DE102015203879A1 - Vorrichtung zur Aerosolerzeugung aus Feststoff - Google Patents

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Knut Dahlhoff
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Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus Feststoff. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für eine Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln zu schaffen, mit dem eine gute Qualität des Aerosols dauerhaft erzielt werden kann. Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln einen Feststoffbehälter und eine Zuführungseinrichtung für eine Zuführung von Feststoff vom Feststoffbehälter zu einer bewegbaren, vorzugsweise rotierbaren, Bürste. Es ist eine Gaszuführung vorhanden, die bei ihrer Austrittsöffnung so gerichtet ist, dass diese Gas in die Bürste hinein lenkt. Dies gelingt insbesondere dadurch, dass die Gaszuführung im Bereich ihrer Austrittsöffnung so gerichtet ist, dass diese mit der Oberfläche der Bürste einen Winkel von 20° bis 90° einschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus Feststoff.
  • Die Druckschrift DE-OS 25 33 554 offenbart eine Vorrichtung für eine Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln mit einem zylindrischen Feststoffbehälter, in den feinkörniger Feststoff eingefüllt wird. Mit Hilfe des Kolbens wird der Feststoff leicht verdichtet und einer rotierenden Bürste zugeführt. Die Bürste trennt den Feststoff ab. Ein Luftstrom wird über Gehäuselufteinlässe zunächst parallel zur Zylinderoberfläche der Bürste in Richtung Umfang der Bürste geleitet, anschließend zweifach um 180° umgelenkt, um so zur Drehachse bzw. Welle der Bürste und zurück zum Umfang geleitet zu werden. Anschließend strömt die Luft parallel zur Zylinderoberfläche der Bürste, um schließlich als Aerosol über eine Austrittsöffnung in Höhe des Umfangs der Bürste die Vorrichtung zu verlassen.
  • Die Druckschrift DE 85 15 780 U1 offenbart eine Vorrichtung für eine Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln mit einem zylindrischen Feststoffbehälter, in den feinkörniger Feststoff eingefüllt wird. Mit Hilfe des Kolbens wird der Feststoff verdichtet und einer rotierenden Bürste zugeführt. Die Bürste trennt den Feststoff ab. Ein Luftstrom wird am gegenüberliegenden Außenumfang der Bürste parallel zur Bürstenoberfläche vorbeigeführt, um so Feststoff von der Bürste zur Erzeugung eines Aerosols zu lösen.
  • Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen für eine Erzeugung eines Aerosol ist problematisch, dass sich Ablagerungen bilden können, wodurch keine konstante Partikelkonzentration über lange Zeiträume erzielt werden kann.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für eine Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln zu schaffen, mit dem eine gute Qualität des Aerosols dauerhaft erzielt werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln einen Feststoffbehälter und eine Zuführungseinrichtung für eine Zuführung von Feststoff vom Feststoffbehälter zu einer bewegbaren, vorzugsweise rotierbaren, Bürste. Es ist eine Gaszuführung vorhanden, die bei ihrer Austrittsöffnung so gerichtet ist, dass diese Gas in die Bürste hinein lenkt. Dies gelingt insbesondere dadurch, dass die Gaszuführung im Bereich ihrer Austrittsöffnung so gerichtet ist, dass diese mit der Oberfläche der Bürste einen Winkel von 20° bis 90°, vorzugsweise von wenigstens 30° einschließt. Vorzugsweise ist der Winkel kleiner als 50°.
  • Wird Gas durch die Gaszuführung zur Bürste und so in die Bürste hinein geleitet, so schließt die Strömung mit der Oberfläche der Bürste insbesondere einen Winkel von 20° bis 90° ein. Vorzugsweise beträgt der Winkel bis zu 45°, damit in die Bürste strömendes Gas in besonders geeigneter Weise wieder aus der Bürste herausströmen kann und daran durch einströmendes Gas nicht behindert wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass im Unterschied zu dem aus den Druckschriften DE-OS 25 33 554 und DE 85 15 780 U1 bekannten Stand der Technik nicht lediglich Partikel von der Oberfläche der Bürste gelöst werden, die durch Bewegen der Bürste vom zugeführten Feststoff abgetragen werden. Darüber hinaus werden durch die anspruchsgemäße Führung der Gasströmung auch Partikel aus dem Inneren der Bürste gelöst und das Innere der Bürste gereinigt. Über lange Zeiten wird so verbessert eine Aerosolproduktion mit konstanter Partikelkonzentration ermöglicht.
