DE102008011511A1

DE102008011511A1 - Rotationszerstäuber

Info

Publication number: DE102008011511A1
Application number: DE102008011511A
Authority: DE
Inventors: Michael Bulling; Peter Eppacher; Reiner Götz
Original assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Current assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: DE102008011511B4; CN101518763B; CN101518763A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber für Fluide mit einem rotierenden Teller, einem Antrieb für den Teller und einer Zuführvorrichtung zum Auftrag des Fluids auf den Teller, wobei der Teller eine Verteilungsebene für das Fluid aufweist und in der Verteilungsebene wenigstens ein Durchbruch vorgesehen ist, über welchen ein Teilstrom des Fluids vom Hauptstrom in eine andere Ebene abgetrennt wird, wobei der Teller eine erste Sprühkante zum Absprühen des Reststromes des Fluids und eine zweite Sprühkante zum Absprühen des Teilstromes des Fluids aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber für Fluide.
Rotationszerstäuber für Fluide sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Zum Beispiel ist aus der Publikation "Zerstäubungstechnik", ISBN 3-540-41170-4, Seite 82, ein Rotationszerstäuber bekannt, bei dem in einen berippten, Strömungskanäle aufweisenden, rotierenden Teller, ein Fluidstrom eingeleitet wird, so dass das Fluid aufgrund der Drehbewegung des Tellers mit einer radialen Komponente nach außen geschleudert wird. Aus der Publikation "Zerstäuben von Flüssigkeiten", ISBN 3-8169-2309-7, Seite 74, sind unterschiedliche Ausführungsformen für rotierende Teller bekannt, die zum Beispiel als glatte Scheiben, nach unten offene Becher, als gelochte oder berippte Scheiben oder als poröse Hohlzylinder ausgebildet sind. Auf jeden Fall erfolgt die Fluidzugabe stets über eine oder mehrere Rohrleitungen. Weiterhin ist aus der DE 42 27 136 A1 eine Vorrichtung zum Anfeuchten einer bewegten Materialbahn bekannt, bei welcher der Fluidaustrag mittels einer Aufsprühvorrichtung erfolgt, in welcher eine Reihe von Drehtellern angeordnet sind. Aus der DE 100 53 305 A1 ist eine Flüssigkeitsauftragsvorrichtung bekannt, bei der das Fluid mittels einer Rohrleitung zentral in einen Drehteller eingeleitet wird, wobei der Drehteller eine nach unten abragende Antriebsachse aufweist.
Die Menge an zerstäubtem Fluid wird dadurch eingestellt, dass mittels der Rohrleitung mehr oder weniger Fluid in den Drehteller eingetragen wird. Als Nachteil hat sich jedoch herausgestellt, dass unterhalb einer bestimmten Fluidmenge pro Zeiteinheit die Flüssigkeit nicht mehr kontinuierlich von der Rohrleitung, sondern in Tropfen abgegeben wird. Eine tropfenweise Zugabe führt jedoch zu einem stark diskontinuierlichem Fluidaustrag, der zu einer sehr ungleichmäßigen Befeuchtung der Werkstücke, z. B. von Papier- oder Textilbahnen führt.
Eine weitere Problematik liegt darin, dass Rohrleitungen mit sehr kleinen Innendurchmessern dazu neigen aufgrund von mit dem Fluid mitgeführten Verunreinigungen oder Fluidzusätzen zu verstopfen, so dass kein Fluid mehr gefördert wird. Die Rohrleitungen müssen daher eine gewisse Größe aufweisen, so dass feinste Verunreinigungen vom Fluid ausgeschwemmt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotationszerstäuber bereitzustellen, mit welchem auch sehr geringe Mengen an Flüssigkeit ausgetragen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Rotationszerstäuber für Fluide gelöst, der einen rotierenden Teller, einen Antrieb für den Teller und eine Zuführvorrichtung zum Auftrag des Fluids auf den Teller aufweist, wobei der Teller eine Verteilungsebene für das Fluid besitzt und in der Verteilungsebene wenigstens ein Durchbruch vorgesehen ist, über welchen ein Teilstrom des Fluids vom Hauptstrom in eine andere Ebene abgetrennt wird, wobei der Teller eine erste Sprühkante zum Absprühen des Reststromes des Fluids und eine zweite Sprühkante zum Absprühen des Teilstromes des Fluids aufweist.
