DE2015023C3

DE2015023C3 - Mehrzweckstrahlrohr

Info

Publication number: DE2015023C3
Application number: DE19702015023
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Weinheimer Gummiwerke 6940 Weinheim GmbH
Current assignee: WOLF, KARL-JEAN, 6800 MANNHEIM, DE
Priority date: 1970-03-28
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2015023B2; DE2015023A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrzweckstrahlrohr mit einem unter Belassung eines Zwischenraums im Ventilgehäuse drehbaren Kugelküken, durch das in der einen Betriebsstellung das Durchströmmedium hindurchleitbar ist und an dem in der anderen Betriebsstellung das Durchströmmedium vorbeileitbar ist, wobei teine Durchtrittsbohrung durch einen separaten Dichtkörper verschließbar ist.

Mehrzweckstrahlrohre sind Strahlrohre, die sowohl tür Erzeugung eines Vollstrahles als auch eines Sprühttrahles einsetzbar sind. Die für derartige Strahlrohre aufgestellten Normvorschriften schreiben zwingend vor, daß die Sprühstrahlstellung und die Vollstrahlstellung nicht hintereinander geschaltet sind, sondern vielinehr jeweils eine Sperrstellung zwischen den beiden Betriebsstellungen vorzusehen ist. Der Schalthebel wird also aus der Sperrstellung bei Drehung um 90" in der einen Richtung in die Vollstrahl- und in der entgegengesetzten Richtung um 90° in die Sprühstrahlstellung geführt. Diese Schaltfolge bedeutet somit ein Umschalten um 180° zwischen der Einstellung für den Vollstrahl und der des Sprühstrahles, wodurch besondere Vorkehrungen zur Erfüllung dieser Schaltfolge er- &s forderlich sind.

Es sind bereits Mehrzweckstrahlrohre in verschiedener Ausführung bekanntgeworden.

Die Ausführungsform nach der britischen Puienischrift 29 478/1904 weist als Schaitmittel eine aufgeschnittene Halbkugel auf, die seitlich geschlitzt ist und bei der ein Kugelabschnitt als Dichtungsträger stehengeblieben ist. In Sperrstellung schiebt sich dieser Kueelabschnitt dichten i vor die Einlaßöffnung des Mehrzweckstrahlrohres. Bei einer Drehung um 45 gibt der Kugelabschnitt sowohl die Einlaßöffnung _a!s auch die sich in gerader Linie befindende, zentrische Auslaßöffnung frei, und bei einer weiteren Drehung um 45° verschließt der Kugelabschnitt die zentrische Auslaßöffnung, und das Durchströmmedium wird um den Kugelabschnitt herumgeleitet und verläßt das Mehrzweckstrahlrohr durch eine zweite konzentrische Aus laßöffnung. Diese Ausführungsform hat zunächst den Nachteil, daß sie nicht den eingangs genannten Norm-Vorschriften genügt. Außerdem ist die aufgeschnittene. seiflich geschlitzte Halbkugel mil dem siehengebliebe nen Kugelabschnitt als Dichtungsträger strömungstechnisch ungünstig. In Vollstrahlstellung kann kein einwandfreier, gebündelter Strahl erzielt werden In Sprühstrahlstellung prallt der größte Teil des Durchströmmediums zunächst gegen d:e ebene Fläche des Kugelabschnitts, wird dann reflektiert und umgeleitet. Es ist offensichtlich, daß auch dabei ein erhebliches Maß der kinetischen Energie des Durchströmmediunis für den eigentlichen Zweck verloren geht.