  • Vorzugsweise umfasst die Gaszuführung eine schlitzförmige Austrittsöffnung. Hierdurch gelingt es einerseits, eine lediglich punktuelle Gaszuführung zur Bürste zu vermeiden, um so möglichst vollständig Partikel von der Bürste zu lösen. Durch einen Schlitz kann andererseits erreicht werden, eine hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erzeugen, um so ebenfalls dazu beizutragen, dass Partikel möglichst vollständig von der Bürste gelöst werden. Dadurch lässt sich verbessert dauerhaft eine gute Qualität der Aerosolproduktion erzielen.
  • Der Schlitz der Austrittsöffnung verläuft insbesondere parallel zur Bürstenoberfläche, um so aus vorgenannten Gründen weiter verbessert Partikel möglichst vollständig von der Bürste zu lösen.
  • Der Schlitz der Austrittsöffnung erstreckt sich vorteilhaft zumindest im Wesentlichen von einer Seite der Bürste bis zu einer gegenüberliegenden Seite der Bürste, um so weiter verbessert aus vorgenannten Gründen Partikel möglichst vollständig von der Bürste zu lösen.
  • Vorzugsweise gibt es zumindest zwei Austrittsöffnungen der Gaszuführung, die eine Gasströmung in Richtung Oberfläche der Bürste bewirken. Weiter verbessert wird so aus vorgenannten Gründen erreicht, dass Partikel möglichst vollständig von der Bürste gelöst werden. Außerdem kann so über einen größeren Bereich eine Verdünnung des Aerosols eingestellt werden.
  • In einer Ausgestaltung gibt es eine, vorzugsweise zwei Austrittsöffnungen der Gaszuführung angrenzend an den Feststoffbehälter, über den Feststoff zur Bürste gelangt. Vorteilhaft werden dadurch Partikel von der Bürste gelöst, sobald die Bürste Partikel vom zugeführten Feststoff abgenommen hat. Weiter verbessert wird so erreicht, dass Partikel zur dauerhaften Qualitätsverbesserung des Aerosols möglichst vollständig von der Bürste gelöst werden.
  • Vorteilhaft sind die zwei Austrittöffnungen so angeordnet, dass daraus austretendes Gas an zwei gegenüberliegenden Seiten an der Welle der Bürste vorbeiströmt. Das Gas aus der einen Austrittsöffnung passiert dann insbesondere ganz oder zumindest überwiegend die Welle der Bürste an einer Seite der Welle. Das Gas aus der anderen Austrittsöffnung passiert dann insbesondere ganz oder zumindest überwiegend die Welle der Bürste an der anderen gegenüberliegenden Seite der Welle. Weiter verbessert wird so erreicht, dass Partikel zur dauerhaften Qualitätsverbesserung des Aerosols möglichst vollständig von der Bürste gelöst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bürste zwischen einer Austrittsöffnung der Gaszuführung und einer Gehäuseaustrittsöffnung für Aerosol angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass die Bürste möglichst vollständig von einer Gasströmung umschlossen wird. Ablagerungen, die die Aerosolerzeugung nachteilhaft beeinträchtigen könnten, werden so weiter verbessert vermieden.
