Sprühkopf versprühten Flüssigkeit schwimmt, wodurch einerseits im Vergleich zum bekannten Sprühkopf eine wesentlich höhere Drehzahl des Drehkörpers ermöglicht wird und anderseits eine grössere Ausströmgeschwindigkeit der Flüssigkeit erreicht wird.

Bei der Verwendung zur Reinigung von Fässern u.dgl. Hohlkörpern führt dies zu einer Verbesserung des Reinigungsergebnisses und einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit des mit dem erfindungsgemässen Sprühkopf vorgenommenen Reinigungsverfahrens.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper angeordnete Stützkörper als in die Bohrung der Hohlwelle eingesetzter, und gegen eine axiale Verschiebung gesicherter Verschlussstopfen ausgebildet ist, der den Aussenumfang der Hohlwelle radial überragt. Der Verschlussstopfen kann in in das zu verschliessende Ende der Hohlwelle eingeschraubt oder eingepresst sein, wobei als zusätzliche axiale Sicherung ein in die Hohlwelle samt Verschlussstopfen einsteckbarer Stift vorgesehen sein kann.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform wird der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper angeordnete Stützkörper von einem am geschlossenen Ende der Hohlwelle angeordneten, nach aussen vorstehenden Bund gebildet. Bei dieser Ausbildung ist die Hohlwelle und der Stützkörper aus einem Stück gefertigt, wobei die Innenbohrung der Hohlwelle nur von einem Ende aus bis zu den von diesem Ende am weitesten entfernten seitlichen Austrittsöffnungen verläuft.

Der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper angeordnete Stützkörper kann von einer auf die Hohlwelle aufgesetzten Verschlusskappe gebildet sein.

Ferner kann der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper angeordnete Stützkörper von einer gegen eine Schulter der Hohlwelle anliegenden, die Hohlwelle radial überragenden Scheibe gebildet sein. Diese Scheibe kann auf der Hohlwelle beispielsweise mittels eines in eine Nut der Hohlwelle eingreifenden Seegerring gegen eine axiale Verschiebung gesichert sein.

Der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper angeordnete Stützkörper kann von einer, auf das für den Anschluss einer Druckleitung vorgesehene Aussengewinde der Hohlwelle aufgeschraubten Mutter gebildet sein. Diese Ausbildung ist in der Herstellung sehr einfach und dann besonders vorteilhaft, wenn für den Anschluss einer Druckleitung ein Aussengewinde erforderlich ist.

Für den Fall, dass die Druckleitung selbst ein Aussengewinde als Anschlussgewinde besitzt, sieht die Erfindung vorteilhafterweise vor, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper angeordnete Stützkörper von einer mit einem Innengewinde für den Anschluss einer Druckleitung versehenen Mutter gebildet ist, dia auf einem Aussengewinde der Hohlwelle aufgeschraubt ist und gegegenenfalls gegen eine Schulter der Hohlwelle anliegt.

Weiters kann der Drehkörper zumindest eine Düsenreihe aufweisen, deren Düsen über die axiale Erstreckung des

Drehkörpers gleichmässig verteilt angeordnet sind, wobei die Achsen der Düsenbohrungen in einer zur Drehachse des Drehkörpers parallelen Ebene liegen und vorzugsweise einander in einem Punkt ausserhalb des Drehkörpers schneiden. Durch diese Ausbildung wird eine gleichmässige Verteilung der versprühten Flüssigkeit im Hohlkörperinneren erreicht.

Schliesslich können bei zylindrisch ausgebildetem Drehkörper die Düsen in einer axial verlaufenden Vertiefung am Umfang des Drehkörpers münden, wobei der in Strömungsrichtung, der aus den Düsen austretenden Flüssigkeit, gelegene Rand der Vertiefung zum Umfang des Drehkörpers hin abgeflacht ist. Dadurch wird ein gleichmässiges Zerstäuben der Flüssigkeit erreicht.

