Boquilla rotativa a alta presión autoregulada de soporte líquido con fuerza de empuje equilibrada.

Un conjunto de boquilla (100, 200) para pulverizar rotativamente un fluido a alta presión contra un objeto a limpiar,

comprendiendo el conjunto:

un cabezal de pulverización (210) mantenido por un cuerpo de carcasa cilíndrico hueco (204);

un miembro de árbol tubular hueco (106, 206) mantenido coaxialmente dentro del cuerpo de carcasa y capturado entre una tuerca de entrada (104, 202) y el cuerpo de carcasa (204, 102) para realizar la rotación relativa entre el citado miembro de árbol y el citado cuerpo de carcasa,

un vástago (105, 205) en uno de entre la tuerca de entrada (104, 202) y el cabezal de pulverización (210, 107), formando el citado vástago (105, 205) una superficie de soporte de entrada entre el vástago y el elemento de árbol, teniendo el citado vástago (105, 205) y la citada tuerca de entrada (104, 202) un pasaje central (111, 211) para conducir fluido desde la citada tuerca de entrada a través del citado vástago al citado cabezal de pulverización;

una pared interior del citado cuerpo de carcasa y una porción del citado árbol que tiene formas de superficie complementarias estrechadas progresivamente,

la pared interior del citado cuerpo de carcasa y la porción del citado árbol forman juntas un pasaje de regulación (112, 220) entre las mismas;

que se caracteriza por que el elemento de árbol que tiene uno o más orificios (108, 218) que comunican entre la superficie de soporte de entrada y el pasaje de regulación (112, 220), en el que la presión de fluido dentro del citado pasaje de regulación actúa axialmente sobre el citado árbol para contrarrestar la fuerza axial sobre el citado árbol que se produce por la presión de fluido que actúa sobre el uno de entre el cuerpo de carcasa y el elemento de árbol que rotan uno con respecto al otro entre el cuerpo de carcasa y el miembro de árbol.

Boquilla rotativa a alta presión autoregulada de soporte líquido con fuerza de empuje equilibrada Antecedentes de la invención

La presente invención proporciona una construcción simplificada y fiable de una boquilla rotativa de chorro de agua a alta presión que es especialmente adecuada para usos industriales, en los que los parámetros de funcionamiento pueden estar en el intervalo de 6.895 kPa a 275.79 kPa (1. a 4. psi), velocidades de rotación de 1 rpm o superiores y caudales de ,126 a 3,16 litros por segundo (de 2 a 5 gpm). Con una utilización de este tipo, el tamaño, la construcción, el costo, la durabilidad y la facilidad de mantenimiento de los dispositivos de este tipo presentan muchos problemas. La longitud combinada y el diámetro de los dispositivos de este tipo no pueden exceder de unos pocos centímetros. Los parámetros de funcionamiento más extremos y la gran reducción de tamaño agravan los problemas. Los coeficientes de presión, de temperatura y de desgaste afectan la durabilidad y la facilidad de mantenimiento y el coste de servicio, los inconvenientes y la seguridad en el uso de los dispositivos de estos tipos. El uso de pequeñas piezas de metal y la mala calidad de los materiales en este tipo de dispositivos puede resultar en su deterioro o rotura y mal funcionamiento relacionado y el atasco de los pequeños orificios de descarga de pulverización o similares. La presente invención aborda estos problemas al proporcionar una construcción simplificada con un número de piezas reducido en gran medida y un diseño en el que se minimizan las fuerzas netas de funcionamiento sobre los componentes de la boquilla.

El documento W27/53229 describe una boquilla rotativa de alta presión que tiene un árbol de rotación que funciona dentro de una carcasa fija en la que la fuerza axial que actúa sobre el árbol producida por la presión del líquido en la entrada del árbol está equilibrada debido a que se permite el paso de una pequeña cantidad del líquido a presión que se purga en una zona o cámara entre el exterior del extremo opuesto del árbol y el interior de la carcasa, en la que la presión del líquido puede actuar axialmente en una dirección opuesta sobre el árbol para equilibrar la fuerza de entrada axial. El equilibrio de fuerzas axiales se autorregula mediante el control de los escapes del líquido a través de una región estrechada progresivamente o troncocónica entre el árbol y la carcasa.