  • Die zumindest eine Austrittsöffnung der Gaszuführung ist vorteilhaft eine Düse. Dies trägt dazu bei, hohe Strömungsgeschwindigkeiten in Richtung Bürste zu erzeugen. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten tragen weiter verbessert dazu bei, Partikel möglichst vollständig von der Bürste zu lösen, um so über lange Zeiträume die Qualität der Aerosolerzeugung sicherzustellen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung grenzt die Bürste an eine Gehäuseaustrittsöffnung für Aerosol. Im Bereich der Austrittsöffnung wird Gas dadurch ein weiteres Mal in die Bürste hineingelenkt, um so Partikel weiter verbessert möglichst vollständig von der Bürste zu lösen. Es wird so die Qualität der Aerosolerzeugung weiter verbessert.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Gehäuseaustrittsöffnung rechteckförmig oder quadratisch. Durch diese Form kann eine zylinderförmige Bürste, deren Drehachse bzw. Welle parallel zu einer Seite bzw. einem Rand der Gehäuseaustrittsöffnung verläuft, so in die Gehäuseaustrittsöffnung hineinreichen, dass Gas an sämtlichen Seiten gezwungen ist, durch die Borsten der Bürste hindurchzuströmen. Hierdurch wird weiter verbessert die Qualität der Erzeugung eines Aerosols über lange Zeiträume sichergestellt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Zuführungseinrichtung für eine Zuführung von Feststoff zur Bürste einen Linearaktuator. Für eine konstante und reproduzierbare Aerosolerzeugung ist ein möglichst genau definierter Pelletvorschub bzw. Transport des Feststoffs vorzusehen, um die abgebürstete Partikelmenge und damit die Partikelkonzentration im Aerosol zu bestimmen. Bisher werden dafür häufig Pneumatikzylinder eingesetzt, bei denen es jedoch aufgrund verschiedener Effekte, z. B. Haftgleiteffekt, zu Schwankungen im Vorschub kommen kann. Daher wird vorzugsweise ein Linearaktuator verwendet. Der Linearaktuator ist ein elektromechanischer Antrieb bei dem ein Elektromotor einen Spindeltrieb antreibt und darüber einen kontinuierlichen Vorschub erzeigt. Bei diesem Verfahren treten keine Haftgleiteffekte auf und die Genauigkeit ist sehr hoch. Es wird also so im Vergleich zur Verwendung von Pneumatikzylindern eine gleichmäßigere Zuführung von Feststoff zur Bürste erzielt. Weiter verbessert wird so erreicht, dass eine konstante Partikelkonzentration im Aerosol erhalten wird.
  • Die Aerosolpartikel werden in einer Ausgestaltung in einer Presse zu kompakten Pellets gepresst, die anschließend mittels einer Vorschubeinheit der Feststoff-Zuführungseinrichtung gegen die rotierende Bürste gedrückt werden. Die rotierende Bürste trägt die Pellets ab und ein Gasstrom nimmt beim Durchströmen der Bürste die Partikel mit und trägt diese zum Ausgang der Aerosolerzeugungsvorrichtung. Bei dieser Ausgestaltung umfasst der Feststoffbehälter vorzugsweise eine seitliche Öffnung, die es ermöglicht, Pellets in den Feststoffbehälter seitlich einzulegen. Mit seitlicher Öffnung ist eine Öffnung gemeint, die seitlich an die Transportrichtung eines Pellets innerhalb des Feststoffbehälters angrenzt. Durch diese Ausführungsform wird die Handhabung besonders erleichtert, da die Öffnung unabhängig von der Anordnung eines Linearaktuators oder eines Pneumatikzylinders genutzt werden kann. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass diese Öffnung verschließbar ausgestaltet ist.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Raum, in dem sich die Bürste befindet, so ausgelegt, dass hier ein Überdruck von wenigstens 5 bar, vorzugsweise ein Überdruck von wenigstens 8 bar, erzeugt werden kann. Es ist so möglich, Gas unter hohem Druck in den Raum bzw. das Gehäuse hinein zu leiten, in dem sich die Bürste befindet. So kann weiter verbessert ein Aerosol mit guter Qualität erzeugt werden. Gas kann also über die Gaszuführung mit einem Druck von wenigstens 8 bar in das Gehäuse mit der darin befindlichen Bürste hineingeleitet werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Aerosole können unter anderem zur Filterprüfung, im Bereich der Gesundheits- und Umweltforschung und zur Prüfung von Messtechnik eingesetzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Aerosolerzeugung aus Feststoffen und zwar insbesondere aus wasserunlöslichen Feststoffen und einem Trägergas mit über der Zeit konstanter und reproduzierbarer Partikelkonzentration und -verteilung. Aerosolkonzentrationen zwischen 0,1 g/m3 und 5 g/m3 bei Gesamtvolumenströmen von bis zu 26 m3/h sind vorteilhaft möglich. Vorteilhaft sind Partikelgrößenbereiche, die erzeugt werden, im Bereich von 0,1 µm bis 10 µm möglich und zwar insbesondere mit einem Maximum der Partikelgrößenverteilung im Bereich von 0,1 µm bis 1 µm.
