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Die
Erfindung betrifft eine Spaltdüse zum Versprühen
einer Flüssigkeit, mit einem durch zwei Wände
umgrenzten mittigen Flüssigkeitsspalt, über den
die Flüssigkeit abgebbar ist und zwei beidseits des mittigen
Flüssigkeitsspaltes angeordneten Sprühluftspälte, über
die Sprühluft zum Zerstäuben der Flüssigkeit
abgebbar ist, wobei im Flüssigkeitsspalt eine Struktur
vorhanden ist.
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Eine
derartige Spaltdüse, manchmal auch Schlitzdüse
genannt, ist aus der
DE
41 10 127 C2 bekannt.
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Derartige
Spaltdüsen dienen dazu, eine Flüssigkeit möglichst
fein mittels der Sprühluft zu zerstäuben.
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Flüssigkeiten,
die mit solchen Düsen versprüht werden können,
umfassen von sich aus flüssige Substanzen, organische oder
wässrige Lösungen, Dispersionen, Schmelzen, Suspensionen
oder auch fluide Medien, die aus Pulver aufgebaut sind, aber strömungstechnisch
den Charakter einer Flüssigkeit aufweisen.
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Derartige
Spaltdüsen finden meist Einsatz in Apparaturen zum Behandeln
von partikelförmigem Gut.
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Dabei
ist es bekannt geworden, solche Spaltdüsen als meist vertikal
sprühende lineare oder auch gekrümmte oder gar
kreisförmige Düsen auszubilden.
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Aus
der
DE 101 29 199
C1 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von partikelförmigem
Gut offenbart, bei der in einer Prozesskammer ein verwirbeltes Gut
in Form eines schwebenden sich drehenden toroidal verwirbelten Ringes
oder Ringe mit einem Behandlungsmedium in Form einer versprühten
Flüssigkeit behandelt werden.
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Derartige
Behandlungen sind beispielsweise, ein partikelförmiges
Gut zu granulieren oder mit einer Überzugschicht zu versehen.
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Die
versprühten Flüssigkeiten haben ein sehr breites
Spektrum, sie reichen von dünnflüssig über
hochviskos zu klebrig und mit mehr oder weniger großen
Aggregaten an Suspensionspartikeln versehen.
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Es
ist daher einleuchtend, dass bei einer ganz bestimmten vorgegebenen
Spaltbreite und Spaltgeometrie einer Düse es schwierig
ist, sich auf die unterschiedlichen Eigenschaften dieser unterschiedlichen
Flüssigkeiten einzustellen. Üblicherweise zeigen
solche Sprühdüsen eine ganz bestimmte Spaltbreite,
die unveränderlich ist und in einer solchen Breite gewählt
wird, etwa im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm, der bei einem relativ
breiten Spektrum von Flüssigkeiten ein mehr oder weniger
gutes Sprühergebnis erlaubt.
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Bei
der eingangs erwähnten Spaltdüse ist im Flüssigkeitsspalt
noch eine Struktur vorhanden, die dafür sorgen soll, das
Sprühergebnis zu verbessern. Diese Strukturen oder Profilierungen
bestehen beispielsweise bei der eingangs genannten
DE 41 10 127 C2 aus sogenannten
Feilenhubflächen.
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In
der Anwendungspraxis hat sich dies nunmehr aber dahingehend als
nachteilig erwiesen, dass Feststoffanteile von Sprühflüssigkeiten
sich in den feinen Strukturkanälen absetzen können,
dort stellenweise verbacken und schließlich den Flüssigkeitsdurchtritt
ganz blockieren.
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Aus
der
EP 0 041 729 ist
eine Spaltdüse zur Bildung von zusammenhängenden
Gas- oder Flüssigkeitsschleiern, beispielsweise für
Brenner, beschrieben, bei der eine Wand des Flüssigkeitsspaltes als
eine flexible vorgespannte Leiste ausgebildet ist. Diese Leiste
kann in bestimmten Bereichen mit einer Struktur versehen sein, beispielsweise
in Form von Rippen und Nuten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spaltdüse
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach herstellbar
und montierbar ist, und die einfach auf unterschiedliche Eigenschaften
der Flüssigkeiten anpassbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Struktur als eine
kammartige Zwischenlage ausgebildet ist, die zwischen den beiden den
Flüssigkeitsspalt umgrenzenden Wänden gelegt ist,
wobei sich Zähne der Zwischenlage in Richtung einer Mündung
des Flüssigkeitsspaltes erstrecken.
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Diese
Maßnahme hat nun mehrere Vorteile. Zum einen lässt
sich die Spaltbreite sehr einfach dadurch variieren, dass unterschiedlich
starke kammartige Zwischenlagen zwischen die beiden Wände,
die den Flüssigkeitsspalt umgrenzen, gelegt werden.
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Zugleich
eröffnet diese Zwischenlage die Möglichkeit, ganz
definierte Spaltbreiten zu erzielen, ohne dass aufwändige
Justierungen durchgeführt werden müssen, denn
die Zwischenlage wirkt zugleich als ein Abstandhalter zwischen den
den Flüssigkeitsspalt umgrenzenden Wänden.