Nachstehend wird die Erfindung an einzelnen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des geschlossenen Endes der Hohlwelle und Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1. Gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel besteht der er-findungsgemässe Sprühkopf aus einer Hohlwelle 1 auf der ein Drehkörper 2 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 1 ist an einem Ende mittels eines eingeschraubten Verschlussstopfens 3 verschlossen, während am anderen Ende ein Aussengewinde ausgebildet ist, welches für den Anschluss an eine Druckleitung dient. Je nach der Dimensionierung der Druckleitung einerseits und der Hohlwelle 1 anderseits kann das Aussengewinde selbst als Anschlussgewinde für die Druckleitung ausgebildet sein, oder auf das Aussengewinde wird ein eigenes Anschlussstück für die Druckleitung aufgeschraubt.

Der Verschlussstopfen 3 besitzt einen Flansch 4, der einerseits gegen das Ende der Hohlwelle 1 anliegt und anderseits den Aussenumfang der Hohlwelle 1 überragt, wobei der die Hohlwelle 1 überragende Teil des Flansches 4 einen seitlichen Stützkörper 5 für den Drehkörper 2 bildet.

Der Drehkörper 2 besteht aus einem Hohlzylinder 6, dessen Innendurchmesser grösser ist als der Aussendurchmesser der Hohlwelle 1. In den Enden des Hohlzylinders 6 ist je eine Ringscheibe 7,7' eingesetzt, wobei eine der Ringscheiben auch einstückig mit dem Hohlzylinder 6 ausgebildet sein kann. Die beiden Ringscheiben 7, 7' weisen jeweils eine mittige Bohrung 8, 8' auf, deren Durchmesser grösser ist als der Aussendurchmesser der Hohlwelle 1. Der Drehkörper 2 ist auf die Hohlwelle 1 aufgeschoben, wobei er mit einer Ringscheibe 7' seitlich gegen den Stützkörper 5 am verschlossenen Ende der Hohlwelle 1 anliegt.

Die Hohlwelle 1 besitzt seitliche Austrittsöffnungen 9, die bei aufgeschobenem Drehkörper 2 mit dessen Innerem in Verbindung stehen. Weiters weist die Hohlwelle 1 einen Absatz 10 auf, an den sich eine Nut 11 anschliesst, an die sich das Aussengewinde am offenen Ende der Hohlwelle 1 anschliesst. Der Absatz 10 ist der dem offenen Ende der Hohlwelle 1 zugewandten Seitenwand des Drehkörpers 2 benachbart angeordnet, wobei auf dem Absatz 10 eine Scheibe 122 aufgeschoben ist, die gegen die den Absatz 10 begrenzende Schulter der Hohlwelle 1 anliegt und von einem in der Nut 11 angeordneten Seegerring 13 axial gesichert ist. Die Scheibe 12 bildet den dem offenen Ende der Hohlwelle 1 zu gelegenen Stützkörper für den Drehkörper 2. Die axiale Erstrek-kung des Drehkörpers 2 ist etwas kleiner als der axiale Abstand der Scheibe 12 vom Flansch 4, so dass jeweils zwischen der Ringscheibe T und dem Stützkörper 5 bzw. der Ringscheibe 7 und der den Stützkörper bildenden Scheibe 12 ein-

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axiales Spiel vorgesehen ist, welches der Deutlichkeit halber in den Zeichnungen grösser dargestellt ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfmdungsgemässen Sprühkopfes ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Variante verläuft die Innenbohrung 13 der Hohlwelle 1 nur von einem 5 Wellenende bis zu den seitlichen Austrittsöffnungen 9 und das andere Wellenende ist geschlossen. Am geschlossenen Wellenende ist ein vorstehender Bund 14 ausgebildet, welcher den einen seitlichen Stützkörper des Drehkörpers 2 darstellt. Der andere seitliche Stützkörper wird von einer mit einem Anschlussgewinde für die Druckleitung versehenen Mutter 15 gebildet, die auf einen mit einem Aussengewinde versehenen Absatz 10' der Hohlwelle 1 bis gegen eine Schulter der Hohlwelle 1 aufgeschraubt ist.

