AT251547B - Hochdruckzerstäuberdüse - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Hochdruckzerstäuberdüse   
Gegenstand der Erfindung ist eine Hochdruckzerstäuberdüse mit Membran und Düsenboden zum Feinverteilen von Flüssigkeiten in Flüssigkeiten, bei der auf der Flüssigkeitsseite der Membran ein Nadelstummel mit Kegel und Zapfen befestigt ist, und bei der zwischen Membran und Nadelstummel eine Führungsstange in dem vorgezogenen Boden des in Austrittsrichtung der Düse verlängerten Düsengehäuses längs verschiebbar eingepasst ist. 



   Es sind Zerstäuberdüsen zum Zerstäuben von Flüssigkeiten in Gase bekannt, bei denen auf der Flüssigkeitsseite ein mit einer Führungsstange versehener Nadelstummel mit Kegel und Zapfen angeordnet ist, und bei denen die zum Verschliessen dienende Feder, durch eine Membran von der Flüssigkeitsseite getrennt, im trockenen Gehäuseteil liegt. Derartige Zerstäuberdüsen haben sich insbesondere als Einspritzdüsen für den Brennstoff in die Zylinder von Dieselmotoren bewährt. 



   In neuerer Zeit haben Hochdruckzerstäuberdüsen auch in die chemische Industrie Eingang gefunden, u. zw. hauptsächlich zum Feinverteilen von Flüssigkeiten oder Schmelzen in Flüssigkeiten. Durch Verwendung solcher Düsen ist es möglich geworden, Emulsionen und Suspensionen von vorher nicht erreichbarer Stabilität herzustellen. 



   Schwierigkeiten traten jedoch deshalb auf, weil die zu verdüsenden Stoffe im Gegensatz zu den Dieselkraftstoffen im allgemeinen keinerlei Schmiereigenschaften aufweisen, so dass die Anlagen oft nach kurzer Betriebszeit durch Fressen der Führungsstange in der Düse ausfielen. Weglassen der Führungsstange führte zu schlechtem Verschluss des Düsenloches, Verklemmen des Verschlusskegels und Nachlecken der Düsen. 



   Es wurde nun gefunden, dass Hochdruckzerstäuberdüsen mit Membran und Düsenboden, bei denen auf der Flüssigkeitsseite der Membran ein Nadelstummel mit Kegel und Zapfen befestigt ist, der durch eine in den vorgezogenen Boden des in Austrittsöffnung der Düse verlängerten Düsengehäuses längs verschiebbar eingepasste Führungsstange geführt ist, die beschriebenen Nachteile nicht aufweisen, wenn die Führungsstange erfindungsgemäss mit einem Gleitmantel aus einem Kunststoff oder aus einem Sinterverbundwerkstoff versehen ist. 



   Als Kunststoff für den Gleitmantel eignen sich besonders fluorhaltige Polymerisate, beispielsweise Polytetrafluoräthylen und Polyhexafluorpropylen, die zweckmässig in dünner Schicht, vorzugsweise vor etwa 0, 2 mm Stärke aufgebracht werden. 



   Es können aber auch Sinterverbundwerkstoffe wie Metall-Graphit oder Metall-Kunststoff verwendet werden. Solche Sinterverbundwerkstoffe stehen in grosser Auswahl zur Verfügung, so dass der Werkstoff für den Gleitmantel jeweils den Betriebsverhältnissen und den Eigenschaften des zu verdüsenden Materials angepasst werden kann. 



   Durch die erfindungsgemässe Anwendung eines Gleitmantels wird eine enge und doch leichtgängige Führung des Verschlussorgans erreicht, so dass noch bei Drücken um 2 000 atü ein sicherer Abschluss ge- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 währleistet ist, während anderseits selbst Drucke unter 50 atü bis herab zu 1 atü zum Öffnen ausreichen. 



  Ferner wird durch die gute Schmier- und Notlaufeigenschaft der für den Gleitmantel vorgeschlagenen Werkstoffe das Fressen der Führungsstange sicher vermieden, auch dann, wenn die zu verdüsenden Stoffe selbst keinerlei Schmiereigenschaften aufweisen. 



   Das Material für denDüsenkörper und das Verschlussorgan mit der Führungsstange kann selbstverständlich den jeweiligen Anforderungen beispielsweise an die Korrosionsfestigkeit angepasst werden. So können für Düsenboden und Führungsstange beispielsweise nichtrostende Stähle verwendet werden, wenn die Flüssigkeitseigenschaften dies erfordern, ohne dass bei der notwendigen engen Schiebepassung ein Fressen bzw. Verschweissen der Sitze zu befürchten ist. 



   Die Aussenwand des in Austrittsrichtung der Düse verlängerten Düsengehäuses kann einen Mischbzw. Reaktionsraum umschliessen. Die Düse kann aber auch mittels Flanschen in bekannter Weise an einen Behälter, an eine Kolonne oder an ein Strömungsrohr unmittelbar angeschlossen werden. 