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Auch
montagemäßig ist dies einfach durchzuführen,
man muss lediglich die beiden Wände voneinander entfernen,
die kammartige Zwischenlage entnehmen und beispielsweise durch eine
andere mit geringerer oder größerer Stärke
zu ersetzen.
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Ein
Vorteil bezüglich des Sprühergebnisses besteht
darin, dass durch unterschiedlich ausgeformte kammartige Zwischenlagen
auf die unterschiedlichen Eigenschaften der zu versprühenden
Flüssigkeiten einfach reagiert werden kann. Die Flüssigkeit strömt
in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen der
kammartigen Zwischenlage durch den Flüssigkeitsspalt zu
dessen Mündung. Durch Variation der Form, der Länge,
der Breite, der Zwischenräume zwischen den Zähnen
bzw. durch Variation der Form der Zähne können
nun für bestimmte zu versprühende Flüssigkeiten
optimale Zwischenlagen geschaffen werden.
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Ist
eine Flüssigkeit relativ dünnflüssig
und enthält wenig Feststoffanteile, die zum Verkleben oder
zum Verklumpen neigen, können relativ filigrane Zähne
bzw. Lücken zwischen den Zähnen vorgesehen sein.
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Sollen
hochviskose Flüssigkeiten mit einem hohen Feststoffanteil
versprüht werden, können die Abstände
zwischen den einzelnen Zähnen entsprechend größer
oder entsprechend ausgeformt werden, so dass sichergestellt ist,
dass auch solche problematischen Flüssigkeiten durch den
Flüssigkeitsspalt hindurchgefördert werden können,
ohne dass die Gefahr besteht, dass Ablagerungen, Verklumpungen oder
gar ganze Blockaden entstehen. Man kann eine solche Spaltdüse
mit einem ganzen Satz an kammartigen Zwischenlagern ausliefern,
die jeweils optimal für eine bestimmte Flüssigkeitscharakteristik sind,
so dass sich der Anwender vor Ort die jeweils optimale kammartige
Zwischenlage heranziehen kann. Aufgrund der einfachen Zerlegungs-
und Montagemöglichkeit ist ein solches Umrüsten
einfach und rasch durchzuführen.
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Die
kammartige Zwischenlage hat auch den Vorteil, dass eine solche Düse
nach Gebrauch sehr einfach gereinigt werden kann, indem beispielsweise die
beiden den Flüssigkeitsspalt umgrenzenden Wände
voneinander weg bewegt werden und die kammartige Zwischenlage entnommen
wird und gereinigt werden kann.
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Die
Ausrichtung der Zähne in Richtung der Mündung
des Flüssigkeitsspaltes ergibt die Möglichkeit,
gerichtet und gezielt auch problematische Flüssigkeiten
der Mündung des Flüssigkeitsspaltes zuzuführen,
so dass dort ein immer gleichmäßig ausgestalteter
Flüssigkeitsfilm austritt, der dann durch die aus den Sprühluftspälten
austretende Sprühluft in einen gleichmäßigen
Flüssigkeitsnebel versprüht wird.
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Dies
ist insbesondere auf dem Gebiet wichtig, auf dem diese Spaltdüsen überwiegend
eingesetzt werden, nämlich im pharmazeutischen Bereich. Je
feiner und gleichmäßig verteilter die Flüssigkeit
ist, umso besser ist die Möglichkeit, diese ebenfalls möglichst
gleichmäßig und fein verteilt auf die Oberflächen
des zu behandelnden Gutes zu verbringen. Beim Coaten können
dadurch sehr gleichmäßige und fein geschlossene
Schichtdicken an Überzügen beispielsweise über
Tabletten erzielt werden. Beim Granulieren kann ein Granulat mit
einer sehr schmalen Granulatkornverteilung erzielt werden. Sicherlich spielt
bei diesen Vorgängen auch die Konstruktion der Apparatur,
in der die Spaltdüse eingesetzt ist, eine Rolle, eine Grundvoraussetzung
für ein erfolgreiches Behandeln stellt aber eine gleichmäßig
versprühte Flüssigkeit dar.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenlage
zwischen den beiden Wänden eingeklemmt.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass hier besonders einfach der
Flüssigkeitsspalt montiert bzw. zerlegt werden kann, indem
nämlich die Zwischenlage einfach zwischen die beiden Wände
eingeklemmt wird. Dadurch ist dann auch eine exakt definierte Spaltbreite
ohne große Toleranzen vorgegeben. Man muss bedenken, dass
bei größeren Apparaturen solche Spaltdüsen
eine Länge im Bereich von Metern haben können,
die Spaltbreite aber im Bereich zwischen 0,1 und 1,0 mm liegt. Derartige
kammartige Zwischenlagen können relativ einfach hergestellt
werden, beispielsweise aus metallischen Materialien, indem die Strukturen
einfach ausgestanzt oder ausgelasert werden. Derartige dünne
Bleche sind dann so flexibel, dass sie problemlos in gekrümmte
Spaltdüsen eingesetzt werden können, beispielsweise
in kreis- oder kreisabschnittsförmigen Spaltdüsen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenlage
als plattenförmiges kammartiges Gebilde ausgebildet, das
an einem Ende als geschlossener Kammrücken ausgebildet
ist, von dem die Zähne abstehen.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass auch relativ große,
d. h. lange Zwischenlagen problemlos hergestellt werden können,
die aufgrund des geschlossenen Kammrückens eine ausreichende
mechanische Stabilität aufweisen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die kammartige Zwischenlage
derart ausgebildet, dass Freiräume zwischen den Zähnen
im Bereich des Kammrückens anströmseitige Eintrittsöffnungen
in den Flüssigkeitsspalt darstellen.