Gemäss einer weiteren Variante des erfmdungsgemässen Sprühkopfes kann die Hohlwelle 1 als mit Querbohrungen 9 versehenes Rohr ausgebildet sein, das an einem Ende durch eine Verschlusskappe 16 verschlossen ist. Die Verschlusskappe 16 kann wie in Fig. 3 dargestellt, aussen auf die Hohlwelle 1 aufgeschraubt sein. Das andere Ende der Hohlwelle 1 ist wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem Aussengewinde versehen, auf das ein Anschlussstück für die Druckleitung aufgeschraubt ist. Die Verschlusskappe und das Anschlussstück bilden dabei die seitlichen Stützkörper für den Drehkörper 2.

Soll der Sprühkopf an eine Druckleitung angeschlossen werden, deren Anschluss ein Aussengewinde erfordert, so besteht eine dafür vorgesehene Variante des Sprühkopfes aus einem mit Querbohrungen versehenen Rohr, an dessen einem Ende das für den Anschluss notwendige Aussengewinde ausgebildet ist, während das andere Ende durch eine aufgeschraubte Verschlusskappe oder durch einen eingeschraubten Verschlussstopfen verschlossen ist, und einen auf das Rohr aufgeschobenen Drehkörper, der auf dem Rohr durch eine auf das Aussengewinde aufgeschraubte Mutter axial in seiner Lage gehalten ist, wobei der Drehkörper auf dem Rohr und an der Verschlusskappe oder dem Verschlussbolzen sowie der Mutter jeweils mit Spiel anliegt.

Der Drehkörper 2 weist eine oder mehrere axiale Vertiefungen 17 an der Aussenseite des Hohlzylinders 6 auf, in welchen die Wand des Hohlzylinders 6 durchsetzende Düsen 18 münden. Die Düsen 18 sind als mit ihren Mündungen gleichmässig über axiale Länge der jeweiligen Vertiefung verteilt angeordnete Bohrungen ausgebildet, deren Achsen in einer zur Drehachse des Drehkörpers 2 parallelen Ebene liegen und einander in einem Punkt ausserhalb des Drehkörpers 2 schneiden. Die Vertiefungen 17 weisen eine zur Ebene der Düsenachsen senkrechte Fläche auf, in der die Mündungen der Düsen liegen. Darüberhinaus ist die in Strömungsrichtung der aus den Düsen austretenden Flüssigkeit gelegene Begrenzung der Vertiefungen 17 abgeflacht (Fig. 4).

Zusätzlich können noch Radialbohrungen im Drehkörper 2 vorgesehen sein, die ebenfalls in axialer Richtung gleichmässig verteilt angeordnet sind.

Wird der erfindungsgemässe Sprühkopf an eine Druckleitung angeschlossen, und eine Flüssigkeit, beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit für Fässer u.dgl. durch eine Pumpe in den Sprühkopf gedrückt, so dringt die Flüssigkeit durch die Hohlwelle 1 über deren seitliche Austrittsöffnungen 9 in den Innenraum des Drehkörpers 2 ein und tritt von dort einerseits durch Düsen 18 und anderseits durch das Lagerspiel zwischen dem Drehkörper 2 und der Hohlwelle 1, über die Bohrungen 8, 8'jeweils zwischen die Ringscheiben 7, T und den beiden seitlichen Stützkörpern wieder aus. Dadurch schwimmt der Drehkörper auf einem Flüssigkeitsfilm auf und dreht sich infolge der Düsenanordnung um seine eigene Achse. Die dabei verwendeten Drücke sind sehr hoch bis zu 10 bar und mehr, wodurch hohe Drehzahlen des Drehkörpers in der Grössenordnung von 10 000/min und darüber erzielt werden.

