DE10019096A1 - Method to mix and discharge fluids, preferably paints; involves using spray unit with compressed air, where vacuum cone is generated at nozzle point of spray unit, to suck fluids from ink channel body - Google Patents
Method to mix and discharge fluids, preferably paints; involves using spray unit with compressed air, where vacuum cone is generated at nozzle point of spray unit, to suck fluids from ink channel bodyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbmischung und eine dementsprechende Mehrfarbenmischdüse zum Mischen, Dispergieren und Suspendieren von n-fluidischen Stoffen mit hoher Viskosität, insbesondere Lacke und Farben, im Bereich der Hochdruckspritztechnik, wobei die Mischung außerhalb der Spritzdüse erfolgt, ein vorzugweise zylindrischer Farbkanalkörper mit mehreren, parallel zur Mittelachse verlaufenden Bohrungen umgeben ist und dieser Farbkanalkörper in einer definierten Austrittsspitze endet, so daß die Bohrungen ebenfalls angeschrägt sind und die Bohrungen die Zuleitungskanäle für die n-fluidischen Stoffe bedeuten. Die Austrittsspitze wird von einer Luftdüse umgeben, deren Austrittsöffnung nahe der Austrittsspitze des Farbkanalkörper angeordnet ist, wobei durch Erzeugung einer überkritischen Luftströmung ein stark turbulenter Unterdruckkegel die Fluidtröpfchen aus deren angeschrägten Öffnungen am Farbkanalkörper saugt und innerhalb des Unterdruckkegels eine starke Teilchenkollision erfolgt, die eine Mischung der Fluide bewirkt.The invention relates to a method for color mixing and a Corresponding multicolor mixing nozzle for mixing, dispersing and Suspending n-fluidic substances with high viscosity, in particular Varnishes and paints, in the field of high pressure spray technology, the mixture outside the spray nozzle, a preferably cylindrical paint channel body is surrounded by several bores running parallel to the central axis and this color channel body ends in a defined outlet tip, so that the Bores are also beveled and the bores the supply channels mean for the n-fluidic substances. The exit tip is from a Surround air nozzle, the outlet opening near the outlet tip of the Color channel body is arranged, by generating a supercritical Air flow a highly turbulent negative pressure cone that droplets of fluid from their bevelled openings on the paint channel body sucks and within the A strong particle collision takes place, which is a mixture of the vacuum cone Fluid causes.
Bisher nicht bekannt ist die Verwendung von Mehrlochdüsen zum Mischen von Farben und Lacken, bei denen das Mischen mehrerer Komponenten durch die Luftströmung einer Düse nach Austritt der Fluide aus den Transportkanälen erfolgt. Ebenso unbekannt ist im Bereich Farbspritztechnik die Verwendung angeschrägter Fluidkanäle wie dies bei angeschrägten Spritzennadeln in der Medizintechnik verwendet wird.The use of multi-hole nozzles for mixing is not yet known Paints and varnishes where the mixing of several components by the Air flow from a nozzle after the fluids exit the transport channels he follows. The use of paint spray technology is also unknown beveled fluid channels as is the case with beveled syringe needles in the Medical technology is used.
Das Prinzip des Sprühen einer Flüssigkeit aus einem mit Druckluft umströmten Fluidkanal kann als bekannt vorausgesetzt werden, den es stellt das Grundprinzip aller Spritzeinrichtungen wie Spritzpistolen dar. Hierbei entsteht ein Unterdruck am Austritt des Farbkanals, der die Farbe dadurch fördert und durch den hohen Druckunterschied die Farbe beim Verlassen des Kanals zum Expandieren und Zerstäuben bringt.The principle of spraying a liquid from a flow of compressed air Fluid channel can be assumed to be known because it represents the basic principle of all spray devices such as spray guns. This creates a negative pressure at the outlet of the color channel, which thereby promotes the color and through the high Pressure difference the color when leaving the channel to expand and Atomizing brings.