   Die derart ausgestaltete Düse ist infolge der hohen oberen Druckgrenze zur kontinuierlichen oder taktkontinuierlichen Feinverteilung von Flüssigkeiten in Flüssigkeiten, z. B. zur Herstellung feindisperser, schwerentmischbarer   Flüssig- Flüssig-Systeme   besonders geeignet. Sie kann aber auch mit Vorteil zur Durchführung und Steuerung von chemischen Reaktionen verwendet werden, deren Ablauf wesentlich von der Grösse der Kontaktflächen abhängig ist ; dabei ist durch die weit auseinanderliegenden Druckgrenzen eine sehr weitgehende Anpassungsfähigkeit gegeben. 



   In den Zeichnungen ist die erfindungsgemässe Hochdruckzerstäuberdüse in beispielsweiser Ausführung dargestellt. Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch die Düse, Fig. 2 eine beispielsweise   Verbindung der Dü-   se mit dem Verdüsungszubehör. 



   Aus Fig.1 ist zu sehen, wie zwischen der Membran 1 und dem Nadelstummel 2 eine mit einem Gleitmantel 3 versehene Führungsstange 4 in dem vorgezogenen Boden 5   des Düsengehäuses   6 angeordnet ist. Der hülsenförmige Gleitmantel 3 ist auf die Führungsstange 4 aufgezogen oder aufgesintert. 



   Das Düsengehäuse 6   ist bei der in Fig. l dargestellten Ausführungsform in Austrittsrichtung der Düse     rohrförmig verlängert. Die Düsenwand   7   umschliesst einen Misch- oder Reaktionsraum   8 von belie-   biger Länge und Querschnittsform. Der seitliche Anschluss   9   dient zur Zufuhr der Trägerflüssigkeit.   
 EMI2.1 
    den Anschlusster dem Druck dieses Stoffes durchgebogen und damit die Führungsstange   4 samt Nadelstummel 2   zurückgezogen ; der Düsenverschluss   11   öffnet sich. Der Ansprechdruck kann durch den Spann-Nippel   12 in Verbindung mit der Feder 13   eingestellt werden. Beim Öffnen und Schliessen ist der Nadelstummel   durch die Stange streng geführt.

   Dadurch wird neben sicherem Verschluss eine symmetrische Strahlausbreitung ermöglicht. 



   Um die Vorteile der Hochdruckzerstäuberdüse in vollem Umfang ausnutzen zu können, ist es zweckmässig, die Düse so mit geeigneten Fördereinrichtungen zu verbinden, dass Differenzdrücke zwischen Dü-   senein-und-austritt   von 1 bis 2000 atü und Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen   Trägerflüssigkeit und   Hochdruckflüssigkeit von 1 : 103 bis 1 : 106 einstellbar sind. Wie dies in besonders vorteilhafter Weise geschehen kann, ist in Fig. 2 wiedergegeben. 



   Der Anschluss 10 am Düsengehäuse 6 ist mit einer Hochdruckpumpe 14 verbunden. Diese Pumpe fördert den zu verdüsenden Stoff ; sie soll geeignet sein, Gegendrücke von 1 bis   2 000   atü zu überwinden, und Mengen fördern können, die Geschwindigkeiten von 5 bis 500 m/sec am Düsenaustritt 11 entsprechen. Der Düsenanschluss   9 - gegenüber Fig. 1   um 1800C versetzt gezeichnet-ist mit dem Druckstutzen der Pumpe 15 für die Trägerflüssigkeit verbunden. Die Pumpe 15 wird über Leitung 16 gespeist. Mittels einer Umlaufeinrichtung 17 oder einer ähnlichen Einrichtung bekannter Art kann der durch den Anschluss 9 der Düse eintretende Mengenstrom so eingestellt werden, dass das Geschwindigkeitsverhältnis von Trägerflüssigkeit zu Hochdruckflüssigkeit auf einen Wert zwischen   1 : 103und 1 : 106   kommt. 



   Das fertige Gemisch bzw. Reaktionsprodukt wird über Leitung 20 am Kopf des hier durch eine Säule 19 verlängerten Mischraumes 8 der Düse entnommen. Über Leitung 18 kann ein Teil des Gemisches im Umlauf geführt werden. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Hochdruckzerstäuberdüse mit Membran und Düsenboden, bei der auf der Flüssigkeitsseite der Membran ein Nadelstummel mit Kegel und Zapfen befestigt ist, der durch eine in den vorgezogenen Boden <Desc/Clms Page number 3> des in Austrittsrichtung der Düse verlängerten Düsengehäuses längsverschiebbar eingepasste Führungsstange geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange mit einem Gleitmantel aus einem Kunststoff oder aus einem Sinterverbundwerkstoff versehen ist.

   2. HochdruckzerstäuberdüsenachAnspruch1,dadurchgekennzeichnet,dassderGleitmantel aus einem fluorhaltigen Polymerisat besteht.

   3. Hochdruckzerstäuberdüse nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitmantel aus einem Sinterverbundwerkstoff aus Metall und Graphit besteht.

   4. HochdruckzerstäuberdüsenachAnspruch1,dadurchgekennzeichnet,dassderGleitmantel aus einem Sinterverbundwerkstoff aus Metall und Kunststoff besteht.