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Diese
Maßnahme hat den erheblichen Vorteil, dass auf sehr einfache
Weise die Eintrittsöffnungen in das anströmseitige
Ende des Flüssigkeitsspaltes gebildet werden.
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Wenn
man sich einen Flüssigkeitsspalt vorstellt, der durch zwei äußere
rechteckförmige Platten umgrenzt ist, wird die kammartige
Zwischenlage so montiert, dass sie am anströmseitigen Ende
so weit von dem Ende vorsteht, dass einige Freiräume zwischen
den Zähnen im Bereich des Kammrückens freiliegen. Über
diese Freiräume kann nun die Flüssigkeit in den
Flüssigkeitsspalt zwischen den Zähnen eingeführt
werden.
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Es
sind keine zusätzlichen Bohrungen oder Eintrittsöffnungen
vorzusehen, die werden durch diese Öffnungen oder Kavernen
zwischen den Zähnen im Bereich des Kammrückens
bereitgestellt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Flüssigkeitsspalt
einen ausströmseitigen ersten Abschnitt auf, der die von
der Dicke der Zwischenlage vorgegebene Spaltbreite aufweist, an den
sich anströmseitig ein breiterer zweiter Abschnitt aufweist,
in dem die Zwischenlage dicker ausgebildet ist.
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Diese
Maßnahme hat den erheblichen Vorteil, dass die Zwischenlage
in dem anströmseitigen wesentlich dicker ausgebildeten
Bereich zwischen die beiden Wände eingespannt werden kann.
Hier können relativ hohe Spannkräfte einwirken,
ohne dass zu befürchten ist, dass sich die Zwischenlage verformt.
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Im
ersten ausströmseitigen Abschnitt ist die Zwischenlage
entsprechend schmaler ausgebildet und auch entsprechend ist dann
der Abstand zwischen den beiden Wänden entsprechend schmal,
so dass dann die gewünschte bzw. notwendige geringe Spaltbreite
im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm zur Verfügung steht.
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An
der breiteren Basis, also im zweiten Abschnitt kann die Zwischenlage
wesentlich breiter, etwa 2 bis 5 mm ausgebildet sein, um die entsprechenden
hohen Klemmkräfte aufnehmen zu können. Die Wände
weisen dann eine entsprechende Stufe auf.
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Dadurch
kann sehr flexibel die Spaltbreite variiert werden, indem beispielsweise,
wenn man die Spaltbreite um 0,05 mm breiter machen möchte,
eine entsprechende um 0,05 mm breiterer Basis zwischen die beiden
Wände klemmt.
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Dies
zeigt besonders beeindruckend die hohe Variabilität gegenüber
den zu versprühenden Flüssigkeiten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenlage
im zweiten Abschnitt ebenfalls als kammartiges Gebilde ausgebildet.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass durch die kammartige Ausbildung
wie zuvor erwähnt die Möglichkeit besteht, Eintrittsöffnungen
oder Kavernen zur Verfügung zu stellen, über die
die Flüssigkeit zunächst in den zweiten breiteren
Abschnitt eintreten kann und von dieser dann in den schmaleren ersten Abschnitt
geführt wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenlage
aus dem im ersten Abschnitt angeordneten kammartigen Gebilde und
dem im zweiten Abschnitt angeordneten weiteren kammartigen Gebilde
zusammengesetzt.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass jeweils im Hinblick auf
die zu versprühende Flüssigkeit die optimale kammartige
Zwischenlage aufgebaut werden kann, nämlich durch Zusammensetzen
von zwei solchen kammartigen Gebilden, die jeweils optimal für
Halterungen der Zwischenlage und der Führung der Sprühflüssigkeit
ausgebildet sind.
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Möchte
man beispielsweise bei einer bereits bestehenden Apparatur die Spaltbreite
um 0,05 mm verbreitern, wird ein Gebilde eingesetzt, das sowohl an
der Basis, also an dem breiteren zweiten Abschnitt als auch im ersten
Abschnitt um 0,05 mm dicker ausgebildet ist, so dass keinerlei Änderungen
an den Wänden durchgeführt werden müssen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das schmalere kammartige
Gebilde in einen Längsschlitz in den Zähnen des
breiteren weiteren kammartigen Gebildes eingesetzt werden.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass die zuvor erwähnte
Konstruktion sehr einfach bewerkstelligt werden kann.