Bekannt sind Mehrkomponenten-Mischeinrichtungen für Lacke und Farben dergestalt, daß in den Mischkammern durch Rühren und/oder rotative Zwangsbewegungen der Rührkörper, z. B. durch Wellen angetriebene Propeller, Schaufeln, Schnecken, Walzen oder rotierende Lochscheiben, die Fluide vermischt werden. Dies ist beispielsweise durch die OS-43 32 192 bekannt. Nachteilig hierbei ist grundsätzlich die ständige Kontaminierung des des Kanals der zur Mischkammer führt und die damit verbundene Problematik der gesamten Reinigungsprozedur.Multi-component mixing devices for lacquers and paints are known such that in the mixing chambers by stirring and / or rotary Forced movements of the stirring body, e.g. B. propeller driven by waves, Shovels, screws, rollers or rotating perforated disks, the fluids be mixed. This is known for example from OS-43 32 192. A disadvantage here is the constant contamination of the channel which leads to the mixing chamber and the associated problems of the whole Cleaning procedure.
Mehrlochdüsen bzw. Mehrkanaldüsen der verschiedenen Formen und Variationen sind aus dem Bereich der Brennstoffdüsen bekannt, deren Ziel es ist, eine günstige Verteilung des Brennstoffes im den Brennkammern zu erreichen oder aber mehrere Gase zusammen zu bringen und in Brennkammern gleichmäßig zu verteilen, deren Prinzip der Mischung aber nicht auf das Gebiet der Farbspritztechnik übertragbar ist.Multi-hole nozzles or multi-channel nozzles of various shapes and Variations are known from the field of fuel nozzles, the aim of which is to achieve a favorable distribution of the fuel in the combustion chambers or bring several gases together and in combustion chambers to distribute evenly, their principle of mixing but not to the area the paint spraying technology is transferable.
Lediglich aus dem Bereich der Mehrfarben-Tintenstrahldrucker ist bekannt, das aus mehreren mit Düsen bestückter Farbkammern ein feiner Farbpunkt auf einen Druckträger ausgeschleudert wird und erst durch das feine aneinandersetzen oder Überlappen der Farbpunkte ein Farbbild entsteht.It is only known from the field of multicolor inkjet printers that from several ink chambers equipped with nozzles one fine color point on one Print carrier is thrown out and only by the fine put together or Overlapping the color dots creates a color image.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Mischen von n-Komponenten von fluidischen Stoffen mit hoher Viskosität, beispielsweise Farben und Lacken, unmittelbar durch eine Mischdüse beim Austritt der Farbstoffe aus dem jeweiligen Farbkanal, durch stömungstechnische Effekte das Mischen durch geeignete Wirbelströmung bei Überdrücken an der Düse, zu realisieren, ohne eine Kontaminierung von Transportkanälen der Mischeinrichtung zu bewirken, wobei ein Wechsel der Farbtöne durch eine vorgeschaltete Dosiereinrichtung mit Steuerelektronik ohne Reinigung der Mischdüse möglich sein soll.The invention has therefore set itself the task of mixing n-components of fluidic substances with high viscosity, for example Paints and varnishes, directly through a mixing nozzle when the Dyes from the respective color channel, through fluidic effects Mix by suitable vortex flow at excess pressure at the nozzle realize without contamination of the transport channels To effect mixing device, with a change of color tones by a upstream dosing device with control electronics without cleaning the Mixing nozzle should be possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Mischung mehrerer zugeführter unterschiedlicher Farben oder Lacke außerhalb der und unmoittelbar vor der Mehrfarbenmischdüse erfolgt, wobei die Mischdüse aus einem zylindrischen und an der Öffnung spitzen Farbkanalkörper mit dicht nebeneinander, vorzugsweise in ringförmiger Anordnung von eingebrachten Bohrungen und einer diesen Farbkanalkörper umgreifenden Luftdüse gebildet wird.This object is achieved by a method in which the Mixing several supplied different colors or varnishes outside and immediately before the multi-color mixing nozzle, the mixing nozzle from a cylindrical and at the opening pointed color channel body with tight side by side, preferably in an annular arrangement of introduced Bores and an air nozzle encompassing this color channel body becomes.
