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Spritzgerät zum Zerstäuben und Niederschlagen von Flüssigkeiten
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dass die Zerstäubung der Flüssigkeit in Abhängigkeit deren Viskositätsgrades mehr oder minder häufig ungenügend ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Zerstäubung der betreffenden Flüssigkeit bei solchen Spritzgeräten erheblich zu verbessern. Dies gelingt bei dem hier vorgeschlagenen Spritzgerät im wesentlichen dadurch, dass erfindungsgemäss sein Zerstäuberkopf so ausgebildet ist. dass die zu versprühende Flüssigkeit während oder erst nach ihrer elektrostatischen Aufladung unter Druck in einen Gaswirbel strömt, der die Zerstäubung der Flüssigkeit wesentlich verfeinert.
Die Zerstäubung der Flüssigkeit wird demnach mechanisch, nämlich durch eine Luftdruckwirkung vorgenommen und hiebei nach dem Erfindungsvorschlag durch die Wirbelbewegung der Luft noch verbessert und ausserdem in an sich bekannter Weise durch die elektrostatische Feldwirkung weiterhin verfeinert, die darüber hinaus die Lenkung der einzelnen aufgeladenen Flüssigkeitsteilchen zu dem mit ihnen zu überziehenden Gegenstand hin veranlasst.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Zerstäuberkopf in an sich bekannter Weise eine erste, die zu versprühende Flüssigkeit abgebende regelbare Düsenöffnung und eine sie koaxial umgebende zweite, ringförmige Düsenöffnung auf, die das betreffende Gas in Form eines die aus der ersten Düsenöffnung austretende Flüssigkeit zerstäubenden Wirbels ausströmen lässt, der die durch in zerstäubten Flüssigkeitsteilchen zu dem mit ihnen zu überziehenden Gegenstand trägt, wobei das Hinführen der Flüssigkeitsteilchen zu dem betreffenden Gegenstand noch durch das elektrostatische Feld begünstigt wird, da die durch den Zerstäuberkopf aufgeladenen Flüssigkeitsteilchen von den auf Gegenpotential, vorzugsweise Masse liegenden Gegenständen angezogen werden.
Beide Düsenöffnungen können hiebei In einem gemeinsamen Düsenkopf vorgesehen sein.
Im einzelnen ist der Düsenkopf vorzugsweise hiebei so ausgestaltet, dass der Flüssigkeitsstrom in Gestalt eines dünnen, in Form eines Kegelmantels divergierenden Films abgegeben wird, der sich koaxial zur Achse des Gaswirbels erstreckt.
Weitere Merkmale der Erfindung und durch sie erzielte Vorteile werden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Spritzgerät der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Seitenansicht eines in Form einer Handspritzpistole ausgeführten Spritzgerätes gemäss der Erfindung. Fig. 2 zeigt im grösseren Massstab einen Axialschnitt des Zerstäuberkopfes der Spritzpistole gemäss Fig. 1. Fig. 3 bringt einen Querschnitt längs den Linien A-A'der Fig. 2, und Fig. 4 stellt einen Querschnitt nach den Linien B-B'der Fig. 2 dar. Fig. 5 lässt in einem Axialschnitt eine weitere Ausführungsform des Spritzgerätes gemäss der Erfindung erkennen. Fig. 6,7 und 8 bringen Einzelheiten der Düsenausbildung.
Die Handspritzpistole der Fig. 1 besitzt einen Pistolenlauf 101 und einen Handgriff 102. Auf dem vorderen freien Ende des Pistolenlaufes 101 ist abnehmbar und somit austauschbar ein Zerstäuberkopf T
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angeordnet, dem Luftdruck'durch die in dem Pistolenlauf 101 vorhandene Druckluftleitung 103 und eine Gleichhochspannung durch das sich ebenfalls durch den Pistolenlauf 101 erstreckende Hochspannungskabel 104 zugeführt wird. Die Druckluftleitung 103 und das Hochspannungskabel 104 treten beide über den Handgriff 102 in die Pistole ein. An dem Handgriff 102 ist ein fingerbetätigter Abzug 105 vorgesehen, der über eine sich axial durch den Pistolenlauf 101 erstreckende Stange 106 die Abgabe der betreffenden Farbe oder sonstigen vom Zerstäuberkopf T zu versprühenden Flüssigkeiten steuert, wie im einzelnen noch beschrieben wird.