Gemäß der britischen Patentschrift 555 736 (korrespondierend mit der USA.-Patentschrift 2 307 014) ist ein konusförmiges Küken im entsprechend ausgebildeten Innenraum eines Gehäuses angeordnet, das außer einer äußeren Einlaßöffnung noch eine innere F.inlaß- und eine innere Auslaßöffnung aufweist, wobei letztere im wesentlichen gleich groß sind. Durch Verdrehen des Kükens kann dessen quer zur Drehachse verlaufende Bohrung mit diesen inneren Öffnungen zur Deckung gebracht werden um einen Vollstrahl zu erzeugen, oder die öffnungen können verschlossen werden. Seitlich des konusförmigen Kükens sind in dem Gehäuse außerdem zwei längliche Durchführungen vorgesehen, die mit der äußeren Einlaßöffnung des Gehäuses in Verbindung stehen. Wenn die innere Einlaß- und Auslaßöffnung des Gehäuses durch das konusförmige Küken verschlossen sind, wird das bei der äußeren Einlaßöffnung eintretende Durchströmmedium seitlich am Küken vorbeigeleitet und verläßt durch einen /.weiten, konzentrisch zum ersten vorgesehenen Auslaßkanal das Mehrzweckstrahlrohr als Sprühstrahl. Weil das Medium aber nur seitlich an dem Küken vorbeigeleitei werden kann, wird noch kein einwandfreier Sprühstrahl erreicht. Aus diesem Grunde ist in dem zweiten, ringförmigen Ausgangskanal auch eine mehrgängige Helix als Drallerzeugungskörper angeordnet. Da zwei konzentrische Ausgangskanäle für Voll- und Sprühstrahl vorgesehen sind, genügt es beim Umschalten nicht, lediglich das konusförmige Küken zu verdrehen, sondern es muß zusätzlich die Ausgangsöffnung des ringförmigen Ausgangskanals entweder geöffnet oder geschlossen werden. Dies geschieht mit Hilfe eines konzentrischen, konischen Einstellgliedes, das sich bei Verdrehen in axialer Richtung bewegt und an einem an der Außenwand des inneren Ausgangskanals vorgesehenen Wulst die ringförmige öffnung des zweiten Ausgangskanals öffnet oder schließt. Das Mehrzweckrohr wird dadurch auch plumper und schwerer.

Die DT-AS 1 293 603 beschreibt ein Strahlrohr, dessen allseitig mit Zwischenraum zum Ventilgehäuse gelagertes Kugelküken eine zylindrische Bohrung als

IS

rheang aufweist. Die eine Durchgangsöffnung an ihrem Umfang Schlitze auf, und eine im seiili-Durchbruch des Kugelkükens drehbar gelagerte legt sich, je nachdem in we'rher Richtung die angsbohrung durchströmt wird, vor diese mit hlitzen versehene öffnung (Sprühstrahlstellung) oder H narallel zur Strömungslichtung gehalten _vVollhlstel'.ung) Eine an der Auslaßöffnung im Ventilgef.^r," angeordnete Ringdichtung dichtet das Kugelkü-ί η in jeder Stellung gegen das Ventilgehäuse ab, so a ft in Sprühstrahlstellung das Medium nur durch die c Mitze der jetzigen Austrittsöffnung das Mundstück H Strahlrohres erreichen kann, in Vollstrahlstellung Jfe zylindrische Bohrung den Durchlaß bietet.

