DE102007054673A1

DE102007054673A1 - Düseneinrichtung

Info

Publication number: DE102007054673A1
Application number: DE200710054673
Authority: DE
Inventors: Martin Löhrke
Original assignee: Juergen Lohrke GmbH; JUERGEN LOEHRKE GmbH
Current assignee: Juergen Lohrke GmbH; JUERGEN LOEHRKE GmbH
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: DE102007054673B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung zum Ausbringen eines Fluids mit einem Fluideingang, zumindest einem ersten und einem zweiten Fluidaustritt sowie einem Ventil, welches in einem Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidaustritt zum Öffnen und Schließen des Strömungsweges angeordnet ist und ein Verschlussteil aufweist, welches in Schließrichtung mit einer Vorspannkraft und in Öffnungsrichtung mit dem am Fluideingang anliegenden Fluiddruck beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung zum Ausbringen zumindest eines Fluids, insbesondere ein Sprüh- und Schwallventil
Derartige Düseneinrichtungen werden beispielsweise im Reinigungs- oder Desinfektionssystemen zur Reinigung bzw. Desinfektion von Anlagen zur Abfüllung von Lebensmitteln eingesetzt. Diese Systeme weisen Düsen auf, durch welche die Reinigungs- und Desinfektionsmittel auf die gewünschten Anlagenteile aufgesprüht werden. Auch sind Düsen in Bandschmieranlagen für Förderbänder bekannt, mit welchen ein Schmiermittel auf das Förderband aufgesprüht wird.
In derartigen Anlagen müssen häufig unterschiedliche Fluide in unterschiedlichen Mengen aufgebracht werden.
Im Hinblick darauf ist es Aufgabe der Erfindung, eine Düseneinrichtung bereitzustellen, welche es ermöglicht, mit lediglich einer Düseneinrichtung unterschiedliche Mengen von Fluiden auszubringen und/oder ein Fluid mit unterschiedlicher Strahlcharakteristik aus ein und derselben Düseneinrichtung zu versprühen.
Diese Aufgabe wird durch eine Düseneinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgen Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung ist zum Ausbringen eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit vorgesehen. Dazu weist die Düseneinrichtung einen Fluideingang auf, durch welchen das auszubringende Fluid der Düseneinrichtung zugeführt wird. Ferner weist die Düseneinrichtung zumindest einen ersten und einen zweiten Fluidaustritt auf. Der erste und der zweite Fluidaustritt können dabei unterschiedlich dimensioniert sein, sodass beispielsweise der zweite Fluidaustritt zur Ausbringung eines größeren Volumenstromes geeignet ist als der erste Fluidaustritt. Alternativ oder zusätzlich können der erste und der zweite Fluidaustritt auch in ihrer Geometrie unterschiedlich gestaltet sein, sodass das aus dem ersten Fluidaustritt austretende Fluid eine andere Strahlcharakteristik aufweist als ein aus dem zweiten Fluidaustritt austretendes Fluid. Besonders bevorzugt ist die Düseneinrichtung als Sprüh- und Schwallventil ausgebildet, bei welchem der erste Fluidaustritt zum Sprühen eines Fluids ausgebildet ist und der zweite Fluidaustritt so ausgestaltet ist, dass ein Schwall von Fluid ausgebracht werden kann. Das heißt, in der erfindungsgemäßen Düseneinrichtung können zwei Düsen in Form des ersten und des zweiten Fluidaustrittes in einem Bauteil vereinigt werden und mit einer gemeinsamen Fluidzufuhr über den gemeinsamen Fluideingang verbunden werden. Erfindungswesentlich ist, dass die Düseneinrichtung zusätzlich ein Ventil zumindest in dem Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidaustritt aufweist. Dieses Ventil dient dazu, den Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidaustritt öffnen und schließen zu können. Auf diese Weise kann der zweite Fluidaustritt gezielt ein- und ausgeschaltet werden, um nur bei Bedarf Fluid aus dem zweiten Fluidaustritt ausströmen zu lassen. Zusätzlich könnte ein weiteres Ventil im Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem ersten Fluidaustritt vorgesehen sein, um auch diesen gezielt öffnen und schließen zu können.