Die zu versprühende Flüssigkeitwird unter Druck von einem Behälter 107 über eine Zuleitung 108 dem Zerstäuberkopf T zugeführt.
Der Zerstäuberkopf T ist im einzelnen aus den Fig. 2 - 4 zu erkennen. Wie sich diesen Figuren entnehmen lässt, besitzt der Zerstäuberkopf T ein Gehäuse l, in dessen offene Vorderseite ein Düsenkopfstück 2 mit einer koaxialen Bohrung 3 eingeschraubt ist, deren vorderer Endbereich zu einer zylindrischen Kammer 4 erweitert ist, deren Stirnwandung mit ihrer Innenfläche kegelig in eine scharfe Kante übergeht, welche die Düsenöffnung 5 umschliesst und einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 3 besitzt.
Die zylindrische Kammer 4 ist mit mehreren in sie etwa tangential einmündenden und das Druckgas einleitenden Kanälen 6 ausgestattet, die an ihrem andern Ende in eine auf der Aussenfläche des Düsenkopfstükkes 2 ausgesparte Ringnut 7 übergehen, die ihrerseits mit dem Inneren des Gehäuses 1 über in dem Körper des Düsenkopfstückes 2 vorgesehene Axialnuten 8 verbunden ist.
Ein Düsenregler 9 ist mit seinem konischen Ende 10 in die Bohrung 3 des Düsenkopfstückes 2 eingesetzt und besitzt eine zentrale Bohrung 17, die die zu zerstäubende Flüssigkeit der Düsenöffnung 5 zuführt und in der ein Stiel 18 mit konischem Kopf 19 gelagert ist, der in eine kegelige Aussparung 20 an der
Mündung der Bohrung 17 einpasst. Der Stift 18 besitzt einen vorderen Schaftteil 21 von geringerem Durch- messer gegenüber dem Kopf 19 ; in Abstand vonletzteremsind auf diesemSchaftteilLängsrippen 22 ange- ordnet, um den Kopf 19 bezüglich der Bohrung 17 zu zentrieren.
Die Mittelbohrung 17 ist in dem Bereich 23 erweitert, der über Anschlussstücke 24, 25 mit der Flüssigkeitszuleitung 108 verbunden ist, über die die zu versprühende Flüssigkeit von dem Behälter 107 aus unter Druck der Bohrung 17 zugeführt werden kann. Die durch eine Schraube 28 festgehaltene Unterlegscheibe 27 gibt dem rückwärtigen Ende der Mittelbohrung 17 einen dichten Abschluss. Der Ventilstift 18 kann mittels des Abzugs 105 über die Stange 106 in Axialrichtung verschoben und damit der Flüssigkeitsauslauf am konischen Kopf 19 geregelt werden. Das rückwärtige Ende des Ventilstiftes 18 besitzt ein Gewinde 26, über das er mit der Stange 106 verbunden ist. Der Zerstäuberkopf T ist an dem Pistolenlauf 101 durch Schrauben 29 befestigt, die durch einen am Düsenregler 9 vorgesehenen Flansch 30 hindurchtreten.
Die Gleichhochspannung wird über das Hochspannungskabel 104 einem Widerstand 31 zugeführt, der über eine Feder 32 an einen Block 33 aus einem Werkstoff hohen elektrischen Widerstands angeschlossen ist, der seinerseits mit der in der Leitung 24 strömenden Flüssigkeit in unmittelbarer Berührung steht.
Sämtliche Teile können aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Stattdessen kann jedoch der Ventilstift 18 auch aus einem leitenden Material oder einem Werkstoff hohen elektrischen Widerstands gefertigt und an die betreffende Hochspannungsquelle angeschlossen sein, um so als Elektrode zum Auftragen der zu zerstäubenden Flüssigkeit zu dienen.
Im Betrieb der Farbspritzpistole wird Druckluft durch die Leitung 103 dem Zerstäuberkopfgehäuse 1 zugeführt und tritt über die Kanäle 6 in die Kammer 4 ein, in der sie eine rasch drehende Luftmasse und somit einen Wirbel an dem Ringspalt zwischen der Endfläche 10 des Düsenreglers 9 und der Düsenöffnung 5 erzeugt. Die Farbe oder sonstige Flüssigkeit wird unter Druck durch den Ringspalt zwischen dem konischen Kopf 19 und der konischen Aussparung 20 in Form eines dünnen, kegelmantelförmigdivergierenden Flüssigkeitsfilms, abgegeben, der koaxial zur Achse des Luftwirbels sich erstreckt und in die Luftmassen des Wirbels einzieht, der die Flüssigkeit zerstäubt. Die Flüssigkeit ist bereits elektrostatisch aufgeladen, wenn sie in den Luftwirbel gelangt.