  • Die vorliegende Erfindung weist im Vergleich zum Stand der Technik, wie dieser aus den Druckschriften DE 85 15 780 U1 sowie DE-OS 25 33 554 bekannt ist, eine geänderte Führung des Gaststroms, eine geänderte Vorschubeinheit und/oder eine höhere Druckfestigkeit auf, um so eine dauerhafte und reproduzierbare Aerosolerzeugung zu optimieren.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung modular gebaut, um die Fertigung und die Wartung zu vereinfachen. Die bevorzugte modulare Bauweise ermöglicht eine leichte Erweiterung und Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die jeweils benötigten Gegebenheiten zur Aerosolerzeugung. So ist in einer Ausgestaltung ein für das Drehen der Bürste verwendeter Antriebsstrang modular aufgebaut und bietet die Möglichkeit, einen Motor z.B. durch einen Motor mit erhöhter Leistung, auszutauschen. Des Weiteren schützt eine magnetische Kupplung den Motor vor Überlast, die durch ein Verklemmen der Bürste hervorgerufen werden kann.
  • Auch die Düsen der Luftzuführung sind in einer Ausgestaltung austauschbar montiert und damit die Strömungsgeschwindigkeit im Bürstengehäuse anpassbar, womit sich je nach Gasstrom, zu dispergierendem Stoff und gewünschter Partikelgrößenverteilung eine optimale Einstellung erreichen lässt.
  • Das modulare Konzept erlaubt weiterhin eine leichte Wartung und Reparatur. So kann der gesamte Antriebsstrang mit Bürste schnell abgebaut werden und somit eine Reinigung und Überprüfung der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Das Bürstengehäuse und der Antriebsstrang für die Bürste sind in einer Ausgestaltung über zum Beispiel acht Schrauben miteinander verbunden und ein O-Ring wird zur Dichtung eingesetzt.
  • Die Strömungsführung ist mit der Zielsetzung einer möglichst verlustfreien Austragung der Partikel aus dem Aerosolerzeuger ausgelegt worden. Die Gaszuführung erfolgt insbesondere mit zwei Düsen, bei denen die Düsenöffnung vorzugsweise als Schlitz ausgeführt ist.
  • Die in den Düsen beschleunigte Strömung wird insbesondere mittig durch die rotierenden Borsten der Bürste geführt und nimmt die Partikel aus der Bürste mit. Bei aus den Druckschriften DE 85 15 780 U1 und DE-OS 25 33 554 vorbekannten Aerosolerzeugern wird die Strömung oberhalb der Bürste geführt, sodass nur ein Teil der Partikel abgenommen wird und es zu Ablagerungen der Partikel im Inneren der Bürste kommt. Durch die erfindungsgemäße Strömungsführung wird auch das Innere der Bürste gereinigt und somit kann auch über lange Zeiten eine konstante Aerosolproduktion garantiert werden.
  • Die mit Partikeln behaftete Strömung wird in einer Ausgestaltung der Erfindung in Richtung Auslass wieder beschleunigt, um Ablagerungen zu verhindern und eine weitere Dispergierung zu erzielen. Dies gelingt durch eine Führung zum Auslass, welche sich in Richtung Auslass verjüngt. Vorzugsweise verjüngt sich die Führung stetig und allmählich, sodass Ablagerungen in der Führung vermieden werden. Hierbei ist auch das Zwischenschalten einer weiteren Düse möglich, die eine intensivere Dispergierung erlaubt und auch eine Verdünnung des Aerosols zulässt. Über die weitere Düse kann Gas zugefügt werden, um das Aerosol zu verdünnen.
  • Um auch im Bürstengehäuse selbst das Ablagern von Partikeln zu vermeiden, wird der Bauraum vorzugsweise möglichst klein gehalten und es werden nur geringe Freiräume um die Bürste herum vorgesehen.
  • Eine Druckfestigkeit von 8 bar wird u. a. durch mehrere O-Ring-Dichtungen und einen Radialwellendichtring (RWDR) für die Welle der Bürste erreicht. Der Radialwellendichtring dient zur Abdichtung zwischen der rotierenden Welle der Bürste und dem feststehendem Gehäuse, in dem sich die Bürste befindet. Das Gehäuse und der Radialwellendichtring sind so ausgelegt, dass diese für Drücke von bis zu 10 bar geeignet sind. Als O-Ring-Dichtung sind sowohl O-Ringe aus Perfluorkautschuk als auch O-Ringe aus Polytetrafluorethylen (PTFE), die eine höhere Temperaturbeständigkeit besitzen und damit auch eine Beheizung der Erfindung ermöglichen, besonders gut geeignet.