Fin Absperrorgan in Form einer Klappe ist fur die ^römung und Abdichtung in Vollstrahlstellung ungün_ti_ in Sprühstrahlstellung prallt ein g.oßer Teil des nfrchströmmediums gegen die Klappe, wird reflektiert und umgelenkt und gelangt zum Teil durch einen seitlichen Durchbruch in den Zwischenraum zwischen Veniileehäuse und Kugelküken, von wo es durch die Schiit-'e in das Mundstück treten kann. Dies führt zu Verwirrungen im und hinter dem Kugelküken, wodurch Fnereie verloren geht und d.e Reichweite des Strahles «mindert wird. Die an der Austrittsöffnung liegende linedichtung unterliegt einer starken Belastung durch Γη auf das Kugelküken wirkenden Strömungsdruck. der in Sprühstrahlstellung zu mehreren örtlicher, Belastungen durch die Schlitze wird.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Mehr/weckstrahlmhr zu schaffen, das den geltenden Normvorschrilten voll genügt und mit einfachen Mitteln einen einwandfreien Voll- und Sprühstrahl liefert. Es soll strömungsechnisch so »erbcsscri sein, daß nicht unnötig kmeti-,rhc Energie des Durchströmmediums verbraucht wird Die einzelnen Schaltstellungen sollen durch cmc vorbe- £mmte Bewegung ohne zusätzliche Bedienungsh.lfen erreichbar sein. Die Konstruktion soll im übrigen einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einlaßbohrung des Kugelkükens innerhalb des kugelkükens auf eine größere Auslaßbohrung erweitert und Ϊ Innenraum des Kugelkükens eine Schalikugd mit allaßseitigetn. den Durchfluß unwesentlich behinderndem Auflager angeordnet ist. deren Durchmesser großer ist als der der Einlaßbohrung.

Das Auflager für die Schaltkugel wird vorzugsweise von einem von der Ausiaßseite her in den Innenraum des Kükens eingesetzten, das Durcnströmmed.um gleichrichtenden Rippenring gebildet.

Auf der Einlaßseite des Kugelkükens kann im Gehäuse ein Dichtring angeordnet sein, der in Vollstrahl· und Spcrrstellung des Mehrzweckstrahlrohres dich end am Kugelküken anliegt, während in Sprühstrahlstellung en den Zwischenraum zwischen Ventilgehäuse- und Kugelküken mit dem Zuführungsrohr verbindender Zwischenraum besteht. ι,ι,,,_σ,,ι

Die zwischen Kugelkükenbohrung und Schaitkugü verbleibende Ringfläche entspricht be, auf dem Rippenring aufsitzender Schaltkugel vorzugsweise mindestens der Fläche der Einlaßbohrung.

Das Kugelküken ist innerhalb der Gehäusebohrung frei drehbar und weist eine kleine Einlaßbohrung auf, de sich innerhalb des Kugelkükens auf eine größere Auslaßbohrung erweitert. Durch die-gegenube de Einlaßbohrung vergrößerte Ausgangsbohrung enis ehi zwangläufig eine einseitige Abflachung des Kugelku oder mit anderen Worten, das Kugelküken ist durch Abnahme eines Kugelabscnniues diametral zu der Einlaßbohrung abgeflacht.

Die Erweiterung der Kugelinnenbohrung nach der Auslaßseite hin berücksichtigt, daß die zwischen der Kugelkükenbohrung und der Schaltkugel verbleibende Ringfläche bei auf dem Rippenring aufsitzender Schallkugel mindestens der Fläche der ^c.inlaßbohrung entspricht. Durch den Rippenring wird die Schaltkugel im stabilen Gleichgewicht gehalten, und das einströmende Medium, insbesondere Wasser, wird durch die Schaltkugel und den Rippenring gleichgerichtet, wodurch ein geschlossener Vollsirahl die Auslaßbohrung des Kugelkükens erreicht. Die Dichtung des Kugelkükens wird von einem Dichtungsring vorgenommen, der auf den Sirahlriiig aufgezogen abdichtend an der Kugelfläche des Kükens anliegt.

Die Abflachung der Kugel im Bereich des Auslasses bewirkt, daß in der Sprühstrahlstellung des Kugelkukens, die durch Verschwenkung des Kükens um 180 gegenüber der Vollstrahlstellung erreicht wird, der notwendige Abstand zwischen Kugelküken und Abdichtung erhalten ist, um den Weg für das durchströmende Medium zum Umströmen des Kugelkükens freizugeben. Die Schaltkugel liegt dabei vor der Einlaßbohrung 5 und schließt in dieser Stellung den Kükeninnenraum ab. Die Krümmung des Kugelkükens ist so auf die Ausirittsöffnung des Gehäuses abgestimmt, daß der notwendige Ringraum zur Durchführung des Sprühsirahles verbleibt.