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So
kann zunächst das untere breitere kammartige Gebilde bereitgestellt
werden und in dessen Längsschlitz in den Kämmen
kann dann das nächste schmalere kammartige Gebilde des
ersten Abschnittes eingesetzt werden. Diese beiden Teile können beispielsweise
auch zum Reinigen sehr einfach auseinandergenommen und später
wieder zusammengefügt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind, wie zuvor schon
erwähnt, die beiden Wände abgestuft ausgebildet
und liegen an den Außenseiten der zusammengesetzten kammartigen
Zwischenlage an.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass über die gesamte
Innenfläche des Flüssigkeitsspaltes eine Anlage
zwischen der Zwischenlage und den Wänden existiert.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bilden die Außenseiten
der Wände eine jeweils innere Wand der Sprühluftspälte.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass durch konstruktiv einfache
Maßnahmen, nämlich durch Heranziehen der Außenseite
dieser beiden Wände schon eine Wand der äußeren
Sprühluftspälte bereitgestellt wird.
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In
Zusammenhang mit dieser Ausgestaltung ist dann von Vorteil, dass
im Abstand zu den Außenseiten der Wände jeweils
eine Außenwand angeordnet ist, die jeweils die äußere
Wand eines Sprühluftspaltes bildet.
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Diese
Maßnahme hat nun den erheblichen Vorteil, dass die Düse
in ihrem Mündungsbereich aus den vier Wänden aufgebaut
werden kann, nämlich den beiden inneren Wänden,
die den Flüssigkeitsspalt umgrenzen und den beiden zu deren
Außenseiten im Abstand angeordneten Außenwänden.
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Man
braucht also im Mündungsbereich vier Wände und
die Zwischenlage, um die gesamte Mündungscharakteristik
der Düse bereitzustellen.
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Dies
ist durch einfach herzustellende Bauelemente zu bewerkstelligen
und die Düse ist entweder zum Umrüsten oder zum
Reinigen einfach zu zerlegen und auch wieder zusammenzubauen.
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Dies
ist insbesondere von Vorteil, wenn die Spaltdüse im pharmazeutischen
Bereich eingesetzt wird, indem besonders hohe Anforderungen an die Reinigung
solcher Apparaturen gestellt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in diesem Zusammenhang
die den Flüssigkeitsspalt sowie die Sprühluftspälte
umgrenzenden Wände als plattenförmige Bauteile
ausgebildet, die auf einer gemeinsamen Basis montiert und verspannt
sind.
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Wie
zuvor erwähnt, werden relativ wenige Bauteile benötigt,
um die Düse aufzubauen. Die Montage der vier Wände
und deren Verspannung zum Halten der inneren Zwischenlage können
hier besonders einfach durchgeführt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in Längsrichtung
der Spaltdüse gesehen jeweils ein Endstück montiert,
die den Körper der Düse an den Längsenden
abschließen.
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Diese
Maßnahme hat mit den zuvor genannten Merkmalen den besonderen
Vorteil, dass ein sehr kompakt bauender geschlossener Düsenkörper
resultiert, der als solcher einfach gehandhabt und in entsprechende
Apparaturen eingesetzt werden kann. Bodenseitig ist der Körper
der Düse durch die Basis verschlossen, seitlich durch die
Außenwände, die bis zu der Mündung der
Sprühluftspälte führen, an den stirnseitigen
Längsenden ist der Körper durch die Endstücke
abgeschlossen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Sprühluftspälten
kammzahnartige Nasen angeordnet.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass diese Nasen es ermöglichen,
auch der Sprühluft ein gewisses Richtungsmoment aufzuerlegen,
so dass die Sprühluft in einem optimalen Zustand bzw. in
einem optimalen Strömungsprofil zur Mündung der
Sprühluftspälte strömt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enden die freien Enden
der Zähne der kammartigen Zwischenlage im Abstand zu einer
Mündung des Flüssigkeitsspaltes.
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Diese
Maßnahme hat den Vorteil, dass die Einwirkung der kammartigen
Zwischenlage auf die durch den Sprühluftspalt geförderte
Flüssigkeit in einem gewissen Abstand vor der Mündung
endet, so dass die Flüssigkeit die Mündung als über
die gesamte Länge der Spaltdüse gesehen einheitlichen Flüssigkeitsfilm
verlässt, der dann durch die Sprühluft alsbald
verwirbelt wird.
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Bei
besonders kritischen Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil
kann man die kammartige Zwischenlage mit einer elektronischen, elektrischen
oder pneumatischen Unruhe, einem sogenannten Vibrator, koppeln.
Dabei reichen Unruheamplituden von 1/100 mm aus.
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Eine
vertikal nach oben sprühende Spaltdüse hat bei
kurzen Unterbrechungen im Betrieb den Vorteil, dass die Sprühflüssigkeit
in dem Düsenkörper stehen bleibt. Selbst wenn
sich im Bereich der Mündung eine Haut bilden sollte, wird
diese bei weiterem Betrieb ausgeblasen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter
Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es
zeigen:
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1 stark
schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Behandeln
von partikelförmigem Gut, in der eine erfindungsgemäße Spaltdüse
eingebaut ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer kreisbogenförmig
gekrümmten Spaltdüse, wie sie in der Vorrichtung
von 1 eingesetzt ist;
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3 eine
Explosionsdarstellung der Spaltdüse von 2;
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4 eine
weiter vergrößerte ausschnittsweise Darstellung
der Explosionsdarstellung von 3;
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5 eine
noch weiter vergrößerte ausschnittsweise teilweise
geschnittene Explosionsdarstellung, insbesondere der innen liegenden,
die Spalte aufbauenden Bauteile;
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6 einen
stark vergrößerten ausschnittsweisen Vertikalschnitt
der Spaltdüse von 2;
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7 perspektivisch
einen Medienadapter, auf dem die Spaltdüse montierbar ist, über
den die entsprechenden Medien zugeführt werden;
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8 einen
Vertikalschnitt durch den Zusammenbau von Spaltdüse und
Medienadapter im Bereich der Flüssigkeitszuführung;
und
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9 einen
entsprechenden Vertikalschnitt im Bereich der Sprühluftzuführung.