Das Ventil in dem Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt weist erfindungsgemäß ein Verschlusselement bzw. Verschlussteil auf, welches den Strömungsweg sperrt oder freigibt. Das Verschlussteil kann zum Schließen des Strömungsweges mit einem korrespondierenden Ventilsitz in dichtende Anlage gebracht werden. Zum Öffnen wird es von dem Ventilsitz abgehoben, sodass ein Strömungsdurchgang geschaffen wird. Das Verschlussteil ist in Schließrichtung mit einer Vorspannkraft belastet. In der entgegengesetzten Öffnungsrichtung wird das Verschlussteil mit dem am Fluideingang anliegenden Fluiddruck beaufschlagt bzw. einer von dem Fluiddruck erzeugten Kraft. Dies bedeutet, dass auf das Verschlussteil eine Öffnungskraft entgegen der Vorspannkraft wirken kann, welche durch den Fluiddruck, welcher am Fluideingang anliegt, erzeugt wird. Hierzu wirkt der Fluiddruck auf eine sich vorzugsweise normal zur Bewegungsrichtung des Verschlussteils erstreckende Oberfläche. Diese kann direkt an dem Verschlussteil oder an einem weiteren mechanisch mit dem Verschlussteil gekoppelten Element angebracht sein. Durch entsprechende Einstellung des Fluiddruckes, welcher dem Fluideingang zugeführt wird, kann somit das Ventil, welches den zweiten Fluidaustritt freigibt, gezielt geöffnet oder geschlossen werden. Wenn der Druck soweit erhöht wird, dass die Öffnungskraft die Vorspannkraft übersteigt, kann das Verschlussteil in eine geöffnete Position bewegt werden und der Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt freigegeben werden. Wird der Fluiddruck unter diesem Grenzwert verringert, wird die Vorspannkraft größer als die von dem Fluiddruck erzeugte Öffnungskraft und die Vorspannkraft bewegt das Verschlussteil in seine Absperrposition, in welcher der Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt geschlossen ist.
Um ein wirkliches Umschalten zwischen ersten und zweiten Fluideingang erreichen zu können, kann zusätzlich ein Ventil im Strömungsweg zu dem ersten Fluidaustritt vorgesehen sein, welches genau umgekehrt zu dem beschrieben Ventil im Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt geschaltet wird. Das Ventil ist so ausgebildet, dass dann wenn das Ventil zu dem zweiten Fluidaustritt geöffnet wird, das Ventil zu dem ersten Fluidaustritt geschlossen wird, und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung ermöglicht es beispielsweise zwei verschiedene Fluide, welche in unterschiedlichen Mengen oder unterschiedlicher Strahlgeometrie ausgebracht werden müssen, durch ein und dieselbe Düseneinrichtung und entsprechend durch ein und dieselbe Versorgungsleitung zu fördern und auszubringen. Um die Ausbringcharakteristik der Düseneinrichtung zu ändern, wird zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidaustritt durch Veränderung des Fluiddruckes in der Zuführung umgeschaltet. So kann beispielsweise ein erstes Fluid mit einem unter dem Schaltdruck zum Öffnen des zweiten Fluidaustrittes liegenden Fluiddruck der Düseneinrichtung über eine Versorgungsleitung zugeführt werden. In diesem Zustand bleibt das Ventil geschlossen und das Fluid tritt nur durch den ersten Fluidaustritt aus. Wenn nun ein zweites Fluid ausgebracht werden soll, welches eine andere Strahlcharakteristik oder anderen Durchflussmenge erfordert, so kann dieses mit höherem Fluiddruck über dieselbe Versorgungsleitung der Düseneinrichtung zugeführt werden. Der höhere Fluiddruck bewirkt dann, dass die Vorspannkraft überwunden und das Ventil in dem Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt geöffnet wird, sodass dieses Fluid dann durch den zweiten Fluidaustritt ausgebracht wird. Je nach dem, ob in dem Strömungsweg zu dem ersten Fluidaustritt auch ein Ventil angeordnet ist, kann gleichzeitig die Strömung durch den ersten Fluidaustritt unterbrochen werden oder aber weiter erfolgen.
Vorzugsweise weist der erste Fluidaustritt einen kleineren Querschnitt auf als der zweite Fluidaustritt. Somit kann durch den zweiten Fluidaustritt ein größerer Volumenstrom ausgebracht werden als durch den ersten Fluidaustritt.
