DE1078953B

DE1078953B - Vorrichtung zum dosierbaren Zerstaeuben von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1078953B
Application number: DES28768A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Feldmann; Dipl-Ing Helmut Herklotz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-05-30
Filing date: 1952-05-30
Publication date: 1960-03-31

Description

Vorrichtung zum dosierbaren Zerstäuben von Flüssigkeiten Die Zerstäubung von Flüssigkeiten erfolgte bislang fast ausschließlich mittels Düsen; durch die die zu zerstäubende Flüssigkeitsmenge hindurchgepreßt wurde. Ein Dosierung der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge war dabei nur schwer möglich, da hierzu entweder der zur Zerstäubung dienende Druck in der Düse oder die Düsenöffnung verändert werden mußte. Eine Veränderung des Druckes würde gleichzeitig eine Beeinträchtigung der Zerstäubungsreichweite mit sich bringen. Eine Veränderung der Düsenöffnung ist nach unten hin begrenzt, da kleine Öffnungen leicht zum Verstopfen neigen. Außerdem haben die üblichen Zerstäubungsverfahren mittels Düsen den unter Umständen recht schwer wiegenden Nachteil, daß die zu zerstäubende Flüssigkeitsmenge sich nach dem Austritt aus der Düse mehr oder weniger kegelförmig ausbreitet, so daß auf diese Weise das Bestäuben schmaler Linien od. dgl. äußerst schwer oder gar nicht möglich ist.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung macht von einer umlaufenden, in die Flüssigkeit eintauchenden Schleuderscheibe Gebrauch. So ist eine Wasserzerstäubungs- und Luftbefeuchtungsvorrichtung mit in die zu zerstäubende Flüssigkeit eintauchenden Drehkörpern bekanntgeworden, bei der die einzelnen Drehkörper aus mehreren einander diametral gegenüberliegenden Teilen bestehen, wobei die einzelnen Teile gegen die der nebenliegenden Drehkörper versetzt sind.
Eine weitere bekannte Vorrichtung weist eine Anzahl parallelachsig gelagerter nebeneinander angeordneter Schleuderscheiben auf, die mit ihrem unteren Rand in eine Flüssigkeit eintauchen und gegenläufig rotieren.
Über diese bekannten Vorrichtungen hinaus besteht aber die Erfindung darin, daß die Schleuderscheibe, deren Eintauchtiefe zwecks Dosierung der Flüssigkeitsmenge veränderbar ist, eine kegelige Mantelfläche aufweist, die mit der größeren Stirnfläche der Schleuderscheibe eine scharfe Kante bildet.
Während die bekannten Anordnungen sich flacher, ebener Scheiben bedienen, beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß eine neuartige und überraschende Wirkung mit einem Drehkörper mit kegeliger Mantelfläche erzielbar ist. Eine umlaufende kegelförmige Scheibe mit scharfer Kante ermöglicht erst den abgeschleuderten Strahl in einer bisher nicht erreichbaren Weise zu konzentrieren, wobei unter geringem Aufwand eine weitgehende Dosierungsmöglichkeit erreicht ist, wie sie bisher noch nicht ermöglicht wurde.
Es ist an sich bereits die Verwendung von Drehkörpern mit scharfer Abreißkante für Zerstäubungszwecke bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Anordnung geht es aber darum, zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Trichter mit scharfen Kanten einen Spalt zum Ausschleudern der zu zerstäubenden Flüssigkeiten zu bilden. Weiterhin erfolgt die Flüssigkeitszufuhr durch ein Rohr, aus welchem die Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwerkraft auftropft; ein Eintauchen in die Flüssigkeit wie bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist dort nicht vorhanden. Diese Maßnahme ist aber wichtig, um eine Dosierung der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge herbeiführen zu können. Die Erfindung erlaubt,. die Flüssigkeitsmenge durch Verändern der Eintauchtiefe in die zu zerstäubende Flüssigkeitsmenge oder der Umlaufgeschwindigkeit der Schleuderscheibe zu dosieren. Unter Umständen kann es auch genügen, eine dieser beiden Dosierungsmöglichkeiten zu verwenden.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie Fig. 1 zeigt, taucht die Schleuderscheibe 1 in die im Gefäß 2 befindliche zu zerstäubende Flüssigkeit 3 ein. Je nach der Eintauchtiefe der Schleuderscheibe 1 in die Flüssigkeit 3 bzw. je nach der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe bleibt mehr oder weniger Flüssigkeit an ihr hängen und kann dann durch verschiedene Mittel zerstäubt werde. Damit eine möglichst großeFlüssLgkeitsmenge an derScheibe haften bleibt, kann es vorteilhaft sein, deren Oberfläche mit Aufrauhungen oder Prägungen zu versehen.
In Fig. 2 ist die kegelige Mantelfläche 4 der Schleuderscheibe deutlicher erkennbar. Die Achse 5 der Schleuderscheibe kann sowohl waagerecht als auch, wie in Fig.2 dargestellt, geneigt angeordnet sein.
An Stelle von Schleuderscheiben mit stetigen Umrißkurven können auch solche verwendet werden, bei denen die Kantenkrümmung nicht stetig, sondern gezackt, beispielsweise sägezahnförmig ausgebildet ist.
Die Zerstäubung der Flüssigkeit kann einmal rein mechanisch erfolgen, beispielsweise durch die Zentrifugalkräfte des umlaufenden Körpers. Es ist aber auch möglich, den umlaufenden Körper in einem Preßluftstrom anzuordnen. Die Preßluft treibt dann die zu zerstäubende Flüssigkeit an die möglichst scharf ausgebildete Kante des rotierenden Körpers, von der die Flüssigkeit sodann zerstäubt wird.