Sumario de la invención

También se proporciona un conjunto de boquilla para pulverizar rotativamente un fluido a alta presión contra un objeto a limpiar, comprendiendo el conjunto un cabezal de pulverización mantenido por un cuerpo de carcasa cilindrico hueco; un elemento de árbol tubular hueco soportado coaxialmente dentro del cuerpo de carcasa y capturado entre una tuerca de entrada y el cuerpo para realizar la rotación relativa entre el citado miembro de árbol y el citado cuerpo de carcasa, un vástago en uno de entre la tuerca de entrada y el cabezal de pulverización, formando el citado vástago un área de soporte de entrada entre el vástago y el elemento de árbol, teniendo el citado vástago y la citada tuerca de entrada un pasaje central para conducir fluido desde la citada tuerca de entrada a través del citado vástago al citado cabezal de pulverización; una pared interior del citado cuerpo de carcasa y una porción del citado árbol que tiene formas superficiales estrechadas progresivamente complementarias, que forman un pasaje de regulación entre ellas; teniendo el citado elemento de árbol uno o más orificios que comunican entre el área de soporte de entrada y el pasaje de regulación, en el que la presión del fluido dentro del citado pasaje de regulación actúa axialmente sobre el citado árbol para contrarrestar la fuerza axial sobre el citado árbol que se produce por la presión del fluido que actúa sobre uno de entre el cuerpo de carcasa y el elemento de árbol con respecto al otro de entre el cuerpo de carcasa y el miembro de árbol rotatorio.

El vástago puede estar unido a la tuerca de entrada, o ser una extensión enteriza de la misma.

El vástago puede estar unido al cabezal de pulverización o ser enterizo con el mismo.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una sección transversal de una boquilla de un pasaje regulador estrechado progresivamente que sirve también como una cámara de equilibrado.

La figura 2 es una sección transversal de una boquilla en la que la cámara de equilibrado está separada del pasaje regulador estrechado progresivamente.

La figura 3 es una sección transversal correspondiente a la figura 2 que muestra el árbol en una posición axial ligeramente diferente.

La figura 4 es una sección transversal de una variación estructural de la boquilla que se muestra en la figura 1, en la que se proporciona una ranura anular en cada una de las áreas de soporte del cuerpo de la boquilla.

La figura 5 es una vista en sección transversal de una boquilla de acuerdo con la presente invención.

La figura 6 es una vista en sección transversal de otra realización de una boquilla de acuerdo con la presente Invención.

Descripción detallada de la invención

Como se puede ver más claramente en la figura 2, una realización no reivindicada Incluye una estructura sencilla de boquilla rotativa de tres piezas. Un árbol rotativo cilindrico hueco A está contenido en una carcasa o cuerpo de dos partes compuesto por una porción de entrada C y una porción de salida B. Las porciones de carcasa están aseguradas una a la otra y se obturan usando roscado u otros medios de sujeción similares 2 que permiten el montaje y desmontaje del dispositivo incluyendo permitir que el árbol A sea Insertado o retirado fácilmente. La porción de entrada C proporciona una entrada 3 para el fluido a alta presión que es alimentado al dispositivo por una manguera u otros medios similares conectados a la entrada por cualquier medio adecuado, más comúnmente un accesorio de acoplamiento roscado. Un material adecuado para cada una de las porciones de boquilla debe tener una resistencia bastante alta y una resistencia al grlpado, por ejemplo, uno cualquiera de diversos aceros inoxidables con alta proporción de níquel. Un árbol tubular de bronce A o cuerpo de bronce B puede ser utilizado alternativamente para obtener una resistencia al grlpado mejorada. Un tratamiento superficial o chapado se pueden usar para conseguir cualquiera de los beneficios conocidos, tales como lubricidad o resistencia a la abrasión.