Die Vorspannkraft wird vorzugsweise durch ein Federelement beispielsweise eine Schraubenfeder, erzeugt. Auf diese Weise kann in der Düseneinrichtung eine definierte Kraft vorgegeben werden, welche überwunden werden muss, um das Ventil zu öffnen. Abhängig von der Größe der Oberfläche, auf welche der Fluiddruck wirkt, kann somit ein definierter Fluiddruck vorgegeben werden, bei welcher das Ventil öffnet.
Das Verschlussteil weist vorzugsweise eine Kolbenfläche auf, auf welche der Fluiddruck wirkt. Besonders bevorzugt ist dies eine stirnseitige Oberfläche des Verschlussteiles.
Weiter bevorzugt weist das Verschlussteil eine Anlageschulter auf, an welcher eine Druckfeder angreift. Die Anlageschulter ist dabei vorzugsweise der Kolbenfläche, auf welche der Fluiddruck wirkt, abgewandt, sodass die an der Kolbenfläche von dem Fluiddruck erzeugte Druckkraft der von der Druckfeder auf das Verschlussteil ausgeübten Federkraft entgegengesetzt gerichtet ist.
Der erste Fluidaustritt weist bevorzugt eine zentrale Austrittsöffnung auf. Diese eine Austrittsöffnung ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Mit einer solchen Austrittsöffnung kann insbesondere ein enger Strahlverlauf ohne oder mit nur geringer Strahlaufweitung realisiert werden, je nach dem wie die Geometrie des Fluidaustritts gestaltet ist. Die Geometrie des Fluidaustritts kann dabei in beliebiger Weise, wie es von herkömmlichen Düsen her bekannt ist, ausgestaltet sein.
Weiter bevorzugt ist der zweite Fluidaustritt als kegelförmiger Austrittsspalt ausgebildet. Dabei ist der Austrittsspalt so konfiguriert, dass er an dem Fluidaustritt den größten Durchmesser aufweist. Durch einen solchen Fluidaustritt kann eine Abstrahlcharakteristik in Form eines Hohlkegels erreicht werden, um eine große Fläche mit Fluid besprühen zu kön nen. Der zweite Fluidaustritt kann jedoch auch in beliebiger anderer Weise, wie es von herkömmlichen Düsen her bekannt ist, gestaltet sein.
Weiter bevorzugt ist der erste Fluidaustritt in einem gemeinsam mit dem Verschlussteil bewegbaren Düsenkörper angeordnet. Das bedeutet, der erste Fluidaustritt bewegt sich beim Öffnen und Schließen des Ventils gemeinsam mit dem Verschlussteil vorzugsweise in Ausströmrichtung vor und zurück.
Dabei weist weiter bevorzugt der Düsenkörper eine kegelstumpfförmige Außenfläche auf, welche gegenüberliegend zu einer Innenfläche einer korrespondierenden kegelförmigen Ausnehmung in einem umgebenen Gehäuseteil angeordnet ist, wobei durch einen Spalt zwischen der Außenfläche und er Innenfläche der zweite Fluidaustritt gebildet wird. So wird ein kegelförmiger Austrittsspalt, wie er oben beschrieben wurde, definiert. Wenn nun der Düsenkörper mit dem Verschlussteil axial bewegt wird, wird auch der entstehende Spalt zwischen der Außenfläche und der Innenfläche in seiner Breite verändert. Im Extremfall liegen im geschlossenen Zustand des Ventils die Außenflächen des Düsenkörpers und die Innenfläche der Ausnehmung aneinander an. Wenn das Verschlussteil in seine geöffnete Stellung bewegt wird, kann dann der Düsenkörper von der Innenfläche der Ausnehmung wegbewegt werden, sodass ein kegelförmiger Spalt entsteht, durch welchen das Fluid ausströmen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verschlussteil hohl ausgebildet und weist in seinem Inneren einen ersten Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem ersten Fluidausgang auf, während der zweite Strömungsweg von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidausgang entlang der Außenfläche des Verschlussteils verläuft. Der Strömungsweg kann geschlossen werden, wenn das Verschlussteil mit einem korrespondierenden Ventilsitz zur dichtenden An lage gebracht wird. In diesem Zustand wird jedoch der Strömungsweg im Inneren des Verschlussteils nicht beeinträchtigt, sodass das Fluid durch diesen ersten Strömungsweg zu dem ersten Fluidaustritt strömen kann.