Der erfindungsgemäße Rotationszerstäuber besitzt also ebenfalls einen rotierenden Teller, in welchen das zu zerstäubende Fluid zum Beispiel mittels einer Rohrleitung eingeleitet beziehungsweise aufgetragen wird. Jedoch wird bei diesem rotierenden Teller nicht mehr das gesamte aufgetragene Fluid über die Sprühkante ausgetragen, sondern das aufgetragene Fluid, nämlich der Hauptstrom, wird in einen Teilstrom und einen Reststrom unterteilt. Diese Aufteilung erfolgt über ein oder mehrere Durchbrüche, die in der Verteilungsebene vorgesehen sind. Auf diese Weise gelangt der Teilstrom an eine andere, nämlich eine zweite Sprühkante und wird dort ausgetragen. Der verbleibende Reststrom, der für die Befeuchtung des Werkstücks verwendet wird, wird über die erste Sprühkante abgesprüht. Aufgrund der Aufteilung des Hauptstroms in einen Teilstrom und einen Reststrom kann die effektive, zum Befeuchten des Werkstücks verwendete Menge an Fluid verringert werden, ohne dass hierfür die Menge an zum Beispiel über die Rohrleitung zugeführten Fluids verringert werden muss. Es wird also sichergestellt, dass die Tropfenbildung mit Sicherheit verhindert und dass eine Rohrleitung mit einem so großen Strömungsquerschnitt verwendet wird, dass Verstopfungen nicht zu befürchten sind, dass aber nicht das gesamte zugeführte Fluid, also der gesamte Hauptstrom, auf das Werkstück abgesprüht wird. Von diesem Hauptstrom wird über den beziehungsweise die Durchbrüche der Teilstrom abgezweigt, der dann über die zweite Sprühkante ausgetragen wird, wobei dieser Teilstrom mittels geeigneter Blenden ausgeblendet oder über andere Vorrichtungen abgeleitet und in einen Tank umgeleitet werden kann.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Sprühkante oberhalb der zweiten Sprühkante liegt und/oder die beiden Sprühkanten den gleichen Radius aufweisen. Der Sprühteller besitzt im Wesentlichen die Form eines flachen Diabolos beziehungsweise die Form einer flachen Sanduhr. Dadurch, dass die beiden Sprühkanten unterschiedliche Höhenlagen aufweisen, kann der von der unteren Sprühkante abgesprühte Teilstrom relativ einfach mittels einer Blende ausgeblendet und zum Beispiel in einen Tank abgeführt werden. Dadurch, dass die beiden Sprühkanten den gleichen radialen Abstand zur Drehachse besitzen, liegen im Wesentlichen gleiche Sprühbedingungen und Sprühverhältnisse für den oben abgesprühten Reststrom und den unten abgesprühten Teilstrom vor. Außerdem kann der oder können die Durchbrüche radial relativ weit außen angeordnet sein.
Vorteilhaft sind mehrere Durchbrüche vorgesehen und die Durchbrüche sind außerdem gleichmäßig über den Umfang zwischen der Drehachse und der Sprühkante verteilt angeordnet. Die Durchbrüche bilden quasi einen Lochkreis, durch den der Teilstrom hindurchtritt. Durch die Anordnung, Form, Größe und Lage der Durchbrüche wird die Menge des Teilstroms eingestellt.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Bereich des Durchbruchs von radial innen nach radial außen ein Höhenversatz in der Verteilungsebene vorgesehen ist. Dabei liegt vorteilhaft der radial innere Bereich tiefer als der radial äußere Bereich. Der Reststrom muss also vom radial inneren, tiefer liegenden Bereich zum radial äußeren, höher liegenden Bereich wandern. Da dieser, die Durchbrüche aufweisende Übergangsbereich ein relativ großes Hindernis für das Fluid darstellt, kann mit Durchbrüchen mit einem relativ kleinen Öffnungsquerschnitt und/oder mit relativ wenigen Durchbrüchen, bereits ein großer Teilstrom und demnach ein geringer Reststrom erzeugt werden.