  • Das Bürstengehäuse beherbergt in einer Ausgestaltung die genannten zwei wechselbaren Düsen der Gaszuführung und bietet Anschlüsse für die Feststoff bzw. Pelletzufuhr und für das auszutragende Aerosol. Die Zufuhr von Feststoff, insbesondere in Form von Pellets, erfolgt in einer Ausgestaltung über eine Rohrzuführung, die als Feststoffbehälter dient, in der die Pellets mit einer Vorschubeinheit gegen die Bürste gedrückt werden. Die Partikel werden im Gasstrom aus der Bürste und dem Bürstengehäuse in einen Aufsatz (Führung) des Bürstengehäuses ausgetragen. In dem Aufsatz tritt zum Auslass hin eine Verengung des Strömungsquerschnittes auf und damit eine Beschleunigung des Aerosols. Der Verengung findet dabei ohne Kanten und sprunghafte Übergänge statt, um ein Abscheiden der Partikel zu vermeiden. Zwischen Bürstengehäuse und Aufsatz ist die Erweiterung durch eine weitere Düse möglich, die eine Verdünnung des Aerosols, sowie eine weitere Dispergierung erlaubt.
  • Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1: Gasführung einer Vorrichtung zur Aerosolerzeugung;
  • 2: Ausschnitt aus 1;
  • 3: Aufsicht auf Gehäuseaustrittsöffnung des Bürstengehäuses;
  • 4: Schnitt durch eine Düse;
  • 5: Antriebstrang für Bürste;
  • 6: Bürstengehäuse
  • 7: Gesamtansicht der Vorrichtung zur Aerosolerzeugung.
  • Die 1 zeigt im Schnitt einen Feststoffbehälter 1, über den Feststoff entlang des Pfeils 2 in Form von Pellets 3 zu den Borsten einer zylinderförmigen Bürste 4 zugeführt wird. Die Bürste 4 kann um eine Welle 5 rotieren und zwar durch einen Antrieb bzw. Antriebsstrang, der in der 1 nicht dargestellt ist.
  • Es gibt eine Gaszuführung 6, die durch eine Pfeildarstellung angedeutet ist. Eine Austrittsöffnung der Gaszuführung 6 ist eine schlitzförmige Düse 7 und führt in ein Gehäuse 8 hinein, in dem sich die Bürste 4 befindet. Die Düse 7 ist so gerichtet ist, dass diese bzw. die dadurch erzeugte Gasströmung mit der Oberfläche der Bürste 4 einen spitzen Winkel 9 einschließt, wie dies die 2 näher verdeutlicht.
  • Der Schlitz der Düse 7 verläuft parallel zur Welle 5 der Bürste 4. Dieser Schlitz der Düse 7 erstreckt sich von einer Seite der Bürste 4 bis zu einer gegenüberliegenden Seite der Bürste 4, so dass die gesamte Oberfläche der Gasströmung ausgesetzt wird, wenn die Bürste um ihre Welle 5 rotiert.
  • Es sind zwei Düsen 7 vorhanden, die jeweils eine Gasströmung entlang des Pfeils 6 in Richtung Oberfläche der Bürste 4 bewirken. Die Oberfläche der Bürste 4 besteht aus Borstenenden der Bürste 4. Die Borsten der Bürste 4 sind an einem Zylinder 10 befestigt. Die beiden Düsen 7 der Gaszuführung 6 grenzen an zwei gegenüberliegenden Seiten an die Zuführung des Feststoffs 3 zur Bürste 4 und zwar unabhängig davon, in welche Richtung die Bürste 4 rotiert. Die Bürste 4 wird daher sofort einer Gasströmung, insbesondere einer Luftströmung, ausgesetzt, sobald diese Partikel vom Festkörper 3 abgetragen hat.
  • Die Bürste 4 ist zwischen den Düsen 7 und einer Gehäuseaustrittsöffnung 11 für Aerosol angeordnet. Das erzeugte Aerosol verlässt über die Austrittsöffnung 11 das Gehäuse 8 entlang des Pfeils 12. Die Bürste 4 grenzt an die quadratische Austrittsöffnung 11 des Gehäuses 8, so dass Gas durch die Borsten der Bürste hindurchgeführt wird, um in eine Führung 13 zum Auslass zu gelangen. Die Auslassführung 13 verjüngt sich ausgehend von der Gehäuseaustrittsöffnung 11 in Richtung einer ringförmigen Auslassöffnung 14 gleichmäßig. Hierdurch wird erreicht, dass die Strömung in der Auslassführung 13 beschleunigt wird, nachdem das Aerosol das Gehäuse 8 verlässt.