Besonders bevorzugt ist die Düseneinrichtung gemäß der vorangehenden Beschreibung Bestandteil einer Reinigungs- oder Desinfektionsanlage. Dies kann insbesondere eine Reinigungs- oder Desinfektionsanlage sein, welche als so genannte CIP-Anlage (Cleaning in Place-Anlage) in einer Anlage zur Verarbeitung und/oder Abfüllung von Lebensmitteln vorgesehen ist. In einer solchen Anlage kann die Düseneinrichtung dazu verwendet werden, ein oder unterschiedliche. Reinigungs- oder Desinfektionsmittel in verschiedener Menge und/oder Strahlcharakteristik durch ein und dieselbe Düseneinrichtung auszubringen. Insbesondere wird dabei auch nur eine Versorgungsleitung benötigt. Ferner ist es nicht erforderlich, in der Düseneinrichtung mechanische Schaltelemente, wie beispielsweise elektrische oder pneumatische Ventile vorzusehen, vielmehr erfolgt die Ventilbetätigung allein durch den Fluiddruck des zugeführten Fluids.
Besonders bevorzugt kann die Düseneinrichtung Bestandteil einer Bandschmieranlage sein. Bandschmieranlagen werden eingesetzt, um die Oberfläche von Förderbändern zu schmieren. Dies ist beispielsweise bei der Förderung von Flaschen in Flaschenabfüllanlagen erforderlich. Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung hat dabei den Vorteil, dass die Düseneinrichtung insbesondere zur Ausbringung des Schmiermittels zur Bandschmierung und auch zum Ausbringen eines Reinigungs- und/oder eines Desinfektionsmittels verwendet werden kann. Dazu wird z. B. das Schmiermittel mit einem geringeren Druck zugeführt, sodass es durch den ersten Fluidaustritt austritt und das Ventil im Strömungsweg zu dem zweiten Fluidaustritt geschlossen bleibt. Soll nun die Anlage gereinigt bzw. desinfiziert werden, kann das dazu erforderliche Reinigungs- bzw.
Desinfektionsmittel durch dieselbe Zufuhrleitung wie zuvor das Schmiermittel zugeführt werden. Allerdings erfolgt die Zufuhr mit einem höheren Druck, sodass das Ventil in der Düseneinrichtung geöffnet wird und das Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittel auch oder ausschließlich durch den zweiten Fluidaustritt ausgebracht wird.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
1 eine schematische Schnittansicht einer Düseneinrichtung gemäß der Erfindung,
2 die Düseneinrichtung gemäß 1 in einer Schaltstellung, in welcher ein erster Fluidaustritt geöffnet ist und
3 eine Schnittansicht gemäß 2 in einer Schaltstellung, in welcher ein zweiter Fluidaustritt geöffnet ist.
Die Düseneinrichtung weist zwei Gehäuseteile 2, 4 auf, welche jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet sind und über eine Gewindeverbindung 6 miteinander verschraubt sind. Das in Richtung der Längsachse Z dem zweiten Gehäuseteil 4 abgewandte Axialende des ersten Gehäuseteiles 2 weist einen Schraubanschluss 8 zur Verbindung mit einer Versorgungsleitung auf. Der Schraubanschluss 8 bildet den Fluideingang der Düseneinrichtung. An dem dem Schraubanschluss 8 in Längsrichtung Z abgewandtem Axialende sind ein erster Fluidaustritt 10 und ein zweiter Fluidaustritt 12 ausgebildet.
Im Inneren der Gehäuseteile 2 und 4 ist in Axialrichtung Z beweglich ein Ventil- bzw. Verschlusselement 14 angeordnet. Das Verschlusselement 14 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich durch ein Durchgangsloch 16 an dem Axialende des Gehäuseteiles 2, welches dem Gehäu seteil 4 zugewandt ist. Das Durchgangsloch 16 weist einen größeren Durchmesser auf, als der Teil des Verschlusselementes 14, welcher sich durch das Durchgangsloch 16 hindurch erstreckt. Auf diese Weise wird ein Strömungsweg zwischen der Innenwandung des Durchgangsloches 16 und dem Außenumfang des Verschlusselementes 14 gebildet.
