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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zugabe von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und eine kombinierte Vorrichtung zum Zerstäuben und/oder
Zerkleinern von Mischgut in einer Mischvorrichtung und zur Zugabe
von Flüssigkeit
in die Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 14.
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Eine
solche Vorrichtung ist aus der
DE 10 2006 059 306 B3 bekannt. Dabei trifft
der größte Teil der
aus der Ausgabeöffnung
austretenden Flüssigkeit
direkt auf den rotierenden Schneidrotor und wird dort mit dem Mischgut
vermengt. Hierbei wird das Mischgut schon sehr gut mit der Flüssigkeit
benetzt und vermischt, gleichwohl wird angestrebt, das Mischgut
noch gleichmäßiger mit
der Flüssigkeit
zu vermengen.
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Aus
der
DE 29 26 248 A1 ist
eine Rückprallvorrichtung
zur Verwendung an einer Ausströmdüse für die Zerteilung
eines Fluids bekannt, bei der das Fluid mit einem hohen Druck auf
die Rückprallvorrichtung
gegeben wird, so dass unter Ausnutzung des Hohlraumresonanzphänomens eine
gute Verteilung des Fluids erfolgen kann. Dabei sind an der Außenseite
der Rückprallvorrichtung über deren
Umfang verteilt verschiedene Leitbleche angeordnet, die das im Wesentlichen
axial aus der Düse
ausströmenden
Fluid in eine vorbestimmte Richtung leiten. Der Einsatz einer solchen
Technik in einer gattungsgemäßen Mischvorrichtung
ist nicht möglich,
da der mit hohem Druck austretende Fluidstrahl den Mischvorgang
beeinträchtigen
würde.
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Aus
der
DE 1 283 591 B ist
eine Sprengdüse für landwirtschaftliche
Zwecke bekannt, bei der das aus der Düse austretende Fluid über einen
konischen Verteiler im Raum verteilt wird. Auch hier tritt das Fluid
mit relativ hohem Druck und hoher Geschwindigkeit aus der Düse aus,
um auf eine vergleichsweise große
landwirtschaftliche Fläche
verteilt zu werden. Auch diese Technik ist bei der gattungsgemäßen Mischvorrichtung
nicht einsetzbar, da auch hierdurch der Mischvorgang beeinträchtigt werden
würde.
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Davon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der
das Mischgut noch gleichmäßiger mit
der Flüssigkeit
vermengt wird.
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Als
technische Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruches 14 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser
Vorrichtung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Eine
nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung zur Zugabe
von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung hat den Vorteil, dass die Flüssigkeit aufgrund
der Ausgestaltung der Ausgabedüse
annähernd
radial aus der Ausgabedüse
abgegeben wird und gegen einen Leitsteg prallt, der die Flüssigkeit weiter
zerstäubt
und in verschiedene Richtungen umleitet. Hierdurch wird die Flüssigkeit
nicht nur radial, sondern auch in axialer Richtung im Raum verteilt und
gleichzeitig mit dem sich ebenfalls im Raum bewegenden Mischgut
vermengt.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass der Leitsteg von der Ausgabedüse radial
beabstandet angeordnet ist. Hierdurch wird der Flüssigkeit
ermöglicht,
sich zunächst
von der Ausgabedüse
zu lösen, um
dann mit einer entsprechenden Geschwindigkeit auf den Leitsteg zu
stoßen,
um von diesem weiter zerstäubt
zu werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Leitstege rotierbar gehalten. Dies hat den Vorteil, dass
die Flüssigkeit
beim Aufprall auf den Leitsteg diffus im Raum verteilt wird. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Rotation der Leitstege darüber hinaus
auch eine Verwirbelung des Mischgutes erfolgt, wodurch die Benetzung
des Mischgutes mit der Flüssigkeit
gefördert
wird. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Leitstege
an der Ausgabedüse
einen Sog erzeugen, der die Flüssigkeit ansaugt
und zum Leitsteg oder in die Schleuderkanäle transportiert.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist am Leitsteg eine zur Ausgabedüse hin ausgerichtete Prallfläche ausgebildet.