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Eine
in 1 dargestellt Vorrichtung zum Behandeln von partikelförmigem
Gut ist in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Die
Vorrichtung 10 weist einen stehenden zylindrischen Behälter 12 auf,
der auf mittiger Höhe mit einem Boden 14 versehen
ist. Der Innenraum des Behälters 12 stellt eine
Prozesskammer 16 dar. Die Prozesskammer 16 ist
am oberen Ende durch einen Deckel 18 abgeschlossen. Unter
dem Boden 14 ist eine Anströmkammer 20 ausgebildet.
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Der
Boden
14 setzt sich aus einem ersten umfänglich äußeren
Satz
22 an übereinander gelegten Ringblechen zusammen,
die so übereinandergelegt sind, dass auf ein radial inneres
Ringblech ein durchmessergrößeres nächstes
Ringblech gelegt ist, und zwar so, dass sich diese beiden Ringbleche
jeweils überlappen. Dadurch wird zwischen zwei übereinandergelegten
Ringblechen ein etwa horizontal ausgerichteter Ringspalt ausgebildet.
Es ist ferner ein Satz
24 an inneren Ringblechen vorhanden,
wobei diese Ringbleche so gelegt sind, dass der kleinste radial
innere Ring, der um einen zentralen Kegel gelegt ist, auf einem
radial weiter außen liegenden nächsten Ring gelegt
ist und diesen dabei überlappt. Die nähere Ausgestaltung
eines solchen Bodens ist beispielsweise in der
DE 101 29 166 C1 beschrieben, auf
deren Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Zwischen
den beiden Sätzen 22 und 24 an Ringblechen
ist eine ringförmige Spaltdüse 30 angeordnet.
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Wird
der Anströmkammer 20 beispielsweise über
einen Stutzen 26 Prozessluft zugeführt, wird diese
durch die Anströmkammer 20 an die Unterseiten
der beiden Sätze 22 und 24 an Ringblechen
geführt. Liegt auf dem Boden 14 ein zu behandelndes partikelförmiges
Gut 32, so wird dieses durch die durch die Ringbleche hindurch
tretende Prozessluft in einem ganz besonderen Muster verwirbelt.
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Wie
das durch die Pfeile dargestellt ist, beispielsweise auf der linken
Hälfte der Schnittdarstellung von 1, bildet
sich eine Strömung 34 aus, die die Gutteilchen
im Bereich in einer Ebene entgegen dem Uhrzeigersinn verwirbelt.
Das heißt, die durch den äußeren Satz 22 an
Ringblechen hindurch tretende Prozessluft wird etwa horizontal ausgerichtet, zunächst
radial nach innen gerichtet, steigt dann nach oben und verlässt
das verwirbelte Gut am oberen Ende und tritt in eine Sammelkammer über
und wird über einen Abführstutzen 28 wieder
abgeführt. Die verwirbelten Gutteilchen fallen aufgrund
der Schwerkraft wieder auf in Richtung des Bodens 14 ab,
wo sie dann erneut mit Prozessluft beaufschlagt werden.
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Auf
dem inneren Satz 24 an Ringblechen bildet sich eine entgegengesetzt
gerichtete Strömung aus, wie das durch die Pfeile dargestellt
ist.
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Somit
strömt beidseits der Spaltdüse Prozessluft vom
Boden nach oben und führt somit die verwirbelten Gutteilchen
beidseits an der Mündung der Spaltdüse 30 vorbei.
Dies bezeichnet man als eine Aufbruchzone.
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Aus
der Spaltdüse 30 wird, wie das später noch
näher erläutert wird, eine Flüssigkeit 38 versprüht,
die aus einem mittigen Flüssigkeitsspalt austritt und die über
beidseits des Flüssigkeitsspaltes angeordnete Sprühluftspälte
zu einem feinen Nebel zerstäubt wird. Diese verstäubte
Flüssigkeit 38 stellt dann das Behandlungsmedium
für die Gutteilchen 32 dar, um diese entweder
zu größeren Agglomeraten zu granulieren oder zu
beschichten, indem entweder ein flüssiger Kleber oder Lack
den jeweils aufsteigenden Gutteilchen aufgesprüht wird.
Unter gleichzeitiger Trocknung haben die aufsteigenden Gutteilchen eine
ausreichende Zeit, entweder zu agglomerieren und/oder zu trocknen,
um danach wieder in Richtung Boden 14 zu fallen und dann
einem weiteren Granulier/-oder Lackiervorgang unterworfen zu werden. Entscheidender
Punkt für ein gutes Behandlungsergebnis ist also, wie gut
und gleichmäßig die Flüssigkeit aus der
Spaltdüse 30 versprüht wird. Dabei soll dies
gleichmäßig und über die gesamte Länge
der Spaltdüse 30 erfolgen, die bei großen
Apparaturen beispielsweise durchaus einen Ring im Bereich eines Umfanges
von 1 m darstellen kann.