Zwischen den Gehäuseteilen 2 und 4 ist ein erweiterter Freiraum 17 ausgebildet, in welchem eine ringförmige Auskragung 18 des Verschlusselementes 14 gelegen ist. Der zylindrische Freiraum 17 weist in Richtung der Längsachse Z eine Höhe auf, welche größer ist als die Dicke der Scheibe bzw. ringförmigen Auskragung 18, sodass die Auskragung 18 in dem Freiraum 17 in axialer Richtung Z bewegbar ist. An der dem ersten Gehäuseteil 2 zugewandten Seite der Auskragung 18 ist ein O-Ring 20 angeordnet, welcher mit einem Ventilsitz 22 dichtend zur Anlage kommen kann. Der Ventilsitz 22 ist an dem dem zweiten Gehäuseteil 4 zugewandten Axialende des ersten Gehäuseteiles 2 ausgebildet und umgibt die Öffnung des Durchgangsloches 16 ringförmig. Wenn der O-Ring 20 an dem Ventilsitz 22 dichtend zur Anlage kommt, wie in 2 gezeigt ist, wird auf diese Weise der Strömungsweg durch den Spalt zwischen dem Außenumfang des Verschlusselementes 14 und dem Innenumfang des Durchgangsloches 16 verschlossen. Ist dieser Strömungswege geöffnet, ist der O-Ring 20 von dem Ventilsitz 22 beabstandet und die Auskragung 18 liegt an der dem ersten Gehäuseteil 2 zugewandten axialen Stirnseite des zweiten Gehäuseteils 4 an, welches so einen Anschlag für die axiale Bewegung des Verschlusselementes 14 bildet.
An der dem zweiten Gehäuseteil 4 abgewandten Seite des Durchgangsloches 16 ist in dem ersten Gehäuseteil 2 ein zylindrischer Freiraum 24 ausgebildet. Dieser Freiraum 24 weist einen größeren Durchmesser als das Durchgangsloch 16 auf, sodass seine die Öffnung des Durchgangsloches 16 umgebende Bodenfläche 26 eine ringförmige Anlage fläche für die Schraubenfeder 28 bildet. Die Schraubenfeder 28 erstreckt sich von dieser Boden- bzw. Anlagefläche 26 in Richtung der Längsachse Z zu einer Anlagescheibe 30, welche mittels einer Schraube 32 mit dem axialen Ende des rohrförmigen Verschlusselementes 14 verschraubt ist. Dazu greift die Schraube 32 in ein Innengewinde im Inneren des rohrförmigen Verschlusselementes 14 ein. Die Schraubenfeder 28 ist als Druckfeder ausgebildet, sodass sie auf die Anlagescheibe 30 und über diese auf das Verschlusselement 14 eine Federkraft ausübt, welche das Verschlusselement 14 in seine Schließstellung drückt, in welcher der O-Ring 20 an dem Ventilsitz 22 anliegt.
Die Anlagescheibe 30 weist einen Außendurchmesser auf, welcher kleiner als der Innendurchmesser des Freiraumes 24 ist, um einen Strömungsweg am Außenumfang der Anlagescheibe 30 vorbei zu bilden. Alternativ können in der Anlagescheibe 30 sich in axialer Richtung Z erstreckende Nuten oder Durchgangslöcher als Strömungsdurchgänge vorgesehen sein, welche eine Fluidströmung von dem Schraubanschluss 8 zu dem Durchgangsloch 16 ermöglichen.
In dem rohrförmigen Verschlusselement 14 ist im Inneren ein zentraler Kanal 34 ausgebildet, welcher zu demjenigen Axialende des Verschlusselementes 14, an welchem die Anlagescheibe 30 angeordnet ist, geöffnet ist. Dort ist in der Innenwandung ein Gewinde ausgebildet, in welches die Schraube 32 zur Fixierung der Anlagescheibe 30 eingreift. Zum entgegengesetzten Axialende hin ist der Kanal 34 ebenfalls geöffnet. Dieses Axialende des Verschlusselementes 14 ist in einen Düsenkörper 36 eingeschraubt. In den Düsenkörper 36 eingesetzt ist eine Düse 38, welche den ersten Fluidaustritt 10 in Form einer zentralen zylindrischen Öffnung aufweist. Das dem Fluidaustritt 10 abgewandte Axialende der Düse 38 ist zu dem Kanal 34 in dem Verschlusselement 14 hin geöffnet, sodass Fluid von dem Kanal 34 in das Innere der Düse 38 und von dort dann durch den Fluidaustritt 10 nach außen strömen kann. Die Düse 38 liegt mit einer Durchmessererweiterung gegen einen Absatz 40 im Inneren des Düsenkörpers 36 an. Dabei wird die Düse 38 über das eingeschraubte Verschlusselement 14 gegen den Absatz 40 geklemmt. Zwischen dem Axialende des Verschlusselementes 14 und dem diesen zugewandten Axialende der Düse 38 ist zur Abdichtung ein O-Ring 42 angeordnet.