  • Die 3 zeigt eine Aufsicht auf die Gehäuseaustrittsöffnung 11 des Bürstengehäuses 8 und verdeutlicht das Angrenzen der Bürste 4 an die Gehäuseaustrittsöffnung 11.
  • Die 4 zeigt einen Schnitt durch eine Düse 7. Diese weist einen im Schnitt rechteckförmigen Gasführungsabschnitt 15 auf, der zu einem Schlitz 16 führt. Durch den Gasführungsabschnitt 15 und anschließend weiter durch den Schlitz 16 hindurch wird Gas zur Bürste 4 geleitet. Da die Breite des Schlitzes 16 sehr viel geringer ist als die Breite des rechteckförmigen Abschnitts 15, wird Gas stark beschleunigt, wenn Gas durch den Schlitz 16 hindurchströmt. Hierdurch wird also eine Düsenwirkung erzielt.
  • Die in der 4 gezeigte Düse 7 wird außen an das Gehäuse 8 an der dafür vorgesehenen Stelle angesetzt und angeschraubt. Um dies zu ermöglichen, verfügt das Ventil 7 über einen unteren verbreiterten Basisabschnitt 17, der im verbunden Zustand mit seiner Oberseite 18 an der dafür vorgesehenen Gehäusewand des Gehäuses 8 anliegt. Um eine dichte Verbindung zu schaffen, befindet sich dann grundsätzlich ein O-Ring zwischen dem Basisabschnitt 17 und der daran angrenzenden Gehäusewand des Gehäuses 8, der dazu beiträgt, dass im Gehäuse 8 ein hoher Überdruck möglich ist.
  • Durch den Basisabschnitt 17 führen Schrauben hindurch, mit denen das Ventil 7 am Gehäuse 8 lösbar festgeschraubt werden kann. Ist die Düse 7 am Gehäuse 8 angeschraubt, so reicht der obere Abschnitt 18 der Düse 7 in eine dafür im Gehäuse 8 vorgesehene Öffnung hinein.
  • Die 5 zeigt im Schnitt einen Antriebsstrang für die Bürste 4. Die Welle 5 der Bürste 4 wird in einem Gehäuse 19 durch zwei Lager 20 drehbar gelagert. Ein Radialwellendichtring 21 an dem Ende des Gehäuses 19, welches an die Bürste 4 angrenzt, dichtet den Innenraum des Gehäuses 19 gegenüber dem Innenraum des Gehäuses 8, in dem sich die Bürste befindet, ab. An der gegenüberliegenden Seite ist ein Motor 22 durch Schrauben an dem Gehäuse 19 lösbar befestigt. Die Motorwelle 23 ist durch eine Kupplung 24 mit der Welle 5 verbunden.
  • Die 6 verdeutlicht den Aufbau des Gehäuses 8 für die Bürste 4. Benachbart zu einem in das Gehäuse 8 hineinführenden rohrförmigen Stutzen 1a, der Teil des Feststoffbehälters 1 ist, sind beidseitig rechteckförmige Öffnungen 25 vorhanden, in die jeweils der obere Abschnitt 18 der Düse 7 eingesetzt wird. Die rechteckförmigen Öffnungen 25 erstrecken sich parallel zur Welle 5 der Bürste 4.
  • In eine um die Öffnung 25 umlaufende Nut 26 wird ein O-Ring eingesetzt, um eine dichte Verbindung zwischen einer Düse 7 und dem Gehäuse 8 zu schaffen, die es ermöglicht, einen hohen Druck im Inneren des Gehäuses 8 aufzubauen. Um die umlaufende Nut 26 herum sind Gewindebohrungen 27 angeordnet, die es ermöglichen, eine Düse 7 durch Schrauben festzuschrauben.