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Aus
der Darstellung von 2 ist zu entnehmen, dass die
Spaltdüse 30 als ein kompakter geschlossener Körper
ausgebildet ist, der als solcher entweder als durchgehender oder
als eine Reihe von aneinandergereihten Spaltdüsenkörpern
zu der zuvor erwähnten Ringdüse zusammengesetzt
werden kann.
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Ein
Gehäuse der Spaltdüse 30 ist durch zwei Außenwände 62 und 63 gebildet,
die stirnseitig über zwei Endstücke 48 und 50 abgeschlossen
sind. Am oberen Ende ist ein mittiger Flüssigkeitsspalt 42 vorhanden,
der beidseits von Sprühluftspälten 44 und 46 umgrenzt
ist.
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Aus
der Explosionsdarstellung von 3 ist zu
erkennen, dass die beiden Endstücke 48 und 50 über
Gewindespindeln 52 und 53 aneinandergehalten sind.
Dies bedeutet, durch Lösen der Gewindespindeln 52 und 53 kann
das Gehäuse 40 stirnseitig geöffnet werden.
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Die
Außenwände 62 und 63 weisen
jeweils am unteren Ende einen Montageflansch 64 bzw. 65 auf, über
den diese beiden Außenwände an einer Basis 54 montiert
sind.
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Die
Basis 54 besteht dabei aus drei übereinanderliegenden
Montageplatten 56, 57, 58, die über entsprechende
Schrauben 60 miteinander verbunden werden.
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Somit
können die beiden Außenwände 62 und 63 über
die Schrauben 60 an der Basis 54 befestigt werden.
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Aus
der in 4 ersichtlichen weiter vergrößerten
Darstellung ist zu erkennen, dass zwischen den Außenwände 62 und 63 weitere
Bauteile angeordnet sind.
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Dabei
handelt es sich zum einen um die Wände 68 und 70,
die den Flüssigkeitsspalt 42 umgrenzen. Zwischen
den Wänden 68 und 70 ist die kammartige
Zwischenlage 72 gelegt.
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Der
nähere Aufbau und der Zusammenbau soll nunmehr zunächst
anhand der 5 und 6 beschrieben
werden.
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Aus 5 ist
ersichtlich, dass die kammartige Zwischenlage 72 aus einem
ersten kammartigen Gebilde 74 und einem zweiten kammartigen
Gebilde 76 aufgebaut sind, wobei diese hier in der Explosionsdarstellung
voneinander getrennt sind. Das erste kammartige Gebilde 74 besteht
in Form einer Platte 78, die eine Vielzahl an Zähnen 80 aufweist,
zwischen denen Freiräume 82 vorhanden sind. Die
Zähne 80 erstrecken sich in der Plattenebene von
einem Kammrücken 84 weg.
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Das
zweite kammartige Gebilde 76 ist ähnlich aufgebaut,
also aus einer Platte, die Zähne 80 und dazwischen
Freiräume 82' aufweist, die sich von einem Kammrücken 84' weg
erstrecken. Aus der Darstellung von 5 ist ersichtlich,
dass das zweite kammartige Gebilde 76 dicker oder stärker
ausgebildet ist, ca. 3 mm und dass sich durch die Zähne 80' ein
längs durchgehender Schlitz 86 erstreckt.
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Die
Breite des Schlitzes 86 ist dabei so gewählt,
dass in der Darstellung von 5 von oben das
erste kammartige Gebilde 74 in den Schlitz 86 eingeschoben
werden kann, und zwar im Bereich dessen Kammrückens 84.
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In
der Explosionsdarstellung von 4 ist dargestellt,
wie dieses erste kammartige Gebilde 74 in das zweite kammartige
Gebilde 76 eingesteckt ist, und zusammen dann die kammartige
Zwischenlage 72 bilden.
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Die
Dicke oder Stärke des ersten kammartigen Gebildes 74 liegt
im Bereich von 0,2 mm. Die Wand 68 und auch die Wand 70,
die die Begrenzung des Flüssigkeitsspaltes 42 darstellen,
bestehen jeweils aus einer inneren Wandplatte 88, die an
ihrem oberen Ende, also dem Mündungsende, an ihrer Außenseite
eine Fase 90 aufweisen. Die Innenseite 91 der
inneren Wandplatte 88 ist eben und an diese Seite soll
eine Seite der kammartigen Zwischenlage 72 angelegt werden.
Entsprechendes gilt für die hier nicht näher bezeichnete
Innenseite der gegenüberliegenden Wand 70, die
entsprechend aber spiegelbildlich ausgebildet ist.
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In
der stark vergrößerten Explosionsdarstellung von 5 ist
diese Wand 70 nicht näher bezeichnet, um die Zeichnung
nicht mit Bezugszeichen zu überfrachten, und sie wird so
behandelt als wäre sie eine geradlinig verlaufende Wand.
