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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse mit einem Strömungskanal, der sich zwischen einem Düseneinlass und einem Düsenauslass erstreckt. Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage umfassend die Vorrichtung.
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Bei der industriellen Behälter- bzw. Oberflächenbehandlung kommen Vorrichtungen zur Anwendung, bei denen Reinigungsfluid, beispielsweise Wasser, mittels Düsen auf die zu reinigenden Behälter bzw. Oberflächen gespritzt wird.
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Bekannt sind dabei Düsen, die zylindrische Bohrungen aufweisen, wobei das Reinigungsfluid durch die Bohrung gespritzt wird und durch die Düsen auf die zu reinigenden Behälter bzw. Oberflächen geleitet wird. Um Verstopfungen, z. B. durch Grenzkorn Einklemmung, zu vermeiden, müssen diese Düsen regelmäßig gereinigt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen verringerten Reinigungsbedarf und eine verringerte Verstopfungs-Empfindlichkeit aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
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Bei einer Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse mit einem Strömungskanal, der sich zwischen einem Düseneinlass und einem Düsenauslass erstreckt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Strömungskanal von dem Düseneinlass zum Düsenauslass mit einem Öffnungswinkel im Bereich von 1° bis 2,5° erweitert.
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Mit der Erfindung wird damit eine Vorrichtung bereitgestellt, bei denen Partikel, die mit dem Fluid durch den Düseneinlass in die Düse gespült werden, entlang eines sich erweiternden Strömungskanals zum Düsenauslass transportiert werden. Auf Grund des sich erweiternden Strömungskanals wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein Partikel im Strömungskanal eingeklemmt wird, reduziert. Der Öffnungswinkel ist dabei der Winkel, den Wände oder Wandabschnitte, die sich von dem Düseneinlass zum Düsenauslass erstecken, auf gegenüberliegenden Seiten des Strömungskanals einschließen. Der Wert des Öffnungswinkels liegt im Bereich von 1° bis 2,5°. Bevorzugt weist der Öffnungswinkel einen Wert von 1,5° auf. Weiter kann der Strömungskanal sich von dem Düseneinlass bis zum Düsenauslass stetig erweitern und kann sich z. B. trichterförmig bzw. konisch erweitern, so dass sich der Kanalquerschnitt stetig vergrößert. Weiter können die Düsen zum Beispiel starr ausgebildet sein, so dass sie ihre Ausrichtung nach der Montage bzw. Herstellung relativ zur Vorrichtung nicht ändern. Das Fluid kann vorzugsweise Flüssigkeit, weiter vorzugsweise Wasser sein und als Reinigungsfluid bezeichnet werden. Damit wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die einen verringerten Reinigungsbedarf und eine verringerte Verstopfungs-Empfindlichkeit und damit eine erhöhte Funktionssicherheit aufweist. Weiter wird durch den sich erweiternden Strömungskanal bei gleichem Düsennenndurchmesser, Spritzdruck und Fördervolumen des Fluids eine, im Vergleich zu einer zylindrischen Düse, größere Behandlungsfläche beim Auftreffen des Strahles bewirkt.
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Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Vorrichtung eine Grundplatte aufweisen, wobei sich die mindestens eine Düse durch die Grundplatte erstreckt.
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Mittels der Grundplatte kann die mindestens eine Düse zum Beispiel über einer Fluidauslassöffnung montiert werden. Aus der Fluidauslassöffnung austretendes Fluid wird dann unmittelbar durch die Düse geleitet. Wenn sich mehrere Düsen der Vorrichtung durch die Grundplatte erstrecken, können mehrere Düsen gleichzeitig über eine oder mehrere Fluidauslassöffnungen montiert werden.
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Weiter können die mindestens eine Düse und die Grundplatte zum Beispiel einstückig hergestellt sein.
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Damit kann die Grundplatte gleichzeitig mit den Düsen kostengünstig hergestellt werden. Weiter entfällt ein Montageaufwand der Düse und die Düse ist an der Grundplatte bereits korrekt ausgerichtet.