je Das erfindungsgemäße Mehrzweckstrahlrohr entspricht voll den geltenden DIN-Vorschnften. Durch die Anwendung strömungstechnisch günstiger Bauteile, wie Kugelküken. Schaltkugel, Rippenring, wird ein einwandfreier, gebündelter Vollstrahl und auch ein Sprüh t^s strahl hoher Reichweile erzeugt. Das Hinstellen dos Voll- oder Sprühstrahls wird durch nur eine vorbesiimmte Bewegung ohne zusätzliche Bedienungshilfen bewerkstelligt. Dabei ist die Konstruktion gegenüber bekannten Strahlrohren vereinfacht; es sind keine dem vollen Strömungsdruck ausgesetzten verschleißanfälligen Dichtringe vorhanden. Die Abdichtung des Durchtr'itts für den Vollstrahl wird in Sprühstrahlstellung einwandfrei durch die sich vor die Eintrittsöffnung legende Schaltkugel erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch das Strahlrohr dar.

Gemäß der Zeichnung besieht das Strahlrohr aus dem Ventilgehäuse 1, an das sich nach der einen Seite das Zwischenrohrstück 20 mit der Düse 22 und dem Düsenkopf 23 anschließt, wobei das Zwischcnrohi stück 20 mit einer Manschette 2t umgeben sein kann. An der anderen Seite ist zwischen einem in das Ventilgehäuse eingeschraubten oder anderweitig verbundenen Zwischenstück 14 und einem an diesem angeordneten Kupplungsstück 18 das Drucksiück 15 vorgesehen, auf den der Dichtungsring 16 für das Kugelküken 2 aufgezogen ist.

Das Kugelküken 2 wird über einen Hebel 10 betätigt, der eine Achse 6 verschweiikt. die mit einem Vierkant in das Kugelküken eingreift. Mit 9 ist der Führungsstift bezeichnet.

Das Kugelküken 2 ist diametral zu dem Eingriff des Vierkants 5 mit einem in das Ventilgehäuse eingreifenden Drehzapfen 8 versehen. Innerhalb des Ventilgehäuses ist das Küken 2 drehbar und liegt mit einer Kugelfläche an dem Dichtungsring 16 an. Die Einlaßbohrung

11 entspricht in ihrer Größe der Öffnung des Dichtungsringes 16 und erweitert sich innerhalb des Kugelkükens 2 zu der Ajslaßbohrung 12. Von der Auslaßseite her ist ein Rippenring 4 in den Innenraum des Kugelkükens 2 eingesetzt, der durch den Zapfen 13 gesichert ist. Der Rippenring 4 dient als Auflager der Schaltkugel 3 bei Vollstrahlstcllung, und die Ringfläche zwischen der Schaltkugel 3 und der Innenbohrung des Kugelkükens 2 entspricht wenigstens der Fläche der Einlaßbohrung 11. Die Schallkugel 3 ist im Durchmesser größer als die Einlaßbohrung 11, so daß jene nach Einsatz des Rippenringes 4 in dem Kugelküken 2 eingeschlossen ist. Auf der Auslaßseile ist die Kugel des Kugelkükens 2 durch Abnahme eines Kugelabschnittes abgeflacht, wodurch die Vergrößerung der Auslaßbohrung 12 erreicht ist.

Die Zeichnung zeigt das Strahlrohr in Vollstrahlstellung. In dieser Stellung tritt das Durchströmmedium über die Einlaßbohrung 11 in das Kugelküken 2 ein und strömt zwischen Schaltkugel 3 und Kükenbohrung durch den Rippenring 4 in das Ventilgehäuse und von dort in das Zwischenrohrstück 20. Durch die Verwendung des Rippenringes und der Schaltkugel 3 wird ein geschlossener Vollstrahl erhalten. Der Rippenring 4 hält die Schaltkugel 3 im stabilen Gleichgewicht, und das Strömungsmedium wird durch die Schaltkugel 3 und den Rippenring 4 gleichgerichtet, so daß ein geschlossener Vollstrahl die Austrittsöffnung verlaßt.

