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Zum Betrieb einer Ejektordüse muss das Reinigungsfahrzeug mindestens einen Volumenstrom von 320 l/min bei einem Pumpendruck von 150 bar erzeugen. Für den Vortrieb der relativ schweren Düse muss der Wasserdruck an der Düse, nachfolgend Düsendruck genannt, zwischen 40 und 60 bar betragen. Beim Einsatz des Ejektors wird der Volumenstrom der Pumpe im Vergleich zur konventionellen Hochdruckreinigung um das 3- bis 5-fache erhöht [FI-enz]. Die Ejektordüsen …
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Zur Verlängerung der Nutzungsdauer, aber auch zur Anpassung an unterschiedliche Wasser-Volumenströme und Wasserdrücke sind Düsen mit Einsätzen ausgerüstet, die in die Gewindebohrungen der Düse eingeschraubt werden. Diese Düseneinsätze unterscheiden sich bezüglich: -
Bohrungsdurchmesser der Düsenöffnung
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Ein- und Auslaufausbildung
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Material
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Strahlform und Strahlwinkel
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Die Reinigungsdüsen sind mit auswechselbaren Düseneinsätzen aus -
rostfreiem Edelstahl,
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Saphir oder
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Keramik
versehen. Die beiden letztgenannten Werkstoffe zeichnen sich durch einen geringeren Verschleiß und hohen Durchfluss aus. Beim Einsatz von HD-Spülfahrzeugen mit Wasseraufbereitungstechnik sind diese daher eindeutig zu favorisieren. (Bild: Düseneinsatz aus Keramik (enz JetMax, Keramik, max. 500 bar) [FI-enz]) (Tabelle: Düseneinsätze – Materialien)
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Als Werkstoff für verschleißfeste Einsätze in Düsen haben sich Saphir und Keramik bewährt, wobei Keramikeinsätze in stark verschmutztem Abwasser über längere Standzeiten als Saphir verfügen. Sie sind daher besonders für den Einsatz in Kombination mit Wasseraufbereitern geeignet. -
Titan-Keramik: Diese Keramik besteht fast nahezu aus reinem Aluminiumoxid. Durch Zusatz von Titanoxid und anderen Zusätzen entsteht ein sehr feinkörniges Gefüge, dass sich …
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Die Düseneinsätze besitzen einen Bohrungsdurchmesser von 0,3 bis 4,0 mm oder mehr. Die Anzahl der Düseneinsätze kann sowohl gerade als auch ungerade sein. Bei einer ungeraden Anzahl sind nur gleiche Bohrungsdurchmesser zu verwenden, um ein Auswandern der Düse in eine Richtung zu vermeiden. Bei der Verwendung von verschiedenen Bohrungsdurchmessern ist eine gerade Anzahl erforderlich und gleiche Bohrungsdurchmesser sind jeweils gegenüberliegend anzuordnen.
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Abhängigkeiten zwischen Reinigungs- und Vortriebsleistung in Bezug auf Anzahl der Düseneinsätze: (Bild: Anzahl der Düseneinsätze)
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Radial, schräg nach hinten gerichtet zur Erzeugung der Schleppkraft und zur Reinigung der Rohrwandung
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Tangential zur Erzeugung einer Drehbewegung, z. B. für Fräsen, Rotationsdüsen etc.
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Zentrisch, nach vorn gerichtet zur Beseitigung von Verstopfungen
(Bild: Radialdüse - Beseitigung von losen Ablagerungen [Bild S&P GmbH]) (Bild: Rotationsdüse - halbradial nach hinten und senkrecht radial strahlend) (Bild: Verstopfungsdüse - Beseitigung von Verstopfungen […
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Damit sich die Düse mit dem Schlauch selbstständig in den Kanal einziehen kann, sind die Düseneinsätze so angeordnet, dass ihr Strahl unter einem bestimmten Winkel (Strahlwinkel β) nach hinten, also entgegengerichtet der Strömungsrichtung des zufließenden Spülwassers austritt. (Bild: Darstellung der resultierenden Vortriebskraft in Abhängigkeit des Austrittswinkels in Anlehnung an [FI-Mülle] [Bild S&P])
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Einen wichtigen Parameter bei der Hochdruckreinigung stellt der Strahlwinkel (auch Austrittswinkel genannt) dar. Der Strahlwinkel ist der eingeschlossene Winkel zwischen Druckwasserstrahl und Rohrachse bzw. Kanallängsachse und kann zwischen 0° und 90° liegen.
Gleichung: Berechnung der Zugkraft (Formel: Berechnung der Zugkraft) mit: FZ = Zugkraft
FSt = Strahlkraft
β = Strahlwinkel
n = Anzahl der Strahlen (Düseneinsätze) Gleichung: Berechnung der Reinigungskraft
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Mathematisch betrachtet, kann die Kraft der Düsenstrahlen vektoriell in Reinigungs- und Zugkraftkomponenten (Vortrieb) zerlegt werden (s. vorherige Gleichungen), das heißt in Abhängigkeit des Strahlwinkels verändern sich die Energieanteile für diese beiden unterschiedlichen Aufgaben. (Bild: Kraft der Düsenstrahlen vektoriell in Reinigungs und Zugkraftkomponenten)
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(Bild: Strahlwinkel – Einfluss auf Zugkraft und Reinigungsleistung [Bild S&P GmbH])
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(Bild: Strahlwinkel – Wahl des Strahlwinkels) Die Erzielung der oben angeführten Eigenschaften sind immer abhängig von der Freistrahllänge.
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(Bild: Einfluss des Strahlwinkels auf die Reinigungsleistung in Abhängigkeit der Rohrnennweite)
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Die durch die Druckwasserstrahlen erzeugte Zugkraft (Vortriebskraft) hängt ab von: (Bild: Düse im Versuchsstand zur Bestimmung des Strahldruckes [FI-KEG])
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Abhängigkeiten zwischen Reinigungs- und Vortriebsleistung in Bezug auf Anzahl der Düseneinsätze und des Strahlwinkels: (Bild: Anzahl der Düseneinsätze und des Strahlwinkels)
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Die Stahlkraft an der Düse ist abhängig vom Sie kann berechnet werden nach folgender Gleichung : (Formel: Dynamischer Druck am Düsenaustritt ) pdyn = dynamischer Druck am Düsenaustritt
ρWasser = Dichte Wasser
v0 = Wassergeschwindigkeit am Düsenaustritt [Geib2002]
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Reinigungsleistung und Zugkraft können noch zusätzlich durch die Montage der Düse auf einem Schlitten bzw. auf Kufen zur Vermeidung des unmittelbaren Kontaktes zwischen Reinigungsdüse und Rohrwandung gesteigert werden. (Bild: Führung der Reinigungsdüse mit Kufen zur Steigerung der Reinigungsleistung) (Bild: Führung der Reinigungsdüse mit Kufen zur Steigerung der Reinigungsleistung 2) (Bild: Führung der Reinigungsdüse mit Schlitten zur Steigerung der …
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