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Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Anzahl der Düsen zwischen eins und vier, vorzugsweise drei, betragen.
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Wenn die Anzahl der Düsen drei beträgt, können die Düsen z. B. in einem Dreieck angeordnet sein. Am Beispiel einer Behälterwaschanlage, an der die Vorrichtung montiert sein kann, kann eine Spitze des Dreiecks entlang einer Förderrichtung von Behältern ausgerichtet sein. Ausgehend von einer Richtung quer zur Förderrichtung liegt die an der ausgerichteten Spitze des Dreiecks angeordnete Düse zwischen den beiden anderen Düsen. Die äußeren Düsen können das Reinigungsfluid jeweils auf eine Außenfläche der Behälter leiten. Die an der ausgerichteten Spitze angeordnete Düse kann das Reinigungsfluid in das Innere des Behälters leiten. Damit kann der gesamte Behälter mit Reinigungsfluid benetzt werden.
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Die Vorrichtung kann weiter aus einem Kunststoffmaterial oder Metallmaterial bestehen.
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Damit kann die Vorrichtung, z. B. in einem Spritzgussverfahren, auf einfache Weise in großen Stückzahlen hergestellt werden. Weiter kann eine Korrosion des Materials der Vorrichtung vermieden werden.
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Gemäß einem Beispiel kann der Düseneinlass einen Durchmesser zwischen 2 mm und 14 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, weiter vorzugsweise 4 mm, aufweisen.
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Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln von Oberflächen von Objekten umfassend mindestens eine Vorrichtung nach der vorangegangenen Beschreibung, wobei sich ein Transportpfad für Objekten durch die Anlage erstreckt und die mindestens eine Düse auf den Transportpfad ausgerichtet ist.
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Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen der Anlage ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Vorrichtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
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Die Objekte gemäß einem Beispiel Behälter sein. Weiter kann das Behandeln ein Ausspritzen, Abspritzen, Erwärmen und/oder Abkühlen umfassen.
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Gemäß einem Beispiel kann die Anlage eine Reinigungsmaschine, ein Pasteur, ein Kastenwascher oder eine Transportvorrichtung sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform mittels der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids;
- 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Vorrichtung; und
- 3 eine schematische Darstellung eine Anlage umfassend die Vorrichtung.
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Die Vorrichtung wird im Folgenden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, wie in 1 dargestellt.
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Die Vorrichtung 10 weist mindestens eine Düse 12 auf, die auf einer Grundplatte 20 angeordnet sein kann. In diesem Beispiel sind drei Düsen 12 auf der Grundplatte 20 angeordnet.
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Die Düsen 12 und die Grundplatte 20 können einstückig aus einem Kunststoffmaterial oder Metallmaterial ausgebildet sein. Dazu kann z. B. ein Spritzgussverfahren verwendet werden.
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Die mindestens eine Düse 12 weist gemäß 2 einen Düseneinlass 16 sowie einen Düsenauslass 18 auf. Von dem Düseneinlass 16 erstreckt sich ein Strömungskanal 14 zum Düsenauslass 18. Der Strömungskanal 14 stelle eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen dem Düseneinlass 16 und dem Düsenauslass 18 her.
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In der Querschnittsansicht gemäß 2 kann der Strömungskanal 14 seitlich zur Strömungsrichtung durch den Strömungskanal 14 durch einen ersten Wandabschnitt 24 einen zweiten Wandabschnitt 26 begrenzt werden. Der erste Wandabschnitt 24 und der zweite Wandabschnitt 26 sind ein einander gegenüber angeordnet und erstrecken sich von dem Düseneinlass 16 zum Düsenauslass 18.
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Die Wandabschnitte 24, 26 sind in einem Winkel zueinander angeordnet, der einen Öffnungswinkel α des Strömungskanals 14 dargestellt. Der Öffnungswinkel α weist einen Wert im Bereich von 1° bis 2,5° auf. Bevorzugt weist der Öffnungswinkel α einen Wert von 1,5° auf.