Bei Verschwenkung des Hebels 10 um i80° über eine Sperrstellung hinaus, in der die geschlossene Kugelkükenfläche an dem Dichtungsring 16 anliegt und weder ein Durchströmen noch ein Umströmen erfolgt, wird die Sprühstrahlstellung erhalten. Die Auslaßbohrung 12

s der Vollstrahlstellung befindet sich jetzt in einem durch die Abflachung des Kugelkükens 2 bedingten Abstand zum Dichtring 16. Die Schaltkugel 3 wird durch den Druck des einströmenden Wassers oder einer anderen Flüssigkeit vor die Einlaßbohrung 11 der Vollstrahlstellung gedrückt und schließt diese ab, so daß das angestaute Wasser zwangläufig um das Kugelküken 2 herum und an räumlich schräg stehenden Drallkörpern vorbeifließen muß. Die Drallkörper erzeugen eine Drehbewegung des Wassers, das das Mehrzweckrohr als Sprühstrahl verläßt. Infolge der Abstimmung der Kugelkrümmung, des Kugelkükens 2 der Innenbohrung des Ventilgehäuses und des Zwischenrohrs verbleibt zwischen dem Kugelküken 2 und dem Innenraum ein Spalt zur Bildung des Sprühstrahls.

Die Rippen des Rippenringes 4 und die Schaltkugel 3 wirken zusammen als Gleichrichter für den Wasserstrahl, so daß ein einwandfreier, gebündelter Vollstrahl entsteht.

Die im Kugelküken 2 eingeschlossene Schaltkugel 3 hat eine doppelte Aufgabe. In Vollstrahlstellung übernimmt sie zusammen mit dem Rippenring 4 eine Gleichrichtung des Strahles; in Sprühstrahlstellung sperrt sie die Durchtrittsbohrung des Kugelkükens 2 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrzweckstrahlrohr mit einem unter Belassung eines Zwischenraums im Ventilgehäuse drehbaren Kugelküken, durch das in der einen Betriebsstellung das Durchströmmedium hindurchleitbar ist und an dem in der anderen Betriebsstellung das Durchströmmedium vorbeileitbar ist, wobei seine Durchtrittsbohrung durch einen separaten Dichtkörper verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßbohrung (11) des Kugelkükens (2) innerhalb des Kugelkükens (2) auf eine größere Auslaßbohrung (12) ervveitert und im Innenraum des Kugelküken (2) eine Schaltkugel (3) mit auslaßseitigem, den Durchfluß unwesentlich behinderndem Auflager angeordnet ist, deren Durchmesser größer ist als der der Einiaßbohrung (Jl).

2. Mehrzweckstrahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager für die Schaltkugel (3) von einem von der Auslaßseite her in den Innenraum des Kükens (2) eingesetzten Rippenring (4) gebildet wird.

3. Mehrzweckstrahlrohr nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen auf der Einlaßseite des Kugelkükens (2) im Gehäuse angeordneten Dichtring (16), der in Vollstrahl- und Sperrstellung des Mehrzweckstrahlrohres dichtend am Kugelküken

(2) anliegt, während in Sprühstrahlstellung ein den Zwischenraum zwischen Ventilgehäuse (1) und Kugelküken (2) mit dem Zuführungsrohr verbindender Zwischenraum besteht.

4. Mehrzweckstrahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Kugelkükenbohrung und Schaltkugel (3) verbleibende Ringfläche bei auf dem Rippenring (4) aufsitzender Schaltkugel (3) mindestens der Fläche der Einlaßbohrung (11) entspricht.