Dabei stößt ein Teil
der aus der Ausgabedüse
austretenden Flüssigkeit
auf die Prallfläche
und wird sowohl zerstäubt,
als auch ins Innere der Mischvorrichtung umgelenkt. Dies hat den Vorteil,
dass die gesamte aus der Ausgabedüse austretende Flüssigkeit
besser im Raum verteilt wird, weil nur ein Teil der Flüssigkeit
die Prallfläche
erreicht und ins Innere der Mischvorrichtung umgelenkt wird, während ein
anderer Teil an den Leitstegen vorbei in einen anderen Teil der
Mischvorrichtung gelangt.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Prallfläche zwischen
30° und
60°, vorzugsweise
45°, zur
Radialen geneigt. Dies hat den Vorteil, dass eine relativ gute Verteilung
der Flüssigkeit
im Inneren der Mischvorrichtung erreicht wird. Dabei ist die Prallfläche vorzugsweise
eben ausgeführt,
um die darauf auftreffende Flüssigkeit
gleichmäßig in dem
Raum zu verteilen.
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In
einer anderen, bevorzugten Ausführungsform
besitzt der Leitsteg eine erste Leitfläche, die in Bewegungsrichtung
gesehen vorne angeordnet ist und eine zweite Leitfläche, die
in Bewegungsrichtung gesehen hinten angeordnet ist. Jede dieser
Leitflächen
kann konvex, konkav oder eben ausgebildet sein. Es hat sich als
vorteilhaft erwiesen, beide Leitflächen eben auszubilden und von
der Ausgabedüse aus
betrachtet, radial anzuordnen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die erste Leitfläche
konvex und die zweite Leitfläche
konkav ausgebildet.
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Das
konvexe oder konkave Ausbilden der Leitflächen hat den Vorteil, dass
an diesen Leitflächen
etwaige anhaftende Flüssigkeit
der Leitstege weit nach außen
getragen wird und dass diese Flüssigkeit
am Ende des jeweiligen Leitsteges abtropft und sich gut im Raum
verteilt. Bei einer Rotation der Leitstege verstärkt sich dieser Vorteil noch
aufgrund der durch die Rotation erzeugten Fliehkräfte.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen der
ersten Leitfläche
des einen Leitsteges und der zweiten Leitfläche des benachbarten Leitsteges
ein Schleuderkanal ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass diejenige
Flüssigkeit, die
nicht auf den Leitsteg bzw. die Prallfläche auftrifft, in diesem Schleuderkanal
an den Leitstegen vorbeigeführt
wird. Da sich die Flüssigkeit
nach dem Austritt aus der Ausgabedüse im Wesentlichen radial von
der Ausgabedüse
wegbewegt, kann wiederum ein Teil dieser Flüssigkeit ungehindert durch
den Schleuderkanal hindurch und vermischt sich dann mit dem entsprechenden
Mischgut, während
ein anderer Teil an die Leitstege gelangt und von diesen aufgrund
der Rotationsbewegung wieder abprallt und sich ebenfalls gut im
Raum verteilt. Es hat sich herausgestellt, dass auch ein Teil der
Flüssigkeit
zunächst
an den Leitflächen
verbleibt und sich erst zusammen mit weiterer Flüssigkeit wieder löst.
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In
noch einer anderen, bevorzugten Ausführungsform besitzt der Schleuderkanal
eine konstante Breite. Hierdurch werden für die Flüssigkeit konstante Korridore
geschaffen, durch die die Flüssigkeit
annähernd
ungehindert hindurchtreten kann.
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Dabei
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Leitsteg mit zunehmendem
radialen Abstand von der Ausgabedüse breiter zu gestalten, zum
Einen um Schleuderkanäle
konstanter Breite zu schaffen und zum Anderen um auf einer quasi
Oberseite des Leitsteges eine breite Fläche auszubilden.
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In
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Leitsteg
zur Ausgabedüse
hin spitz ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die der Ausgabedüse zugewandte
Stirnfläche
des Leitsteges auf ein Minimum reduziert wird, so dass keine Flüssigkeit
zur Ausgabedüse
hin zurückreflektiert
wird.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Leitstege und/oder die Schleuderkanäle äquidistant um die Ausgabedüse herum
angeordnet. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Zerstäuben und Mischen der Flüssigkeit
mit dem Mischgut erreicht.