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In
der Realität ist diese Wand 70 eine gebogene Wand,
wie das aus 4 ersichtlich ist, letztendlich
ist sie auch trotzdem spiegelbildlich aufgebaut, eben spiegelbildlich
zu einer gekrümmten Mittelebene.
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An
der Außenseite 69 der inneren Wandplatte 88 ist
eine Zwischenplatte 93 angebracht. Die Zwischenplatte 93 weist
an ihrem in der Darstellung von 5 oberen,
also der Mündung zugewandten Ende kammzahnartige Nasen 94 auf.
Am unteren Ende ist eine nach außen abstehende Abwinklung 95 vorhanden.
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Auf
die Außenseite der Zwischenplatte 93 ist eine
Außenplatte 96 montiert, die ebenfalls eine nach außen
abstehende Abwinklung 97 aufweist, die etwa parallel zu
der Abwinklung 95 verläuft.
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Wie
schon erwähnt, ist die gegenüberliegende Wand 70 im
Prinzip spiegelbildlich dazu ausgebildet.
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Es
ist aus 5 zu erkennen, dass von der jeweiligen
Innenseite 91 der inneren Wandplatte 88 eine Stufe 89 zur
entsprechenden Innenseite der Zwischenplatte 93 vorhanden
ist.
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Wie
aus der Explosionsdarstellung von 4 zu erkennen
ist, ist der Wand 68 ein abgewinkelter Spannflansch 98 zugeordnet,
der einen Vorsprung 101 aufweist, der so ausgebildet ist,
dass er in den Zwischenraum zwischen den beiden Abwinklungen 97 und 95 eintreten
kann. Zu Abdichtungszwecken trägt der Vorsprung 101 noch
eine Dichtung 99. Der Spannflansch 98 kann ebenfalls
an der in 3 ersichtlichen Basis befestigt
werden und er verspannt in Zusammenwirkung mit dem gegenüberliegenden
Spannflansch 98 die dazwischen liegenden Bauteile, nämlich
Wand 68 und 70 sowie die dazwischengelegte kammartige
Zwischenlage 72.
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Dieser
Bauzustand ist in 6 dargestellt. In 6 ist
zu erkennen, dass das zweite untere kammartige Gebilde 76 zwischen
die Zwischenplatten 93 eingespannt ist, wobei der Druck
durch die zuvor beschriebenen Vorsprünge 101 der
Spannflansche 98 bewirkt wird. Die Höhenlage des
zweiten unteren kammartigen Gebildes 76 ist dabei so, dass
einige Öffnungen 82 zwischen den Zähnen 80' unterhalb der
Abwinklung 95 zum Liegen kommen.
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Der
Abstand zwischen den beiden Zwischenplatten 93 entspricht
somit der Breite des zweiten kammartigen Gebildes 76. Aus
der 6 ist auch ersichtlich, dass das erste kammartige
Gebilde 74, das in den Schlitz 86 des unteren
kammartigen Gebildes 76 eingesteckt ist, so ausgebildet
ist, dass auch hier Freiräume 82 noch in dem Raum
unterhalb der Unterkante, also der Stufe 89 der inneren
Wandplatten 88 zum Liegen kommen.
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Die überwiegende
Länge der Zähne 80 erstreckt sich zwischen
diesen beiden inneren Wandplatten 88 und diese enden in
einem Abstand vor der Mündung 43 des Flüssigkeitsspaltes 42.
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Durch
die in 6 dargestellten Strömungspfeile ist ersichtlich,
dass die einer hier nicht näher bezeichneten Vorkammer
zugeführte Flüssigkeit 38 durch die Freiräume 82' im
unteren kammerartigen Gebilde 76 durch dieses hindurch
treten und in den Raum zwischen den Zwischenplatten 93 eintreten kann.
Da sich die Freiräume 82 des oberen ersten kammerartigen
Gebildes 74 auch bis in diesen Raum hinein erstrecken,
kann die Flüssigkeit 38 durch diese Freiräume
zwischen den Zähnen 80 hindurch treten und in
den eigentlichen Flüssigkeitsspalt 42 zwischen
den beiden Innenseiten der inneren Wandplatten 88 eintreten.
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Die
Strukturierung des kammerartigen Gebildes 72 sorgt dann
für die entsprechend gewünschten Strömungsverhältnisse
im Flüssigkeitsspalt 42. In einem Abstand vor
der Mündung 43 enden die Zähne 80,
so dass sich dann die Flüssigkeit zu einem durchgehenden
Flüssigkeitsfilm über die gesamte Länge der
Spaltdüse 30 wieder vereinigen und ausbilden kann.
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Aus 6 ist
ferner zu erkennen, dass die beiden Außenwände 62 und 63 so
montiert sind, dass sich Abschnitte 102 und 104 im
Abstand zur Außenseite 69 der inneren Wandplatte 88 erstrecken, wodurch
die Endabschnitte der beiden Sprühluftspälte 44 und 46 umgrenzt
sind.
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Im
Bereich der kammzahnartigen Nasen 94 sind diese Abschnitte 102 und 104 etwas
zurückgesetzt.