Dabei bilden die Bohrungen die Zuleitungskanäle für die n-fluidischen Stoffe, im bevorzugt dargestellten Ausführungsbeispiel mit vier Zuleitungskanälen.The holes form the supply channels for the n-fluidic substances, in the preferred embodiment shown with four supply channels.
Durch den definierten Winkel der Spitze des Farbkanalkörpers, zu dem alle Farbkanäle führen, wird damit ein besonderer Effekt der Spritzenkanülen ausgenützt, der gekennzeichnet ist durch die Kapillarkräfte der Farben oder Lacke, die entlang der Kanalwandungen an den Öffnungen wirken. Das Fluid ist aufgrund dieser Kapillarkräfte bestrebt, so lange wie möglich an diesen Wandungen entlang zu fließen, begünstigt durch eine Luftströmung, die in Fließrichtung des Fluides saugt.By the defined angle of the tip of the color channel body to which all Color channels lead to a special effect of the syringe needles exploited, which is characterized by the capillary forces of the colors or Varnishes that work along the channel walls at the openings. The fluid is because of these capillary forces strive to stay with them for as long as possible Flowing along walls favored by an air current flowing in Flow direction of the fluid sucks.
Da alle Farbkanäle gleichmäßig um die Spitze angeordnet sind, treffen sich die gerade benötigten Farben somit erst an der Spitze des Farbkanalkörpers. Die Entfernung von der Spitze und der Vorstand vor der Luftdüse sind dabei von entscheidender Bedeutung für die Mischqualität in Abhängigkeit vom Druck der angeschlossenen Druckluft und der Luftspaltgröße zwischen Luftdüse und dem Farbkanalkörper.Since all color channels are evenly arranged around the tip, they meet Colors just needed at the tip of the color channel body. The Distance from the top and the board in front of the air nozzle are from crucial for the mix quality depending on the pressure of the connected compressed air and the air gap size between the air nozzle and the Color channel body.
Für die Mischung selbst wird ferner ein Effekt ausgenutzt, der immer an umströmten zylindrisch endenden Körpern zu beobachten ist, z. B. in der Wehrtechnik bei Geschossen. So entsteht hinter stumpf endenden Körpern ein luftverdünnter oder Unterdruckraum, in den die umgebende Luft unter Wirbelstömung einströmt. Hierbei bildet sich hinter dem zylindrischen Körper ein kegelförmiges rotierendes Unterdruckfeld, in welches die Spitze mit den Farbkanälen hineinragt. Die Farbe und die Außenluft werden zum Brennpunkt des Unterdruckkegels gesogen, wobei die verschiedenen Fluidtröpfchen kollidieren und gemischt werden.For the mixture itself, an effect is also used that is always on flow around cylindrical ending bodies can be observed, for. B. in the Defense technology on storeys. This creates behind blunt-ended bodies air-diluted or vacuum space into which the surrounding air is submerged Vortex flow flows in. This forms behind the cylindrical body a conical rotating vacuum field, in which the tip with the Color channels protrude. The color and the outside air become the focal point of the vacuum cone, the different fluid droplets collide and be mixed.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren und Aufbau einer Mischdüse für n- Fluide, insbesondere einer Farbmischdüse zur Mischung verschiedener Farben unmittelbar an dem Austritt an der Düse, ergibt die Anordnung der einzelnen Komponenten eine optimale Einstellung der Geometrien zueinander, bei dem eine homogene Mischung der einzelnen Komponenten möglich und erreicht wird.In this method and construction of a mixing nozzle for n- Fluids, especially a color mixing nozzle for mixing different colors the arrangement of the individual results directly at the outlet at the nozzle Components an optimal adjustment of the geometries to each other, in which a homogeneous mixture of the individual components is possible and achieved.