  • Dem Stutzen 1a gegenüberliegend befindet sich die rechteckförmige Gehäuseaustrittsöffnung 11 für erzeugtes Aerosol. Hier ist eine die Gehäuseaustrittsöffnung 11 umlaufende Nut 33 für einen O-Ring vorhanden, um eine dichte Verbindung zwischen dem Bürstengehäuse 8 und einer daran festgeschraubten Auslassführung 13 zu schaffen. Um eine Auslassführung 13 festschrauben zu können, sind um die Nut 27 herum Gewindebohrungen 28 vorgesehen.
  • Die 7 zeigt den Gesamtaufbau der Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols. Der Feststoffbehälter setzt sich aus zwei Abschnitten 1a und 1b zusammen, die über eine Flanschverbindung 29 lösbar miteinander verbunden sind. Die Flanschverbindungen 29 umfasst eine Schraubverbindung, die dem Lösen der Flanschverbindung 29 dient. Innerhalb der Flanschverbindung 29 befindet sich ein O-Ring, der für eine dichte Verbindung Sorge trägt.
  • Das von dem Bürstengehäuse 8 entfernte Ende des Abschnitts 1b des Feststoffbehälters 1 weist seitlich eine Öffnung 30 auf, in die Pellets eingesetzt werden können. Es ist aber auch möglich, Feststoff in Form von Schüttgut hierüber einzufüllen und durch Vorschub mittels des Kolbens 31 zunächst zu verdichten. Vor der Öffnung 30 befindet sich der Kolben 31, der mit einem Linearaktuator 32 bewegt werden kann, umso Pellets oder Schüttgut in Richtung Bürste 4 transportieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2533554 A [0002, 0009, 0025, 0030]
    • DE 8515780 U1 [0003, 0009, 0025, 0030]

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols aus Feststoffpartikeln mit einem Feststoffbehälter (1, 1a, 1b) und einer Zuführungseinrichtung (31, 32) für eine Zuführung von Feststoff vom Feststoffbehälter (1, 1a, 1b) zu einer bewegbaren, insbesondere rotierbaren, Bürste (4), gekennzeichnet durch eine so gerichtete Gaszuführung (6, 7), das Gas durch die Gaszuführung (6, 7) in die Bürste (4) hinein gelenkt wird.
  2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführung (6, 7) bei ihrer Austrittsöffnung (7) so gerichtet ist, dass diese mit der Oberfläche der Bürste (4) einen Winkel von 20° bis 90° einschließt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführung (6, 7) eine schlitzförmige Austrittsöffnung (7) umfasst.
  4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (7) parallel zur Welle (5) der Bürste (4) verläuft.
  5. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (7) sich zumindest im Wesentlichen von einer Seite der Bürste (4) bis zu einer gegenüberliegenden Seite der Bürste (4) erstreckt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest zwei Austrittsöffnungen (7) der Gaszuführung gibt, die eine Gasströmung in Richtung Oberfläche der Bürste (4) bewirken.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise zwei, Austrittsöffnungen (7) der Gaszuführung angrenzend an den Feststoffbehälter (1, 1a, 1b) vorhanden sind.
  8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Austrittöffnungen (7) so angeordnet sind, dass daraus austretendes Gas an zwei gegenüberliegenden Seiten an der Welle (5) der Bürste (4) vorbeiströmt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (4) zwischen einer Austrittsöffnung (7) der Gaszuführung und einer Austrittsöffnung (11) für Aerosol angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die zumindest eine Austrittsöffnung der Gaszuführung durch eine Düse (7) gebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (4) an eine Austrittsöffnung (11) eines Gehäuses (8) grenzt, in dem sich die Bürste (4) befindet.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (11) aus dem Gehäuse (8), in dem sich die Bürste (4) befindet, rechteckförmig oder quadratisch ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinrichtung für eine Zuführung von Feststoff einen Linearaktuator (32) umfasst.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2533554A1 (de) 1975-07-26 1977-02-10 Rumpf Hans Prof Dr Ing Dosiervorrichtung zum dosieren von extrem feinkoernigen pulverfoermigen stoffen
DE8515780U1 (de) 1985-05-30 1985-08-01 Palas GmbH Partikel- und Lasermeßtechnik, 7514 Eggenstein-Leopoldshafen Vorrichtung zur Erzeugung eines Feststoffaerosols
CN203459061U (zh) * 2013-09-18 2014-03-05 北京慧荣和科技有限公司 粉尘气溶胶发生装置

Patent Citations (3)

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