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Die
Sprühluft wird, wie das durch Pfeile 47 in 6 dargestellt
ist, dem Zwischenraum zwischen der Außenseite der Wände 68 und 70 und
der Innenseite der Außenwände 62 und 63 zugeführt.
Die Sprühluft tritt zwischen die kammzahnartigen Nasen 94 durch
und tritt dann in die eigentlichen Sprühluftspälte 44 und 46 ein
und dann an der entsprechenden Mündung aus, wie das durch
die Pfeile dargestellt ist. Diese Mündung liegt im Abstand
zu der Mündung 43 des Flüssigkeitsspaltes 42.
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Soll
beispielsweise die Spaltbreite des Flüssigkeitsspaltes
verändert werden, werden die entsprechend zuvor erläuterten
Montageflansche 64 und 65 bzw. die Spannflansche 98 gelöst
und die kammartige Zwischenlage 72 kann entnommen werden,
und durch eine andere mit einer anderen Stärke ersetzt
werden. Bei dieser Gelegenheit kann auch die Geometrie der Zähne 80 bzw.
der Freiräume 82 anders ausgestaltet sein, damit
sie sich beispielsweise besonders problematischen Flüssigkeiten
anpassen können.
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Hier
ist sehr beeindruckend ersichtlich, wie einfach die Spaltdüse 30 montiert
oder zerlegt werden kann. Das gilt ebenfalls für Reinigungszwecke.
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In
den 7 bis 9 ist nunmehr dargestellt, wie
die Spaltdüse 30 auf einem zentralen Medienadapter 110,
wie er in 7 dargestellt ist, montiert
ist.
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Der
Medienadapter 110 besteht aus einem kompakten Metallblock,
in dem verschiedene Durchtritte und Öffnungen ausgefräst
sind. So steht seitlich ein Sprühluftanschluss 112 vor,
der zwei Anschlussöffnungen 115, 116 mit
Sprühluft versorgt.
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In
diesem Bereich sind zwei Luftmengeneinstellschrauben 113, 114 vorgesehen, über
die die Sprühluftmenge eingestellt werden kann.
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Abseits
davon ist ein Sprühflüssigkeitskanal 118 vorgesehen, über
den die Sprühflüssigkeit zugeführt werden
kann, wozu beispielsweise in diesen Kanal ein Rohr 121,
wie es aus 8 ersichtlich ist, eingesteckt
werden kann. Aus der Schnittdarstellung von 8 ist ersichtlich,
wie der Medienadapter 110 an der Unterseite der Spaltdüse 30 montiert
ist.
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Über
das Rohr 121, den entsprechenden Flüssigkeitskanal 118 wird
die zu versprühende Flüssigkeit über
den Kanal 120 in das innere untere Ende des Bereiches des
Flüssigkeitsspaltes 42 durchgeführt,
also über eine Art Vorkammer 100, wie sie in 6 und
in 8 ersichtlich ist. Über diesen zentralen
Medienadapter 110 kann die Spaltdüse über ihre
gesamte Länge mit der Sprühflüssigkeit
versorgt werden, denn die Vorkammer 100 erstreckt sich über die
gesamte Länge der Spaltdüse 30.
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Aus
der Schnittdarstellung von 9 ist ersichtlich,
wie die Sprühluft über den Medienadapter 110 zentral
zugeführt wird.
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In 9 ist
ersichtlich, dass eine der Luftmengeneinstellschrauben 113 sich
in einer anderen eher offenen Position befindet als die Luftmengeneinstellschraube 114.
Dadurch ist es möglich, die beiden Sprühluftspälte 44 und 46 mit
der entsprechenden Menge an Sprühluft 47 zu versorgen.
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Aus
der Schnittdarstellung von 9 ist zu erkennen,
dass in die Anschlussöffnungen 115, 116 des
zentralen Medienadapters 110 entsprechende Leitungsabschnitte
eingeführt sind, die den Zwischenraum zwischen der Außenseite
der Wände 68 und 70 bzw. der Innenseite
der Außenwände 62 und 63 mit
Sprühluft 47 beaufschlagen, wie das in 6 schon
erläutert wurde.
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Die
zuvor beschriebene Spaltdüse 30 kann nunmehr,
wenn sie in die in 1 eingestellte Vorrichtung 10 eingebaut
ist, einen gleichmäßigen Ring an feinst verteilter
Sprühflüssigkeit 38 aussprühen und
somit eine Grundvoraussetzung für ein hervorragendes Behandlungsergebnis
bilden.
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Nach
einem Einsatz oder zum Umrüsten kann die Spaltdüse 30 einfach
zerlegt werden, die Einzelteile können ebenfalls einfach
gereinigt und anschließend wieder zusammengesetzt werden.
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Die
robuste Bauweise stellt aber gleichzeitig exakt definierte Spaltbreiten,
und zwar sowohl des Flüssigkeitsspaltes 42 als
auch der Sprühluftspälte 44 und 46 bereit,
so dass hier keine besondere Aufmerksamkeit oder Nachjustierung
von Einstellungen vonnöten sind. Dies ist als ein besonderer
Vorteil der Erfindung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4110127
C2 [0002, 0011]
- - DE 10129199 C1 [0007]
- - EP 0041729 [0013]
- - DE 10129166 C1 [0079]