Bei einer leichten geometrischen Änderung, beispielsweise der Beabstandung der Austrittsposition der Luftdüse zu der Spitze der des Farbkanalkörpers, erhält man jedoch gewünschte Spritzmuster, bei denen die einzelnen Farben fein zerstäubt und gleichmäßig verteilt gesprenkelte Muster ergeben. Dies war bisher mit den bekannten Farbspritzeinrichtungen nicht möglich.With a slight geometric change, for example the spacing of the Exit position of the air nozzle to the tip of that of the paint channel body is obtained however, desired spray patterns in which the individual colors are atomized and result in evenly speckled patterns. So far this was with the known paint spraying devices not possible.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details and advantages result from the following Description and drawings of a preferred embodiment.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Multicolor-Farbmischdüse Fig. 1 shows a longitudinal section through the multicolor color mixing nozzle
Fig. 2 eine Ansicht der Farbmischdüse von vorn mit vier Farbkanälen. Fig. 2 is a view of the paint mixing nozzle from the front with four paint channels.
Entsprechend der Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Multicolor-Farbmischdüse 10 im Längsschnitt dargestellt. Die Luftdüse 1 ist über ein Gewinde 2 mit Führungsteil 2A mit dem Farbkanalkörper 5 fest verbunden. Der Farbkanalkörper 5 bildet zentrisch einen Stab 6, der in einer Spitze 7 endet. Dieser Stab 6, als zylindrischer Körper ausgebildet, trägt von der Spitze ausgehend, vier nahe beieinander liegende Bohrungen 3, die wiederum in senkrecht dazu verbundenen Zuleitungen 4 mit jeweiligem Gewindeanschluß 4A münden. Durch jede dieser Zuleitungen 4 kann eine unterschiedliche Farbe, Lack oder ein anderes Fluid mengenmäßig dosiert, auch reproduzierbar, eingegeben werden.According to the Fig. 1, the multi-color Farbmischdüse invention 10 is shown in longitudinal section. The air nozzle 1 is firmly connected via a screw thread 2 with A guide member 2 with the ink passage body. 5 The color channel body 5 centrally forms a rod 6 , which ends in a tip 7 . This rod 6 , designed as a cylindrical body, starting from the tip, carries four bores 3 located close to one another, which in turn open into leads 4 connected perpendicularly thereto and each with a threaded connection 4 A. Each of these feed lines 4 can be used to enter a different color, varnish or other fluid in quantities, also reproducibly.
Die Luftdüse 1 besitzt zunächst einen Druckluftanschluss 1A mit Gewinde zur Einbringung der benötigten Druckluft. Weiterhin endet der Druckluftanschluss in einer Vorkammer 9, zur Erzeugung eines dortigen Überdrucks. Der Luftaustritt 8 ist ringförmig ausgebildet und kleiner als die Vorkammer 9, wobei der Spalt zwischen dem Durchmesser des Luftaustritt 8 und dem Durchmesser des Stab 6 so ausgebildet ist, das ein bestimmtes Verhältniss eingehalten wird.The air nozzle 1 initially has a compressed air connection 1 A with a thread for introducing the required compressed air. Furthermore, the compressed air connection ends in a prechamber 9 for generating an overpressure there. The air outlet 8 is annular and smaller than the prechamber 9 , the gap between the diameter of the air outlet 8 and the diameter of the rod 6 being designed in such a way that a certain ratio is maintained.