En el extremo opuesto de la porción de entrada de la carcasa hay una cavidad cilindrica 5 que recibe el extremo de entrada 6 del árbol rotativo A. La interfaz anular 7 entre la carcasa y el árbol está dlmensionada con el fin de minimizar las fugas permitiendo todavía la rotación del árbol A con un ligero colchón de fluido. Típicamente el hueco de la interfaz 7 será de aproximadamente ,635 a ,127 mm (,25" a ,5"). Algo de paso de fluido en la interfaz 7 es deseable con el fin de permitir que una capa de fluido facilite el movimiento de rotación entre el árbol A y la porción de cuerpo B. La eliminación de la necesidad de una obturación en la interfaz 7 reduce los gastos de fabricación y la complejidad en la prestación de una obturación de este tipo. La porción de cuerpo B está provista de orificios de "escape" radiales 8 al exterior para el escape del fluido que pasa por la Interfaz 7 u otros trayectos a lo largo del exterior del árbol A.

La entrada 1 del árbol está abierta a la cavidad 5 para proporcionar un flujo directo de fluido al interior del orificio central 11 del árbol A. En condiciones de funcionamiento normal, el fluido a presión ejerce una fuerza axial sobre el extremo de entrada 6 del árbol A que se denominará en la presente memoria descriptiva como "fuerza de entrada". Esta fuerza es directamente proporcional a (1) el área del extremo de entrada 6 perpendicular a la dirección de flujo del fluido y (2) la presión del fluido. Esta fuerza axial es la que la presente invención pretende contrarrestar con una fuerza igual opuesta.

A medida que el fluido entra en el árbol, la mayor parte del fluido pasará a través del orificio central del árbol para salir a través del cabezal 15 de la boquilla unido al extremo de salida 12 del árbol. Se proporcionará normalmente un cabezal 15 con agujeros de salida u orificios 16 posicionados para dirigir el fluido a alta presión hacia una superficie a limpiar y orientado para impartir una fuerza de reacción para hacer rotar el cabezal y el árbol.

Una característica significativa que elimina la necesidad de cojinetes de empuje dedicados es la provisión de uno o más pasajes 2 que comunican entre el orificio central 11 del árbol... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de boquilla (1, 2) para pulverizar rotativamente un fluido a alta presión contra un objeto a limpiar, comprendiendo el conjunto:

un cabezal de pulverización (21) mantenido por un cuerpo de carcasa cilindrico hueco (24);

un miembro de árbol tubular hueco (16, 26) mantenido coaxialmente dentro del cuerpo de carcasa y

capturado entre una tuerca de entrada (14, 22) y el cuerpo de carcasa (24, 12) para realizar la rotación relativa entre el citado miembro de árbol y el citado cuerpo de carcasa,

un vástago (15, 25) en uno de entre la tuerca de entrada (14, 22) y el cabezal de pulverización (21, 17), formando el citado vástago (15, 25) una superficie de soporte de entrada entre el vástago y el 1 elemento de árbol, teniendo el citado vástago (15, 25) y la citada tuerca de entrada (14, 22) un pasaje

central (111, 211) para conducir fluido desde la citada tuerca de entrada a través del citado vástago al citado cabezal de pulverización;

una pared interior del citado cuerpo de carcasa y una porción del citado árbol que tiene formas de superficie complementarias estrechadas progresivamente,

la pared interior del citado cuerpo de carcasa y la porción del citado árbol forman juntas un pasaje de

regulación (112, 22) entre las mismas;

que se caracteriza por que el elemento de árbol que tiene uno o más orificios (18, 218) que comunican entre la superficie de soporte de entrada y el pasaje de regulación (112, 22), en el que la presión de fluido dentro del citado pasaje de regulación actúa axialmente sobre el citado árbol para contrarrestar la fuerza 2 axial sobre el citado árbol que se produce por la presión de fluido que actúa sobre el uno de entre el cuerpo

de carcasa y el elemento de árbol que rotan uno con respecto al otro entre el cuerpo de carcasa y el miembro de árbol.

2. La boquilla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el vástago (15) está unido a, o es una extensión enteriza de, la tuerca de entrada (14).

3. La boquilla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el vástago (25) está unido a, o es enterizo con el

cabezal de pulverización (21).