DD238548A1 - Vorrichtung zum austragen hochdisperser aerosole aus fluessigkeiten - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist eine bessere Energieuebertragung auf den Fluessigkeitsfilm und damit eine hoehere Austragsleistung bei Rotationszerstaeubern. Diese Zielstellung wird durch Vergroesserung der die zu dispergierende Fluessigkeit beruehrende Oberflaeche des Rotationskoerpers erreicht. Eine an diesen anliegende und mitrotierende elastische Abdeckscheibe gleichen Durchmessers wird zur Energieuebertragung auf den Fluessigkeitsfilm herangezogen. Dadurch wird eine hoehere koaxiale und radiale Bewegung des Fluessigkeitsfilms und damit ein groesserer Durchflussvolumenstrom erreicht. Die Vorrichtung kann als Zerstaeuber in Einrichtungen der Tierproduktion, der lebensmittelverarbeitenden Industrie, der chemischen Industrie, der Human- und Veterinaermedizin und im Pflanzenschutz angewendet werden. Fig. 2

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die mit Rotationskörpern arbeitenden Austragungsvorrichtungen in der Richtung weiterzuentwickeln, daß ein höherer Wirkungsgrad bei der Energieübertragung vom Rotationskörper auf die auszubringende Flüssigkeit erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß zwecks Erhöhung dieses Wirkungsgrades eine Vergrößerung der die zu dispergierende Flüssigkeit berührende Oberfläche des Rotationskörpers dadurch erreicht wird, daß über die Oberfläche eine an dieser anliegende, mitrotierende Abdeckscheibe aus elastischem Material angeordnet ist. Durch die Rotation wird die elastische Abdeckscheibe an den Rotationskörper gepreßt, was durch den physikalischen Effekt „Anziehen zweier Platten beim Durchströmen eines Mediums" noch verstärkt wird. Die Energieübertragung auf den Flüssigkeitsfilm wird durch die elastische Abdeckscheibe, deren leicht angerauhte Oberfläche und den Anpreßdruck wesentlich erhöht. Zwecks Erhöhung des Anpreßdruckes zwischen Abdeckscheibe und Rotationskörper ist dieser vorzugsweise tellerförmig ausgebildet, d.h., daß ewa V3 des Scheibendurchmessers plan und die äußeren etwa ²/3des Durchmessers in einem Winkel zwischen vorzugsweise 12,5 und 45° in Richtung der elastischen Abdeckscheibe radial abgewickelt sind. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwecks Variierung der Austragsmenge mehrere Rotationskörper mit Abdeckscheibe gemeinsam auf einer die Flüssigkeit zuführenden Hohlwelle angeordnet sein können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Vorrichtung zur Aerosolerzeugung mit flexibler Abdeckscheibe in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt Fig. 2: Die Vorrichtung im Schnitt der Fig. 1 Fig.3: Mehrfachscheibenanordnung im Schnitt

Die Vorrichtung zur Aerosolerzeugung ist auf der Antriebswelle 1 und der Rotationskörperhalterung 2 wie folgt aufgebaut. Der tellerförmige Rotationskörper 3 ist verwindungssteif und am äußeren Umfang scharfkantig ausgeführt auf die mit Flüssigkeitszuführungskanälen Rotationskörperhalterung 2 aufgepreßt. Danach wird die Schleuderscheibe 4 mit mehreren am Umfang angeordneten Förderkanälen 5 für den Flüssigkeitsdurchlauf 10 und die beidseitigen Haterungen der Abdeckscheibe 6, die mit der flexiblen Abdeckscheibe 7 am äußeren Umfang vernietet sind, nacheinander aufgesteckt. Eine durchbohrte Hutmutter 8 zentriert die Abdeckscheibe 6,7 und verschraubt sämtliche Elemente flüssigkeitsdicht mit der Rotationskörperhalterung 2. Der zuvor dosierte Flüssigkeitsstrom wird mit einem Flüssigkeitsstromzuführungsrohr9 in die Hutmutter 8 freifließend eingeleitet, dann wird durch freie Öffnungen der Rotationskörperhalterung 2 der Flüssigkeitsdurchlauf 10 über radiale Förderkanäle 5 der Schleuderscheibe 4 in den Innenraum zwischen Rotationskörper 3 und flexibler Abdeckscheibe 7 geleitet und wird von dort durch die durch die Rotation entstehende Radialkraft als dünner Film bis zu den Abrißkanten der beiden Scheiben beschleunigt. Der Aerosolaustritt 11 erfolgt am äußeren Rotationskörperumfang 3. Bei einer Mehrscheibenanordnung sind mehrere Rotationskörper 3 auf einer gemeinsamen mit Flüssigkeitszuführungskanälen ausgeführten Hohlwelle 12 befestigt. Im Förderbereich der Schleuderscheibe sind Dosierelemente bei Mehrscheibenanordnung 13 zum gleichgroßen Flüssigkeitsdurchlauf 10 je Rotationskörper eingeführt. Je nach dem Ausführungsbeispiel kann die Flüssigkeit von hinten über die Hohlwelle des Antriebs oder auch über die Hutmutter 8 und dem Flüssigkeitszuführungsrohr 9 von vorne eingeleitet werden.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zum Austragen hochdisperser Aerosole aus Flüssigkeiten bestehend aus unprofilierten Rotationskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vergrößerung der die zu dispergierende Flüssigkeit berührende Oberfläche des Rotationskörpers (3) eine an dieser anliegenden mitrotierende Abdeckscheibe (7) gleichen Durchmessers aus elastischem Material angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unprofilierte Rotationskörper (3) aus einer Scheibe besteht, die zwecks Erhöhung des Anpreßdruckes der elastischen Abdeckscheibe (7) tellerförmig radial abgewinkelt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Variierung der Austragsmenge mehrere dieser Rotationskörper (3) mit Abdeckscheibe (7) in axialer Richtung gemeinsam auf der die Flüssigkeitzuführenden Hohlwelle (12). angeordnet sind.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen hochdisperser Aerosole aus Flüssigkeiten mit Rotationszerstäubern. Derartige Zerstäuber sind in der Tierproduktion, in Trockenmilchwerken, in Reaktoren der chemischen Industrie, in der Humanmedizin, in der Veterinärmedizin und im Pflanzenschutz zur Erzeugung von Tropfengrößen zwichen 1 und 500/xm Durchmesser verwendbar.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Die Bauformen von Zerstäubern für die Aerosolerzeugung aus Flüssigkeiten lassen sich auf Einstoffdüsen, Zweistoffdüsen, rotierende Scheiben und Hohlkörper sowie piezoelektrische Schwinger zu rückführen. Bei der Anwendung rotierender Scheiben und Hohlkörper werden die verschiedensten Elemente und Elementanordnungen benutzt. So sind sowohl an der benetzten Oberfläche becherförmige, glatte, einstufige und mehrstufige rotierende als auch profilierte einstufige und mehrstufige Vorrichtungen bekannt. Weiterhin werden scheibenförmige rotierende Vorrichtungen in einstufiger und mehrstufiger Anordnung sowie rotierende hohlzylinderförmige Vorrichtungen aus Siebgewebe, Stäben, Lochblech oder Flügelflächen als Zerstäuberelemente dargestellt. Ferner sind Elemente bekannt, die zwecks gleichmäßiger und dünnschichtiger Verteilung der zu zerstäubenden Substanz über einer rotierenden scheibenförmigen Vorrichtung in Achsnähe einen koaxialen Austrittsschlitz aufweisen (DE-PS 2414102).