In der Umfangswandung des Verschlusselementes 14 sind im Bereich des Freiraumes 24 und des Durchgangsloches 16 Eintrittsöffnungen 44 ausgebildet, welche sich als Löcher vom Außenumfang des Verschlusselementes 14 zu dem Kanal 34 in dessen Inneren erstrecken.
So wird in der Düseneinrichtung ein erster Strömungsweg von dem Schraubanschluss 8 über den Freiraum 24 durch die Eintrittsöffnungen 44 und den Kanal 34 zu dem ersten Fluidaustritt 10 gebildet.
An seinem Außenumfang ist der Düsenkörper 36 kegelstumpfförmig ausgebildet, d. h. er weist eine kegelförmige Außenumfangfläche 46 auf. Diese Außenumfangsfläche 46 liegt einer korrespondierenden kegelförmigen Innenumfangsfläche 48 einer Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils 4 gegenüber, in welches der Düsenkörper 36 eingesetzt ist. Die Außenumfangsfläche 46 und die Innenumfangsfläche 48 weisen dabei denselben Schrägungswinkel bezüglich der Längsachse Z auf, sodass zwischen beiden ein kegelförmiger Ringspalt gebildet wird, welcher an dem Axialende mit größerem Durchmesser als zweiter Fluidaustritt 12 in die Umgebung mündet. Am entgegengesetzten Axialende mit kleinerem Durchmesser mündet der Spalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und Innenumfangsfläche 48 in den Freiraum 17 zwischen erstem 2 und zweiten 4 Gehäuseteil. Die Auskragung 18 weist sich parallel zur Längsachse Z erstreckende Durchgangslöcher 50 auf, welche eine Fluidströmung von dem Durchgangsloch 16 über den Freiraum 17 zu dem Spalt, welcher zwischen der Außenumfangsfläche 46 und der Innenumfangsfläche 48 gebildet wird, hin ermöglichen, auch wenn die Auskragung 18 an der axialen Stirnfläche des zweite Gehäuseteils 4 anliegt.
Insgesamt wird so in der Düseneinrichtung ein zweiter Strömungsweg gebildet, welcher ausgehend von dem Schraubanschluss 8 am Umfang der Anlagescheibe 30 vorbei, durch den Freiraum 24 und das Durchgangsloch 16 verläuft. Wenn der O-Ring 20 von dem Ventilsitz 22 beabstandet ist, wie in 1 und 3 gezeigt, verläuft dieser zweite Strömungsweg dann weiter durch den Freiraum 17 die Durchgangslöcher 50 und den Ringspalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und Innenumfangsfläche 48 zu dem zweiten Fluidaustritt 12. Dieser ist ringförmig ausgebildet und führt zu einer hohlkegelförmigen Strahlcharakteristik für das austretende Fluid. Wenn der O-Ring 20 an dem Ventilsitz 22 anliegt, ist dieser zweite Strömungsweg unterbrochen und Fluid kann nicht zu dem zweiten Fluidaustritt 12 in Form des Ringspaltes gelangen. In dieser Stellung verengt sich ferner der Spalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und Innenumfangsfläche 48 bzw. beide Flächen kommen aneinander zur Anlage. In dieser Schaltstellung des Verschlusselementes 14 tritt Fluid nur noch aus der Düse 38 bzw. dem in dieser angeordneten ersten Fluidaustritt.
Die Schaltfunktion des Verschlusselementes 14 wird nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert.