Eine besonders vorteilhafte Zerstäubungsmöglichkeit besteht darin, daß an den umlaufenden Körper eine so hohe elektrische Spannung gelegt wird, daß die dosierte Flüssigkeitsmenge durch die elektrischen Feldkräfte zerstäubt wird. Es ist bereits bekannt, die Zerstäubung von Flüssigkeiten dadurch vorzunehmen, daß die Zerstäubung der Flüssigkeitsteilchen von einer scharfen Kante lediglich dadurch erfolgt, daß an diese Kante eine hohe elektrische Spannung gelegt ist und in deren Nähe eine Gegenelektrode mit beispielsweise Erdpotential angeordnet ist. Die Flüssigkeit wird dabei einmal durch die elektrische Feldstärke von der scharfen Kante zerstäubt und anschließend durch den elektrischen Sprüheffekt (Korona) der Kante aufgeladen und in der üblichen Weise zur Gegenelektrode transportiert. Bei diesen bekannten Verfahren der elektrischen Zerstäubung von Flüssigkeit besteht jedoch die gleiche Schwierigkeit der Dosierung der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge wie bei den oben beschriebenen Düsenspritzverfahren.
Die Bestäubung schwerleitender Stoffe, z. B. von trockenem Holz, Papier, Sackleinen u. dgl. ist jedoch auf diese Weise kaum möglich, da bei diesen Werkstücken eine gewisse Oberflächenaufladung und ein beachtlicher Spannungsabfall zur geerdeten Aufhängevorrichtung auftreten kann. Die wirksame Feldstärke an der Zerstäubungskante wird dadurch herabgesetzt und der Zerstäubungsvorgang selbst verschlechtert, wenn nicht sogar unterbunden.
Die Bestäubung derartiger schwer- bzw. nichtleitender Stoffe kann ohne die obenerwähnten Schwierigkeiten so durchgeführt werden, daß zwei Schleuderscheiben mit unterschiedlichem, beispielsweise gegenüber dem Erdpotential in entgegengesetztem Sinne verschiedenen Potential angeordnet sind und der zu bestäubende Gegenstand sich zwischen den umlaufenden Körpern befindet.
In der Fig. 3 ist eine derartige Vorrichtung dargestellt. Zwischen den rotierenden Schleuderscheiben 1 und l a, die in je ein mit Flüssigkeit 3, 3 a gefülltes Gefäß 2, 2 a eintauchen, befindet sich das auf Erdpotential gehaltene Werkstück 10. Dabei ist beispielsweise die Scheibe 1 an eine gegenüber dem Erdpotential negative und die Scheibe 1 a an eine gegenüber dem Erdpotential positive Spannung gelegt. Um die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen in vorgegebene Richtungen zu lenken, können mechanische Vorrichtungen, beispielsweise Leitbleche angeordnet sein. Statt derartiger mechanischer Vorrichtungen können auch, wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, elektrische Vorrichtungen z. B. Potentialsteuerungselektroden 11 und 11 a vorgesehen sein. Eine Anordnung nach Fig. 3 hat den Vorteil, daß die beiderseitig aufgespritzten Flüssigkeitsteilchen verschiedene Polarität haben, deren Ladungen sich verhältnismäßig leicht durch die unter Umständen recht dünne Trennschicht ausgleichen können. Dieses Verfahren ist jedoch hauptsächlich zur Lackierung plattenförmiger Teile, beispielsweise Sperrholzplatten,Papier oder Stoffbahnen u. dgl. .geeignet, wenn auch seine Verwendung für dickwandigere Körper nicht ausgeschlossen ist.
Der mechanische Antrieb der auf Hochspannungspotential befindlichen Schleuderscheibe kann über eine Isolierwelle erfolgen. Statt dessen ist es natürlich auch möglich, daß die Antriebswelle aus elektrisch leitendem Material, z. B. aus Stahl besteht, so daß das Antriebsgerät sich ebenfalls auf Hochspannungspotention befindet. In diesem Fallkann dieelektrische Isolation durch an sich bekannte elektrische Mittel, beispielsweise Isoliertransformatoren, aufrechterhalten werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten mit einer umlaufenden., in die Flüssigkeit eintauchenden Schleuderscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe, deren Eintauchtiefe in die Flüssigkeit veränderbar ist, eine kegelige Mantelfläche aufweist, die mit der größeren Stirnfläche der Schleuderscheibe eine scharfe Kante bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe eine aufgerauhte oder geprägte Oberfläche aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe so in einem Preßluftstrom angeordnet ist, daß die dosierte Flüssigkeitsmenge zerstäubt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schleuderscheibe eine so hohe elektrische Spannung gelegt ist, daß die dosierte Flüssigkeitsmenge durch die elektrischen Feldkräfte zerstäubt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Antrieb der auf Hochspannungspotential befindlichen Schleuderscheibe über einen mechanischen Isolierteil, beispielsweise eine Keramikwelle, erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Antriebsgerät mitsamt der Schleuderscheibe auf Hochspannungspotential befindet und zusammen mit derselben durch an sich bekannte elektrische Mittel, beispielsweise Isoliertransformatoren, isoliert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch mechanische Vorrichtungen, beispielsweise in Form von Leitflächen, durch die die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen in vorgegebene Richtungen, gelenkt werden. B. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch elektrische Vorrichtungen, beispielsweise Potentialsteuerungselektroden, durch die die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen in vorgegebene Richtungen gelenkt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 222 625, 347 072, 441 194, 630 863, 714 390; USA.-Patentschrift Nr. 2 565 718; Zeitschrift »Glückauf« vom 27. 10. 1951, S. 1011. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 886 278.