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Der Strömungskanal 14 kann sich daher ausgehend von dem Düseneinlass 16 konisch bzw. trichterförmig erweitern. Die Querschnittsfläche des Strömungskanals 14 kann sich daher stetig entlang der Strömungsrichtung vergrößern.
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Damit erweitert sich der Strömungskanal 14 von dem Düseneinlass 16 zum Düsenauslass 18. Der Durchmesser des Düseneinlasses 16 ist daher kleiner als der Durchmesser des Düsenauslasses 18.
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Partikel, die durch den Düseneinlass 16 in den Strömungskanal 14 gelangen, werden entlang des sich erweiternden Strömungskanal 14 zum Düsenauslass 18 transportiert. Das Partikel findet daher keinen Halt an den Wänden 24, 26 des Strömungskanals 14. Damit wird ein Verklemmen der Partikel im Strömungskanal 14 vermieden.
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Der Durchmesser des Düseneinlasses kann zwischen 2 mm und 14 mm liegen, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, am meisten bevorzugt bei 4 mm.
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In 3 ist eine Anlage 30 dargestellt, die die Vorrichtung 10 umfasst.
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In der Anlage 30 werden Objekte 32, z. B. Behälter, entlang eines Transportpfads 34 bewegt. Dabei werden die Objekte 32 auch an einer Vorrichtung 10 vorbei transportiert.
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Die Vorrichtung 10 ist derart an der Anlage 30 montiert, dass ein Fluid durch die Düsen 12 fließen kann. Dazu kann die Vorrichtung 10 mit den Düsen über einem oder mehreren Fluidauslässen montiert sein.
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Für die Montage kann die Grundplatte 20 der Vorrichtung 10 eine Durchgangsöffnung 22 aufweisen, die sich durch die Grundplatte 20 erstreckt. Die Vorrichtung 10 kann mittels eines durch die Durchgangsöffnung 22 angeordneten Befestigungselements in der Anlage 30 befestigt werden. Das Befestigungselement kann z. B. eine Schraube sein.
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Das Fluid kann mit einem Druck von ca. 0,8 bar durch die Düsen 12 fließen und trifft nach dem Austritt aus dem Düsenauslass 18 auf das Objekt 32 bzw. auf dessen Oberfläche. Auf Grund des sich erweiternden Strömungskanals 14 weist der austretende Fluidstrahl eine vergrößerte Auftrefffläche im Vergleich zu einer zylindrischen Düse mit gleichem Nenndurchmesser auf.
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Die Anlage 30 kann als Reinigungsmaschine, Pasteur oder Kastenwascher ausgebildet sein.
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Wenn die Objekte 32 einen Innenraum haben, z. B., wenn sie als Behälter ausgebildet sind, können sie kopfüber mit einer Behältermündung nach unten weisend entlang des Transportpfads transportiert werden.
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Wenn die Vorrichtung 10 gemäß dem Beispiel nach 1 ausgebildet ist, kann eine erste Düse 12 derart angeordnet sein, dass sie das Fluid in das Innere des Behälters abgibt. Die beiden anderen Düsen 12 können das Fluid auf die äußeren Oberflächen des Behälters abgeben.
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Das oben beschriebene Beispiel dient in keiner Weise einer Beschränkung der Erfindung. Vielmehr kann die Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Alle oben beschriebenen Merkmale der Erfindung können allein oder in Kombination miteinander wesentlich für die Erfindung sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Düse
- 14
- Strömungskanal
- 16
- Düseneinlass
- 18
- Düsenauslass
- 20
- Grundplatte
- 22
- Durchgangsöffnung
- 24
- Wandabschnitt
- 26
- Wandabschnitt
- 30
- Anlage
- 32
- Objekt
- 34
- Transportpfad