2 zeigt den Zustand, in welchen nur der erste Fluidaustritt 10 in der Düse 38 in Aktion ist. Dieser Zustand wird erreicht, indem über eine mit dem Schraubanschluss 8 verbundene Versorgungsleitung ein Fluid mit einem Fluiddruck zugeführt wird, welchen unterhalb eines Grenzdruckes liegt. In diesem Bereich unterhalb des Grenzdruckes ist die von der Schraubenfeder 28 über die Anlagescheibe 30 auf das Verschlusselement 14 wirkende Axialkraft größer als diejenige Axialkraft, welche in entgegengesetzte Richtung von dem Fluiddruck erzeugt wird, welcher gegen die der Schraubenfeder 28 abgewandte Oberfläche der Anlagescheibe 30 drückt. Die Schraubenfeder 28 drückt so den O-Ring 20 gegen den Ventilsitz 22. Gleichzeitig verringert sich, wie oben beschrieben, der kegelförmige Spalt zwischen der Innenumfangsfläche 48 des zweiten Gehäuseteils 4 und der Außenumfangsfläche 46 des Düsenkörpers 36. Auf diese Weise wird der Strömungsdurchgang zu dem zweiten Fluidaustritt 12 hin verschlossen und das zugeführte Fluid kann nur durch den ersten Fluidaustritt 10 austreten. Dabei werden Durchfluss- und Strahlcharakteristik durch die Öffnung in der Düse 38, welche den ersten Fluidaustritt 10 bildet, definiert.
Wenn nun der Fluiddruck in der Zuführleitung erhöht wird, erhöht sich damit der auf das axiale Ende des Verschlusselementes 14 und insbesondere die Anlagescheibe 30 wirkende Fluiddruck. Damit erhöht sich die der Federkraft der Schraubenfeder 28 entgegengerichtete Axialkraft, welche auf das Verschlusselement 14 wirkt. Wenn der Fluiddruck oberhalb eines Grenzdruckes liegt, wird dabei diese Axialkraft größer als die Federkraft, sodass das Verschlusselement 14 gegen die Schraubenfeder 28 bewegt wird und der O-Ring 20 von dem Ventilsitz 22 abgehoben wird, bis schließlich die Auskragung 18 an der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils 4 in der oben beschriebenen Weise zur Anlage kommt. Gleichzeitig entfernt sich die Außenumfangsfläche 46 von der Innenumfangsfläche 48, sodass der kegelförmige Spalt, welcher den zweiten Fluidaustritt 12 bildet, geöffnet wird. Auf diese Weise wird ein zweiter Strömungsweg freigegeben, d. h. das Fluid strömt ausgehend von dem Schraubanschluss 18 nicht nur durch den Kanal 34 im Inneren des Verschlusselementes 14 sondern auch am Außenumfang des Verschlusselementes 14 vorbei durch den Freiraum 24, durch das Durchgangsloch 16, den Spalt zwischen O-Ring 20 und Ventilsitz 22, durch den Freiraum 17 und die Durchgangslöcher 50 in den kegelförmigen Ringspalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und Innenumfangsfläche 48. Von dort tritt es dann mit einer hohlkegelförmigen Strahlcharakteristik nach außen aus.
Das heißt erfindungsgemäß kann das durch das Verschlusselement 14 gebildete Ventil im Inneren der Düseneinrichtung, welches zwei verschiedene Fluidaustritte wahlweise freigibt, allein durch Änderung des Fluiddruckes geschaltet werden. Der Grenzdruck, bei welchen das Schalten erfolgt, ist dabei derjenige Druck, bei welchem ein Kräftegleichgewicht zwischen der von dem Fluiddruck erzeugten Axialkraft und der Federkraft besteht.