Fig. 5 zeigt in einem Querschnitt eine weitere Ausführungsform des Zerstäuberkopfes. bei der es möglich ist, den Ringspalt einzuregeln, durch den der Druckluftwirbel hindurchtritt. In der Mittelbohrung 3 ist axial verschiebbar ein Düsenregler 39 angeordnet, der eine kegelige Endfläche 10 besitzt, die in die Düsenöffnung 5 hineinragt. Die Endfläche 10 verläuft hiebei spitzwinkeliger als die Innenwand der Kammer 4, so dass der Ringspalt zwischen der kegeligen Endfläche 10 und der Düsenöffnung 5 durch Axialverstellung desDüsenreglers 39 verändert werden kann. Dies lässt sich durch Drehung der Drehscheibe 11 vornehmen, die auf den Endteil 12 des Düsenreglers 39 aufgeschraubt ist, der aus dem rückwärtigen Ende des Zerstäuberkopfgehäuses herausragt.
Der Mittelteil 13 desDüsenreglers 39 ist in einer Bohrung in der Rückwand des Zerstäuberkopfgehäuses
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verschiebbar gelagert und von einer dicken Unterlegscheibe 14 aus nachgiebigem Werkstoff wie Gummi umgeben, die zwischen der Innenfläche der Rückwand des Gehäuses und einem auf den Mittelteil 13 des Düsenreglers 39 aufgeschraubten Ring 15 eingepresst ist. Die Unterlegscheibe 14 dient hiebeisowohlder
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entsprechend der jeweiligen Einstellung der Drehscheibe 11. Zwischen der Drehscheibe 11 und der Rückwand des Zerstäuberkopfgehäuses sind Kugellager 16 vorgesehen. Der Ventilstift 18 ist mittels des Knopfes 40 längsverschieblich einregelbar. der durch eine Gegenmutter 41 an dem Hinterende des Ventilstiftes 18 in der eingeregelte Lage feststellbar ist.
Die Druckluft wird bei 42 eingelassen, und der Einlass der zu versprühenden Flüssigkeit erfolgt bei 43. Dieser Zerstäuberkopf ist sowohl für stationäre Spritzanlagen als auch für Spritzpistolen geeignet.
Fig. 6, 7 und 8 zeigen einige Ausführungsformen des Endes der Mittelbohrung 17 und des Endes des Ventilstiftes 18. die an Stelle der zuvor beschriebenen konischen Form verwendbar sind.
Im übrigen sind mannigfaltige Änderungen bei dem hier vorgeschlagenen Spritzgerät möglich. Beispielsweise kann der Düsenregler 39 eine Hohlelektrode zum Aufladen der Flüssigkeit bilden, die zusätzlich oder an Stelle des Ventilstiftes 18 tritt. Die Elektrode kann aus einem Werkstoff hohen elektrischen Widerstandes bestehen oder aus einem Isoliermaterial mit einem hochohmigen Überzug gefertigt sein, der mit der Flüssigkeit in Berührung steht.
Wenn die Flüssigkeit selbst genügend leitend ist, können sämtliche vorne aus dem Gerät heraustretenden Teile aus Isoliermaterial bestehen, wobei die Flüssigkeit mit einer Elektrode in Berührung steht, wenn sie zu der Düsenöffnung strömt, so dass die Flüssigkeitsteilchen elektrostatisch aufgeladen werden, wenn sie in den Luftwirbel eintreten. Wenn auch das hier vorgeschlagene Spritzgerät mit den dargestellten Ausführungsbeispielen in Form einer Handspritzpistole gezeigt ist, ist die Erfindung ebenso anwendbar auf statioriäre Spritzanlagen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Zerstäuben und Niederschlagen von Flüssigkeiten, insbesondere von Farben und
Lacken, durch Gasdruck- und elektrostatische Feldwirkung eines Zerstäuberkopfes, dadurch gekennzeich- net, dass die zu versprühende Flüssigkeit während oder erst nach ihrer elektrostatischen Aufladung unter Druck in einen Gaswirbel strömt.