Es leuchtet ein, daß hinter der Spitze 7 ein luftverdünnter oder Unterdruckraum entsteht, in den die umgebende Luft unter Wirbelstömung einströmt. Hierbei bildet sich hinter dem zylindrischen Stab 6 ein kegelförmiges rotierendes Unterdruckfeld, in welches die Spitze 7 mit den Farbkanälen 3 hineinragt. Die Farbe und die Außenluft werden zum Brennpunkt des Unterdruckkegels gesogen, wobei die verschiedenen Farbtröpfchen kollidieren und gemischt werden. Somit erfolgt eine Farbmischung nicht innerhalb einer Kammer sondern erst unmittelbar außerhalb der Farbmischdüse 10.It is obvious that an air-diluted or vacuum space is created behind the tip 7 , into which the surrounding air flows under eddy currents. Here, a conical rotating vacuum field forms behind the cylindrical rod 6 , into which the tip 7 with the color channels 3 protrudes. The paint and outside air are drawn to the focal point of the vacuum cone, causing the various paint droplets to collide and mix. Color mixing thus does not take place within a chamber but only immediately outside of the color mixing nozzle 10 .
Diese Farbmischdüse 10 ist mit einer nicht näher dargestellten Dosiereinrichtung 20 über Leitungen 21 berbunden, die in jeden Farbkanal 3 eine bestimmte Menge Farbe, Lack oder ein anders Fluid dosiert und reproduzierbar einbringen kann. Gesteuert wird alles von einer mit der Dosiereinrichtung verbundenen Regel- Steuerelektronik 30 mit Rechner/Speicher. Wenn man von beispielweise vier Farben Weiss, Rot, Blau, Gelb ausgeht, so sind mit unterschiedlichen Mengen jeder Farbe eine sehr große Anzahl unterschiedlicher Farbtöne erreichbar.This paint mixing nozzle 10 is connected to a metering device 20 ( not shown in detail) via lines 21 which can meter a certain amount of paint, lacquer or another fluid in a reproducible manner into each paint channel 3 . Everything is controlled by control electronics 30 connected to the metering device and having a computer / memory. If one assumes, for example, four colors white, red, blue, yellow, a very large number of different shades can be achieved with different amounts of each color.
Die Farbmischdüse 10 ist, wie ersichtlich, aus einfach herzustellenden Teilen aufgebaut und daher auch in einer kostengünstigen Ausfertigung herzustellen. Grundsätzlich ist eine derartige Farbmischdüse auch mit zwei, drei oder fünf Farbkanälen herstellbar.As can be seen, the color mixing nozzle 10 is constructed from parts that are easy to manufacture and therefore can also be produced in a cost-effective manner. In principle, such a paint mixing nozzle can also be produced with two, three or five paint channels.
Für das kurzzeitige Unterbrechen einer Spritzarbeit ist vorgesehen, eine nicht näher dargestellte Schutzkappe über den Stab 6 und in den Spalt des Luftaustritts 8 anzubringen.For the brief interruption of spraying work, a protective cap (not shown in more detail) is provided over the rod 6 and into the gap in the air outlet 8 .
Da jedem Farbkanal 3 überwiegend die gleiche Farbe zugeführt wird und somit kein Farbwechsel innerhalb von Zuleitungen, Mischkammern usw. erfolgt, ist damit auch die Reinigung unproblematisch.Since the same color is predominantly supplied to each color channel 3 and therefore there is no color change within supply lines, mixing chambers, etc., cleaning is thus also unproblematic.
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DE2000119096 DE10019096A1 (en) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | Method to mix and discharge fluids, preferably paints; involves using spray unit with compressed air, where vacuum cone is generated at nozzle point of spray unit, to suck fluids from ink channel body |
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Cited By (1)
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CN114734752A (en) * | 2022-05-10 | 2022-07-12 | 唐山师范学院 | Fluid pressure type mural painting is with drawing mixing of colors ink feed mechanism |
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2000
- 2000-04-18 DE DE2000119096 patent/DE10019096A1/en not_active Ceased
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CN114734752A (en) * | 2022-05-10 | 2022-07-12 | 唐山师范学院 | Fluid pressure type mural painting is with drawing mixing of colors ink feed mechanism |
CN114734752B (en) * | 2022-05-10 | 2024-06-07 | 唐山师范学院 | Drawing color-mixing ink-supplying device for hydraulic wall painting |
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