Auf diese Weise kann eine integrierte Düsenanordnung bzw. Düseneinrichtung geschaffen werden, welche zwei unterschiedliche Austritte mit unterschiedlicher Strahlcharakteristik und/oder unterschiedlichem Durchfluss aufweist. Welcher der beiden Austritte Verwendung findet, wird durch Änderung des Fluiddruckes ausgewählt. So kann beispielsweise der Düseneinrichtung ein Schmiermittel für eine Bandschmierung mit einem Fluiddruck zugeführt werden, welcher geringer als der Grenzdruck ist, sodass dieses Schmiermittel allein durch den ersten Fluidaustritt 10 austritt. Dieser ist für geringe Volumenströme ausgelegt. Wenn dieselbe Düseneinrichtung nun für Reinigungszwecke verwendet werden soll, kann anstelle des Schmiermittels dem Schraubanschluss 8 ein Reinigungsmittel mit einem Fluiddruck zugeführt werden, welcher höher als der Grenzdruck ist, sodass der zweite Fluidaustritt 12 geöffnet wird und durch diesen das Reinigungsmittel mit einem größeren Volumenstrom nach außen austritt. Im gezeigten Beispiel tritt dabei gleichzeitig ein Austritt des Reinigungsmittels durch den ersten Fluidaustritt 10 auf. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Düseneinrichtung auch so ausgestaltet werden kann, dass in dem Fall, dass der zweite Fluidaustritt 12 geöffnet wird, gleichzeitig der erste Fluidaustritt 10 geschlossen wird. Dies könnte beispielsweise dadurch geschehen, dass die Eintrittsöffnungen 44 in dieser Schaltstellung überdeckt werden. Es ist auch zu verstehen, dass die geometrische Gestalt des ersten Fluidaustritts 10 und des zweiten Fluidaustritts 12 nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern in beliebiger anderer Weise, wie es von herkömmlichen Düsen bekannt ist, ausgestaltet werden kann.

2, 4: Gehäuseteile
6: Gewindeverbindung
8: Schraubanschluss
10: erster Fluidaustritt
12: zweiter Fluidaustritt
14: Verschlusselement
16: Durchgangsloch
17: Freiraum
18: Auskragung
20: O-Ring
22: Ventilsitz
24: Freiraum
26: Bodenfläche
28: Schraubenfeder
30: Anlagescheibe
32: Schraube
34: Kanal
36: Düsenkörper
38: Düse
40: Absatz
42: O-Ring
44: Eintrittsöffnungen
46: Außenumfangsfläche
48: Innenumfangsfläche
50: Durchgangslöcher
Z: Längsachse

Claims

Düseneinrichtung zum Ausbringen eines Fluids mit einem Fluideingang (8), zumindest einem ersten (10) und einem zweiten (12) Fluidaustritt sowie einem Ventil, welches in einem Strömungsweg von dem Fluideingang (8) zu dem zweiten Fluidaustritt (12) zum Öffnen und Schließen des Strömungsweges angeordnet ist und ein Verschlussteil (14) aufweist, welches in Schließrichtung mit einer Vorspannkraft und in Öffnungsrichtung mit dem am Fluideingang (8) anliegenden Fluiddruck beaufschlagt ist.
Düseneinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der erste Fluidaustritt (10) einen kleineren Querschnitt als der zweite Fluidaustritt (12) aufweist.
Düseneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Vorspannkraft durch ein Federelement (28) erzeugt wird.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Verschlussteil (14) eine Kolbenfläche (30) aufweist, auf welche der Fluiddruck wirkt.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Verschlussteil (14) eine Anlageschulter (30) aufweist, an welcher eine Druckfeder (28) angreift.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der erste Fluidaustritt (10) eine zentrale Austrittsöffnung aufweist.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der zweite Fluidaustritt (12) als kegelförmiger Austrittsspalt ausgebildet ist.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der erste Fluidaustritt (10) in einem gemeinsam mit dem Verschlussteil (14) bewegbaren Düsenkörper (36) angeordnet ist.
Düseneinrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der Düsenkörper (36) eine kegelstumpfförmige Außenfläche (36) aufweist, welche einer Innenfläche (48) einer korrespondierenden kegelförmigen Ausnehmung in einem umgebenden Gehäuseteil (4) angeordnet ist, wobei durch einen Spalt zwischen der Außenfläche (46) und der Innenfläche (48) der zweite Fluidaustritt (12) gebildet wird.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Verschlussteil (14) hohl ausgebildet ist und in seinem Inneren einen ersten Strömungsweg (34) von dem Fluideingang (8) zu dem ersten Fluidausgang (10) bildet, während der zweite Strömungsweg von dem Fluideingang (8) zu dem zweiten Fluidausgang (12) entlang der Außenfläche des Verschlussteils (14) verläuft.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche Bestandteil einer Reinigungs- oder Desinfektionsanlage ist.
Düseneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche Bestandteil einer Bandschmieranlage ist.