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Erfindungsgemäß kann diese
Vorrichtung zur Zugabe von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung auch zusammen mit einer Vorrichtung zum
Zerstäuben
und/oder Zerkleinern von Mischgut in der Mischvorrichtung eingesetzt
werden, so dass eine kombinierte Vorrichtung entsteht. Dies hat
den Vorteil, dass durch die Schneidrotoren und/oder die rotierenden Leitstege
eine Verwirbelung des Mischgutes und gegebenenfalls auch eine Sogwirkung
auf das Mischgut entsteht, wodurch eine besonders intensive Vermischung
der Flüssigkeit
mit dem Mischgut erreicht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Flüssigkeit
gut im Raum verteilt wird und dass die an den Leitstegen vorbeigelangende
Flüssigkeit
zu den rotierbaren Schneidrotoren geleitet wird, was im Ergebnis
eine besonders gute Benetzung des Mischguts mit Flüssigkeit
zur Folge hat.
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Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus der beigefügten
Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.
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1 eine
geschnitten dargestellte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Zugabe von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung zusammen mit einer Vorrichtung zum Zerstäuben und/oder
Zerkleinern von Mischgut in einer Mischvorrichtung;
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2 eine
Frontansicht der Vorrichtung gemäß 1;
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3 eine
perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß 1;
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4 eine
geschnitten dargestellte Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Zugabe von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung zusammen mit einer Vorrichtung zum Zerstäuben und/oder
Zerkleinern von Mischgut in einer Mischvorrichtung;
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5 eine
Frontansicht der Vorrichtung gemäß 4.
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In
den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Zugabe von Flüssigkeit
in eine Mischvorrichtung gezeigt, die an einer Vorrichtung zum Zerstäuben und/oder
Zerkleinern von Mischgut angebracht ist. Diese Vorrichtung umfasst
ein Flüssigkeitszugaberohr 100,
durch welches die gewünschte
Flüssigkeit einer
Ausgabedüse 102 zugeführt wird.
Die Ausgabedüse 102 ist
an ihrem distalen Ende konisch ausgebildet und durch einen Verschlusskegel
verschlossen. Aufgrund des Flüssigkeitsdruckes
im Flüssigkeitszugaberohr 100 öffnet sich
der Verschlusskegel der Ausgabedüse 102 und
leitet die Flüssigkeit
durch den entstehenden Ringspalt kreisförmig nach außen.
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Beabstandet
von der Ausgabedüse 102 sind äquidistant über den
Umfang verteilt acht Leitstege 104 angeordnet, zwischen
denen sich acht Schleu derkanäle 106 ausbilden.
Die Leitstege 104 und die Schleuderkanäle 106 rotieren koaxial
zum Flüssigkeitszugaberohr 100 und
sind derart ausgebildet, dass hierdurch ein Sog entsteht, der die
aus der Ausgabedüse 102 austretende
Flüssigkeit
mit sich reißt. Hierdurch
wird die Flüssigkeit
radial von der Ausgabedüse 102 weggeschleudert
und trifft entweder auf einen Leitsteg 104 oder einen Schleuderkanal 106.
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Die
Leitstege 104 sind auf einer Schleuderscheibe 108 angebracht,
die wiederum als Deckel und Abdichtung des ortsfesten Flüssigkeitszugaberohrs 100 dient.
Darüber
hinaus sind ebenfalls rotierbar angeordnete Schneidrotoren 110 vorgesehen, die
zusammen mit der Schleuderscheibe 108 um das Flüssigkeitszugaberohr 100 und
die Ausgabedüse 102 herum
rotieren.
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Die
Leitstege 104 besitzen einen im Wesentlichen dreieckigen
Grundriss, das heißt
die Leitstege 104 sind an ihrer der Ausgabedüse 102 zugewandten Seite
spitz ausgebildet und werden mit zunehmendem radialen Abstand von
der Ausgabedüse 102 immer
breiter. Die Leitstege 104 sind radial von der Ausgabedüse 102 beabstandet
angeordnet. An seiner Oberseite ist eine zur Ausgabedüse 102 hin
ausgerichtete Prallfläche 112 etwa
45° zur
Radialen geneigt angeordnet und reicht an der der Ausgabedüse 102 zugewandten
Stirnfläche
des Leitstegs 104 bis nahe an den Boden.