   Der Vorteil rotierender glatter Scheiben und Hohlkegel ist eine eindeutig wirkende radiale Abreißkante, die ein engeres Tropfengrößenspektrum der dispergierten Flüssigkeit zu erzeugen erlaubt. Nachteilig für diese Bauformen ist der begrenzte relativ geringe Massenaustrag infolge der notwendigen dünnen Flüssigkeitsschicht an der vom Radius bestimmten Länge der Abreißkante für die Realisierung eines schmalen Tropfengrößenspektrums. Hohlzylinderförmige Siebgewebekörper, deren Mantelfläche austragsmassebestimmend ist, haben den Nachteil, ein breites Tropfengrößenspektrum zu erzeugen, das für die Aerosolwirkung nachteilig ist. Vorrichtungen, die den Austrag durch Sichtung auf einen Bereich von 1 bis 80μπι beim Tropfengrößenspektrum einschränken, erzielen nur 5% der Austragsmasse vom Volumenstrom als entsprechendes Aerosol aus dem Gerät.

   Die Schwierigkeit bei der Erzeugung hochdispersen Aerosols aus Flüssigkeiten mittels rotierender scheiben-, becher- oder hohlzylinderförmiger Vorrichtungen besteht darin, daß die Flüssigkeitsbeschleunigung keine ungestörte gleichmäßige Flüssigkeitsfilmbildung ermöglicht, wobei hohe Übertragungsverluste an kinetischer Energie auf die zu dispergierende Flüssigkeit von bis zu 50% festgestellt wurden. Diese Energieverluste beeinträchtigen die erforderliche Beschleunigung des Flüssigkeitsfilmes sowohl in tangentialer als in radialer Richtung und verursachen ungenügende Aerosolaustragsleistungen bei kleinen Tropfengrößen. Mehrstufige Anordnungen verbessern die Energieausnutzung nicht. Becherförmige, speziell oberflächenprofilierte Vorrichtungen zur Herstellung von Formschluß mit der Flüssigkeit für die Erhöhung der Energieübertragung läßt eine ungleich dicke Flüssigkeitsschicht bzw. Flüssigkeitsfäden entstehen, woraus sich ebenfalls ein breites Tropfengrößenspektrum bildet (GB-PS 2004204, DE-OS 2839013). Insgesamt sind überwiegend unbefriedigende Aerosolaustragungsleistungen und geringe Energieausnutzung bei der Flüssigkeitsbeschleunigung zu verzeichnen. Die mangelhafte Beherrschung der erforderlichen Ablösebedingungen an rotierenden Zerstäuberelementen sowie der Energieübertragung auf einen ungestörten Flüssigkeitsfilm auf rotierenden Elementen ist dabei der wesentlichste Nachteil der bisherigen bekannten technischen Lösungen bzw. Vorrichtungen zur Erzeugung hochdispersen Aerosols durch Rotationszerstäuber. Die bisherige Anwendungsweise schrär.xt die anwendbare Palette von Geräten generell auf die Erzeugung großer Teilchengrößen mit hohen Austragsleistungen oder auf geringe Austragsleistungen kleiner Teilchengrößen ein. Dadurch konnten die hohen Anforderungen an Austragsmasse der Aerosols und Teilchengrößenspektrum insbesodere zur Flächendesinfektion in Tierställen bisher nur mit Ein-oder Zweistoffdüsen erfüllt werden.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Übertragung von Bewegungsenergie während der Beschleunigung derauf rotierenden Scheiben und Hohlkörpern aufgegebenen zu zerstäubenden Flüssigkeit. Weiter ist es das Ziel der Erfindung, den Austrag des hochdispersen Aerosolanteils zu erhöhen und die bisherige Einschränkung der Anwendung von hochdispersem Aerosol auf kleine Räumlichkeiten bzw. Oberflächen zu beseitigen.