Erfindungsgemäß sind bei einem Ausführungsbeispiel zwischen den Durchbrüchen Stege vorgesehen, deren dem Hauptstrom zugewandten Stegflächen rampenartig ausgebildet sind. Die Stege können eben und/oder konkav oder konvex gekrümmt sein. Auf diese Weise kann die Menge des Teilstroms beziehungsweise die Menge des Reststroms zusätzlich gesteuert werden. Außerdem können die Stege von radial innen nach radial außen breiter und/oder schmäler werden.
Mit Vorzug ist bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Querschnitt des Durchbruchs einstellbar. Auf diese Weise kann die Menge des Teilstromes beziehungsweise kann die Menge des Reststromes, welcher auf das Werkstück ausgetragen werden soll, genau eingestellt werden. Die Einstellung des Querschnitts des Durchbruchs kann zum Beispiel durch Verschieben von Blenden, durch Einsätze oder dergleichen verändert werden.
Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Verteilungsebene und die andere Ebene im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander und/oder zu einem Horizontalschnitt sind. Insbesondere erstreckt sich die andere, unterhalb der Verteilungsebene liegende Ebene, orthogonal zur Drehachse und kann zum Beispiel versatzfrei ausgebildet sein. Der effektive Bereich dieser Ebene befindet sich radial außerhalb der Durchbrüche, das heißt zwischen den Durchbrüchen und der zweiten Sprühkante.
Um das Fluid zentral auf den Teller aufgeben zu können, befindet sich der Antrieb unterhalb des Tellers, was zudem den Vorteil hat, dass der Antrieb nicht vom Fluid benetzt wird. Außerdem sind Reinigungsarbeiten wesentlich einfacher durchführbar, da die Verteilungsebene frei zugänglich ist.
Der Antrieb ist bei einem Ausführungsbeispiel so bemessen, dass die zweite Sprühkante radial außerhalb des Antriebs liegt. Das Fluid wird also erst dann vom Teller abgesprüht, wenn sich dieses in einem Umfangsbereich befindet, der größer ist als der Antrieb.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische, vereinfachte Wiedergabe auf einen Rotationszerstäuber mit zwei Drehtellern;
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Drehtellers;
3 einen Schnitt III-III durch den Drehteller gemäß 2; und
4 eine zweite Ausführungsform des Drehtellers.
Die 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Rotationszerstäuber, mit dem ein Werkstück 12 mit einem Fluid 14 besprüht wird. Der in der 1 dargestellte Teil des Fluides bildet den effektiven Reststrom 16, mit dem das Werkstück 12, z. B. eine Walze oder eine Papier- oder Textilbahn, befeuchtet wird. Dieser Reststrom 16 verlässt über Blenden 20 ein nicht näher dargestelltes Gehäuse 18, wobei im Gehäuse 18 mehrere Drehteller 22 angeordnet sind, die sich um eine Drehachse 24 zum Beispiel in Richtung des Pfeils 26 drehen.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Drehtellers 22, auf den mittels einer nur andeutungsweise dargestellten Rohrleitung 28 das Fluid 14 aufgetragen wird. Das Fluid 14 strömt auf eine insgesamt mit 30 bezeichnete Verteilungsebene 30 auf, strömt auf dieser radial nach außen ab und gelangt in einen Bereich 32, in welchem eine Vielzahl von Durchbrüchen 34 vorgesehen sind. Zwischen den Durchbrüchen 34 befinden sich Stege 36, die rampenartig verlaufende Stegflächen 38 besitzen. Diese Stegflächen 38 erstrecken sich zwischen einem radial inneren Bereich 40 und einem radial äußeren Bereich 42 der Verteilungsebene 30. Diese Verteilungsebene 30 und somit auch der radial äußere Bereich 42 enden an ihren radial äußeren Enden in einer ersten Sprühkante 44.
Der Verteilungsebene 30 liegt, wie aus 3 ersichtlich, eine andere, zweite Ebene 46 gegenüber, die die Unterseite des Drehtellers 22 bildet. Gelangt das Fluid 14 vom radial inneren Bereich 40 in den die Durchbrüche 34 aufweisenden Bereich 32, dann teilt sich der Hauptstrom 48 in einen, die Durchbrüche 34 passierenden Teilstrom 50 und einen, die Durchbrüche 34 umgehenden und in den radial äußeren Bereich 42 gelangenden Reststrom 52 auf. Der Reststrom 52 wird über die erste Sprühkante 44 (siehe 3) und der Teilstrom 50 wird über eine zweite Sprühkante 54 abgesprüht.