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Der
Leitsteg 104 weist eine erste Leitfläche 114 und eine zweite
Leitfläche 116 auf,
wobei die erste Leitfläche 114 in
Bewegungsrichtung des Leitsteges 104 vorne angeordnet ist,
während
die zweiter Leitfläche 116 in
Bewegungsrichtung gesehen hinten angeordnet ist. Beide Leitflächen 114, 116 sind
eben ausgeführt
und erstrecken sich exakt in radialer Richtung von der Ausgabedüse 102 aus
betrachtet.
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Die
Leitstege 104 sind so ausgelegt, dass sie mit zunehmendem
radialen Abstand von der Ausgabedüse 102 immer breiter
werden und dass gleichzeitig der Schleuderkanal 106 über seine
gesamte Länge
gesehen eine konstante Breite aufweist.
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Nachfolgend
wird die Funktionsweise dieser in den 1 bis 3 dargestellten
Vorrichtung wie folgt beschrieben:
Über das ortsfeste Flüssigkeitszugaberohr 100 wird die
gewünschte
Flüssigkeit
zur Ausgabedüse 102 hin geführt. Der
Schneidrotor 110 und die Schleuderscheibe 108 rotieren
um eine Längsachse
des Flüssigkeitszugaberohres 100 und
der Ausgabedüse 102,
so dass Flüssigkeit
von der Ausgabedüse 102 zumindest überwiegend
radial (in Bezug auf die Längsachse
des Flüssigkeitszugaberohres 100)
austritt. Ein Teil dieser Flüssigkeit
gelangt auf die Prallfläche 102 der
Leitstege 104 und wird von dieser zerstäubt und ins Innere der Mischvorrichtung
umgelenkt. Gleichzeitig wird, zumindest durch den Schneidrotor 110,
das in der Mischvorrichtung befindliche Mischgut aufgewirbelt und
zumindest teilweise mit der von der Prallfläche 112 kommenden
Flüssigkeit benetzt.
Ein anderer Teil der aus der Ausgabedüse 102 kommenden.
Flüssigkeit
gelangt in den Schleuderkanal 106.
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Durch
die Rotation der Schneidrotoren 110 und der Leitstege 104 wird
Mischgut in die Schleuderkanäle 106 gesaugt,
wo es auf die Flüssigkeit
trifft und sich vermischt. Verstärkt
wird dieser Effekt noch durch die Rotation der Leitstege 104,
denn hierdurch erfährt
das Gemisch eine Beschleunigung, während gleichzeitig neues Mischgut
und weitere Flüssigkeit angesaugt
wird. Nach dem Austreten dieses nun mit der Flüssigkeit benetzten Mischgutes
aus dem Schleuderkanal 106 erfolgt eine an sich bekannte weitere
Vermischung aufgrund des durch den Schneidrotor 110 in
Bewegung versetzten Mischgutes.
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Die
in den 4 und 5 dargestellte zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
lediglich durch eine etwas anders gestaltete Ausgabedüse 202 und
dadurch, dass die Leitstege 204 gekrümmt ausgebildet sind, wodurch
sich zwangsläufig
ergibt, dass die Schleuderkanäle 206 gekrümmt ausgebildet
sind. Dies hat zur Folge, dass die erste, in Bewegungsrichtung vorne
angeordnete Leitfläche 214 konvex
ausgebildet ist, während
die in Bewegungsrichtung hinten angeordnete Leitfläche 216 des
Leitsteges 204 konkav ausgebildet ist.
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Bei
der Ausgabedüse 202 sind über den
Umfang verteilt eine Anzahl von Austrittsöffnungen vorgesehen, während die
Stirnseite der Ausgabedüse 202 geschlossen
ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die gesamte Flüssigkeit
radial von der Ausgabedüse 202 weggeschleudert
wird.
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Im Übrigen ist
diese Ausführungsform
gemäß den 4.
und 5 analog zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 ausgebildet,
so dass die dort gemachten Ausführungen
hier ebenfalls anwendbar sind.
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- 100
- Flüssigkeitszugaberohr
- 102
202
- Ausgabedüse
- 104
204
- Leitsteg
- 106
206
- Schleuderkanal
- 108
- Schleuderscheibe
- 110
- Schneidrotor
- 112
- Prallfläche
- 114
214
- erste
Leitfläche
- 116
216
- zweite
Leitfläche