TOBERA PARA LA GENERACION DE UN CHORRO DE ALTA PRESION.

Tobera para la generación de un chorro de alta presión de un medio capaz de fluir con un cuerpo de la tobera (1) y un disco de tobera (2) de un material de alta dureza que está alojada en el en una entalladura (7) que presenta una perforación de tobera (3) axial,

preferentemente central, que desemboca en una perforación de entrada y/o una perforación de salida (4, 5), caracterizada porque el cuerpo de la tobera (1) está formado alrededor del disco de tobera (2) por sinterización o por colada que en ello se apoya bajo presión de apriete en las superficies de contacto de la entalladura (7) y que está encapsulado por completo en el cuerpo de la tobera (1) con excepción de la zona de entrada y de salida de la perforación de tobera (3)

Tobera para la generación de un chorro de alta presión.

La invención se refiere a una tobera para la generación de un chorro de alta presión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Una tobera de este tipo es un componente de una cabeza de tobera que se aplica, por ejemplo, en la técnica de chorros de agua de alta presión como tobera de chorro de agua. Una tobera de chorro de agua de este tipo sirve, por ejemplo, para la limpieza de superficies, la remoción de recubrimientos, el raspado de aéreas, así como para el corte y la separación de materiales.

Para la generación del chorro de alta presión se convierte con alta velocidad en un chorro la presión producida por una bomba dentro del caudal del medio mediante un estrechamiento de la sección transversal dentro de la tobera, preferentemente en un chorro de líquido. En este caso como líquido habitualmente se aplica agua. Las presiones generadas pueden alcanzar hasta 4000 bar y más, mientras que la velocidad es de hasta 900 m/s.

Por el documento US 5,893,520 se conoce una tobera según el preámbulo de la reivindicación 1.

Debido de la solicitación extraordinariamente elevada del disco de tobera que resulta de ello por el documento DE 94 19 809 U1 se conoce producir este de un zafiro.

Para una duración hasta la revisión medianamente aceptable, sin embargo, es necesario trabajar el disco de tobera, así como la entalladura en la que está colocado el disco con respecto al paralelismo de las superficies de contacto, con respecto a la concentricidad y los ángulos, así como la exactitud de medida dentro de límites de tolerancias muy estrechas. Descontado que esto solamente es posible con un esfuerzo de fabricación sustancial, incluso las tolerancias reducidas llevan a una solicitación extremadamente elevada del disco de tobera en el funcionamiento del disco de tobera que influye fuertemente la duración hasta la revisión.

Aunque no se menciona expresamente en el documento DE 94 19 809 U1 el disco de tobera está provisto de una junta redonda que se fabrica de una aleación de metal no ferroso o de un material plástico y que aísla el disco de tobera con respecto a la zona lateral de pared de la entalladura del cuerpo de la tobera.

No obstante, la junta redonda no es capaz apoyar lateralmente al disco de tobera, tal como sería necesario para alojar las tensiones que actúan sobre el disco de tobera que se producen por la presión interior elevada dentro de la perforación de tobera. Este apoyo radial no existente del disco de tobera frecuentemente lleva a fisuras y roturas durante el funcionamiento, por lo que se producen situaciones peligrosas, especialmente cuando se aplican toberas de este tipo en herramientas operadas a mano, como por ejemplo pistolas o similares. Por la distención repentina de la presión en caso de rotura del disco de tobera incrementa la fuerza de repulsión de forma inesperada y se eleva de forma ilícita lo que puede poner en peligro el usuario de la pistola.

En el caso de la tobera conocida se aplica una fuerza de tensión previa axial a través de un tornillo de tobera que se aplica tanto en el disco de tobera así como en el cuerpo de la tobera. En este caso se guía la fuerza a través del disco de tobera y la junta redonda hacia el cuerpo de la tobera.

Esto, sin embargo, tiene como condición precedente que se mantengan tolerancias de altura correspondientes de los componentes con un esfuerzo elevado de fabricación. Sin embargo, en caso del exceso del par de apriete en el tornillo de tobera se puede producir la rotura del disco de tobera quebradiza. Esto es el caso relativamente frecuente dado que muchas toberas se utilizan y se montan bajo condiciones de funcionamiento duras, por ejemplo, en obras para el saneamiento de cemento.

El apoyo radial no existente mencionado del disco de tobera también lleva a una solicitación elevada por partículas de suciedad que se encuentran en el líquido del chorro que asimismo pueden producir fisuras al chocar con la superficie frontal asociada del disco de tobera con las consecuencias descritas.

Por lo tanto, la presenta invención se basa en la tarea de desarrollar una tobera del tipo genérico de tal manera que se pueda producir más fácilmente y su duración hasta la revisión sea mayor y se mejore la seguridad del funcionamiento.

Esta tarea se resuelve por una tobera que presenta las características de la reivindicación 1.

Una tobera configurada de esta manera presenta ventajas importante con respecto a la tobera conocida.

En primer lugar hay que mencionar que el disco de tobera está colocado casi sujetado fijamente dentro de la entalladura en el cuerpo de la tobera y concretamente en todas las direcciones de solicitación posibles en el funcionamiento de la tobera.