Außerdem ist aus den 2 und 3 erkennbar, dass der radial innere Bereich 40 tiefer liegt als der radial äußere Bereich 42 und dadurch einen Höhenversatz 56 aufweist. Außerdem ist aus 3 erkennbar, dass unterhalb des Drehtellers 22 ein Antrieb 58 vorgesehen ist, der radial innerhalb der Durchbrüche 34 als auch radial innerhalb der zweiten Sprühkante 54 liegt, so dass der Antrieb 58 vom Fluid 14 nicht benetzt wird.
Beim in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Steg 36 und insbesondere dessen Stegfläche von zwei Kanalwänden 60 flankiert. Die Kanalwände 60 bilden einen radial verlaufenden Kanal 62, der einen Teil des auf die Ebene 30 aufgetragene Fluids in Richtung des Stegs 36 leitet. Der im Kanal 62 sich befindende Reststrom 52 kann nicht mehr in die Durchbrüche 34 abströmen sondern wird sicher in den radial äußeren Bereich 42 geleitet. Die Kanalwände 60 können parallel zueinander ausgerichtet sein. Sie können in radialer Richtung aber auch divergieren oder konvergieren. Außerdem kann ihre Höhe, wie in 4 dargestellt, in radialer Richtung gesehen, zunehmen, so dass sie bündig mit der Ebene des radial äußeren Bereichs 42 abschließen.
Das Verhältnis von Reststrom 52 zum Teilstrom 50 wird bestimmt durch die Größe des Querschnitts der Durchbrüche 34, die Form, Lage und den Verlauf der Stegflächen 38 sowie über deren Oberflächenstruktur, oder, falls vorhanden, durch den Verlauf von Kanalwänden 60.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4227136 A1 [0002]
- DE 10053305 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ”Zerstäubungstechnik”, ISBN 3-540-41170-4, Seite 82 [0002]
- ”Zerstäuben von Flüssigkeiten”, ISBN 3-8169-2309-7, Seite 74 [0002]

Claims

Rotationszerstäuber (10) für Fluide (14) mit einem rotierenden Teller (22), einem Antrieb (58) für den Teller (22) und einer Zuführvorrichtung (28) zum Auftrag des Fluids (14) auf den Teller (22), wobei der Teller (22) eine Verteilungsebene (30) für das Fluid (14) aufweist und in der Verteilungsebene (14) wenigstens ein Durchbruch (34) vorgesehen ist, über welchen ein Teilstrom (50) des Fluids (14) vom Hauptstrom (48) in eine andere Ebene (46) abgetrennt wird, wobei der Teller (22) eine erste Sprühkante (44) zum Absprühen des Reststromes (52) des Fluides (14) und eine zweite Sprühkante (54) zum Absprühen des Teilstromes (50) des Fluides (14) aufweist.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sprühkante (44) oberhalb der zweiten Sprühkante (54) liegt.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sprühkanten (44, 54) den gleichen Radius aufweisen.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Durchbrüche (34) vorgesehen sind und die Durchbrüche (34) gleichmäßig über den Umfang zwischen der Drehachse (24) und der Sprühkante (44) verteilt sind.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Durchbrüchen (34) Stege (36) vorgesehen sind, deren dem Hauptstrom (48) zugewandte Stegflächen (38) rampenartig ausgebildet sind.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (32) des Durchbruchs (34) von radial innen nach radial außen ein Höhenversatz (56) in der Verteilungsebene (30) vorgesehen ist.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Bereich (40) tiefer liegt als der radial äußere Bereich (42).
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Durchbruchs (34) einstellbar ist.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungsebene (30) und die andere Ebene (46) im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander und/oder zu einem Horizontalschnitt sind.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (58) unterhalb des Tellers (22) liegt.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Sprühkante (54) radial außerhalb des Antriebs (58) liegt.
Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (34) von Kanalwänden (60) flankiert ist.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwände (60) einen im wesentlichen radial verlaufenden Kanal (62) bilden.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwände (60) parallel zueinander verlaufen, oder in radiale Richtung gesehen konvergieren oder divergieren.
Rotationszerstäuber nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Kanalwände (60) in radialer Richtung gesehen zunimmt.