Die Beanspruchung der Lager- und Stützflächen des Drehkörpers ist sehr gering und ändert sich auch bei einer Schrägstellung des Sprühkopfes nur unwesentlich. Dadurch, dass die Reinigungsflüssigkeit über das Lagerspiel austritt, wird einerseits die Abnützung der Lager- und Stützflächen sehr stark herabgesetzt undanderseitsjedeVerschmutzungverhindert.

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1. Sprühkopf zum Aufbringen eines Flüssigkeitsfilmes auf der Innenseite von Hohlkörpern, insbesondere für die Reinigung von Fässern, wobei ein an seinem Umfang mit Düsen versehener hohler Drehkörper an einem Rohrstück gelagert ist, welches an seinem einen Ende mit einer Druckleitung für die Flüssigkeit verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück als am anderen Ende verschlossene, mit seitlichen Austrittsöffnungen (9) für die Flüssigkeit versehene Hohlwelle (1) ausgebildet ist, die den Drehkörper (2) durch axial fluchtende Bohrungen (8, 8') hindurch durchsetzt, wobei der Drehkörper (2) mit seinen Bohrungen (8, 8') auf der Hohlwelle (1) radial gelagert ist und sich axial auf zu beiden Seiten des Drehkörpers (2) auf der Hohlwelle (1) angeordneten Stützkörpern (5,12; 14,15; 16) abstützt.

2. Sprühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Flüssigkeitsfilmes zur Lagerung des Drehkörpers (2) sowohl zwischen der Hohlwelle (1) und den axialen Bohrungen (8, 8') des Drehkörpers (2) als auch zwischen den Stützkörpers (5,12; 14,15; 16) und dem Drehkörper (2) ein Spiel vorgesehen ist.

3. Sprühkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper (14,15,16) als in die Bohrung der Hohlwelle (1) eingesetzter und gegen eine axiale Verschiebung gesicherter Verschlussstopfen (4) ausgebildet ist, der den Aus-senumfang der Hohlwelle (1) radial überragt.

4. Sprühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper (14,15,16) von einem am geschlossenen Ende der Hohlwelle (1) angeordneten, nach aussen vorstehenden Bund (14) gebildet ist.

5. Sprühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, nach dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper (14, 15,16) von einer auf die Hohlwelle (1) aufgesetzten Verschlusskappe (16) gebildet ist.

6. Sprühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper (12,15) von einer gegen eine Schulter der Hohlwelle (1) anliegenden, die Hohlwelle radial überragenden Scheibe (12) gebildet ist.

7. Sprühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper (12,15) von einer, auf das für den An-schluss einer Druckleitung vorgesehene Aussengewinde der Hohlwelle (1) aufgeschraubten Mutter gebildet ist.

8. Sprühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Hohlwelle gesehen, vor dem Drehkörper (2) angeordnete Stützkörper ( 12,15) von einer mit einem Innengewinde für den Anschluss einer Druckleitung versehenen Mutter (15) gebildet ist, die auf einem Aussengewinde der Hohlwelle (1) aufgeschraubt ist und gegebenenfalls gegen eine Schulter der Hohlwelle (1) anliegt.

9. Sprühkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (2) zumindest eine Düsenreihe aufweist, deren Düsen (18) über die axiale Erstreckung des Drehkörpers (2) gleichmässig verteilt angeordnet sind, wobei die Achsen der Düsenbohrungen in einer zur Drehachse des Drehkörpers (2) parallelen Ebene liegen und vorzugsweise einander in einem Punkt ausserhalb des Drehkörpers (2) schneiden.

10. Sprühkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei zylindrisch ausgebildetem Drehkörper (2) die Düsen in einer axial verlaufenden Vertiefung (17) am Umfang des Drehkörpers (2) münden, wobei der in Strömungsrichtung, der aus den Düsen (18) austretenden Flüssigkeit, gelegene Rand der Vertiefung (17) zum Umfang des Drehkörpers (2) hin abgeflacht ist.