Especialmente las fuerzas radiales efectivas que resultan de la presión interior de funcionamiento dentro de la perforación de tobera se guían inmediatamente hacia el cuerpo de la tobera. Por ello el disco de tobera resulta extremadamente resistente, de modo que la formación repentina de fisuras o una rotura prácticamente se pueden descartar. También está reducida sustancialmente la sensibilidad frente a partículas de suciedad.

Según la invención el cuerpo de la tobera con el disco de tobera colocado se fabrican como una unidad de fabricación y se pueden montar de tal manera que no actúan fuerzas de presión inmediatas sobre el disco de tobera en el montaje, por ejemplo, mediante un tornillo de presión o un cuerpo de admisión que funciona en este sentido.

En este caso el disco de tobera está dispuesto en el interior del cuerpo de la tobera, es decir que el disco de tobera está rodeado por todos los lados por el cuerpo de la tobera.

Esfuerzos de apriete aplicados para la fijación del cuerpo de la tobera por ello se guían exclusivamente hacia el cuerpo de la tobera.

Esto es el caso igualmente cuando el disco de tobera colocado en la entalladura insertada entonces frontalmente dentro del cuerpo de la tobera, en donde el cuerpo de admisión como pieza de presión presiona al cuerpo de la tobera contra un suelo de carcasa y la presión de apriete que parte del cuerpo de admisión se guía por fuera del disco de tobera en el cuerpo de la tobera.

Según la invención está previsto que se fabrica el cuerpo de la tobera por sinterización o por colada, en donde el disco de tobera se inserta previamente de manera que este esté rodeado por completo por el material del cuerpo de la tobera después de la colada o de la sinterización.

De este modo se puede renunciar de una exactitud de elaboración especial del disco de tobera lo que naturalmente conlleva un ahorro de costes.

El material del cuerpo de la tobera en el que el disco de tobera está incrustado al principio sin perforación de tobera preferentemente es resistente a corrosión y de alta resistencia.

Por el proceso de sinterización o bien de colada se aplican elevadas presiones de apriete permanentes sobre las superficies de contacto del disco de tobera que para el funcionamiento de la tobera conllevan las ventajas mencionadas.

Una vez terminada la sinterización o bien la colada se producen las superficies exteriores o bien las superficies obturadoras del cuerpo obturador, así como se insertan una perforación de salida y en el caso dado una perforación de entrada y la perforación de tobera. De este modo se consigue una elevada concentricidad que lleva a una optimización del chorro de medio que sale de la tobera.

Dado que una rotura debido al funcionamiento del disco de tobera prácticamente está descartada incrementa la seguridad de funcionamiento para el usuario frente a la tobera conocida. Además, también se produce un incremento de la duración hasta la revisión que se eleva adicionalmente porque el cuerpo de la tobera con un disco de tobera alojado está configurado de forma simétrica bilateral tanto en la dirección longitudinal como también en la dirección del eje transversal. Esto posibilita girar el cuerpo de la tobera cuando se haya desgastado por el funcionamiento la zona de entrada de la perforación de tobera. En este caso el cuerpo de la tobera con el disco de tobera encerrado solamente se gira en 180º, de manera que entonces el lado de salida anterior de la perforación de tobera ahora forme el lado de entrada.

El disco de tobera puede consistir de un material cerámico de alta dureza, preferentemente de un zafiro, rubí, diamante policristalino o una cerámica...

1. Tobera para la generación de un chorro de alta presión de un medio capaz de fluir con un cuerpo de la tobera (1) y un disco de tobera (2) de un material de alta dureza que está alojada en el en una entalladura (7) que presenta una perforación de tobera (3) axial, preferentemente central, que desemboca en una perforación de entrada y/o una perforación de salida (4, 5), caracterizada porque el cuerpo de la tobera (1) está formado alrededor del disco de tobera (2) por sinterización o por colada que en ello se apoya bajo presión de apriete en las superficies de contacto de la entalladura (7) y que está encapsulado por completo en el cuerpo de la tobera (1) con excepción de la zona de entrada y de salida de la perforación de tobera (3).

2. Tobera según la reivindicación 1, caracterizada porque la perforación de tobera (3), así como las perforaciones de entrada y de salida (4, 5) se aloja después de la envoltura por colada y sinterización.

3. Tobera según la reivindicación 1 en la que el cuerpo de la tobera (1) se puede fijar contra una carcasa de tobera mediante un cuerpo de admisión (8), caracterizada porque las superficies de presión del cuerpo de la tobera (1) y del cuerpo de admisión (8) que conjuntamente forman una superficie de obturadora (11) se encuentran por fuera de disco de tobera (2).

4. Tobera según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el cuerpo de la tobera (1) y el disco de tobera (2) alojada están configuradas en simetría bilateral tanto en la dirección longitudinal como también en dirección transversal.

5. Tobera según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo de la tobera (1) consiste de un material resistente a corrosión y a ácido.

6. Tobera según la reivindicación 1, caracterizada porque el disco de tobera (2) consiste de un diamante policristalino.

7. Tobera según la reivindicación 1, caracterizada porque la perforación de tobera (3) presenta una sección transversal que difiere de una forma circular, preferentemente una forma elíptica o rectangular.