DE1237984B - Vorrichtung zur Erzeugung eines Fluessigkeitsnebels - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOIf

Deutsche Kl.: 12 e- 4/01

Nummer: 1237984

Aktenzeichen: B 55798111/12 e

Anmeldetag: 4. Dezember 1959

Auslegetag: 6. April 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsnebels durch Beimischen einer Flüssigkeit zu einem Gas bzw. zu Luft. Eine bekannte derartige Vorrichtung besteht aus einem Flüssigkeitsvorratsbehälter, der über ein Rohr mit einer Zuführungskammer in Verbindung steht, aus einer Mischvorrichtung mit einem Gaseinlaß und einem Nebelauslaß sowie mit einer in dem Gaseinlaß unter Bildung einer Düse mit diesem ausmündenden Flüssigkeitszuführung und aus einer mit einem federbelasteten, durch den Gasdruck gesteuerten Ventil versehenen Umgehungsleitung zur unmittelbaren Verbindung des Gaseinlasses mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter (USA.-Patentschrift 2 835 267).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Durchmischung der Flüssigkeit mit dem Gas bzw. der Luft inniger und vollständiger vor sich geht,

Bei der bekannten Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist diese innige und vollständige Durchmischimg von Flüssigkeit und Gas deshalb nicht möglich, weil Flüssigkeit und Gas winklig aufeinandertreffen und sich eine Zwischenfläche zwischen mit Flüssigkeit beladenem Gas und dem Gas bildet, welches über die Umgehungsleitung geführt wird.

Erreicht wird die angestrebte innige und vollständige Durchmischung in Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Flüssigkeitszuführung zentrisch in einer Hülse ausmündet, die unter dem Druck einer Feder steht, welche die in Sperrichtung des Ventils liegende Endkante der Hülse gegen eine Innenschulter am Gaseinlaß andrückt.

Zur Erhöhung des Durchmischungseffektes kann man eine Venturirohrwirkung dadurch erreichen, daß in weiterer Ausbildung der Erfindung sich die Hülse im Bereich der Endkante trichterförmig erweitert.

Eine besonders einfache Bauart ergibt sich, wenn die Hülse konzentrisch von der Umgehungsleitung umgeben ist. Diese Konstruktion läßt sich noch dadurch verbessern, daß die Hülse in einer Mittelbohrung in der Mischvorrichtung gleitet, die über tangential zur Wandung der Mittelbohrung verlaufende Bohrungen in den Flüssigkeitsvorratsbehälter ausmündet.

Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind pneumatische Werkzeuge mit durch Druckluft bewegten Teilen, die im Betrieb kontinuierlich geschmiert werden müssen. Solche pneumatische Werkzeuge können kleinste Luftturbinen zum Antrieb von Zahnbohrern Vorrichtung zur Erzeugung eines
Flüssmkeitsnebels

Anmelder:

The Bellows Co. Div. of International Basic

Economy Corporation,

Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,

Patentanwälte, Herne (Westf.), Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Joseph J. Shada, Grand Rapids, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Februar 1959
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od. dgl. mit hoher Geschwindigkeit im einen Extremfall und Luftturbinen mit einer Leistung von vielen PS im anderen Extremfall sein. An jeder dieser Maschinen gibt es durch Luft angetriebene Teile, die geschmiert werden müssen. Es kommt also darauf an, die Antriebsluft möglichst innig und vollständig mit dem Schmiermittel zu vermischen, damit in jedem Fall eine gute Schmierung dieser Teile gewährleistet ist. Erfolgt die Mischung nicht vollkommen, so können einige bewegte Teile ohne Schmiermittelversorgung bleiben, was zu einem Heißlaufen und schließlich zu einer Zerstörung der Einrichtung führt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die für das Schmieren von Luft führenden Leitungen ausgelegt ist,

F i g. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Schmiervorrichtung nach F i g. 1, im wesentlichen längs der Linie H-II der F i g. 5,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Schmiervorrichtung nach F i g. 1, im wesentlichen längs der Linie ΠΙ-ΙΙΙ der F i g. 5,

F i g. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch den oberen Teil der Vorrichtung nach Fi g. 1, im wesentlichen längs der Linie IV-IV der F i g. 5,

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Fig. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung halten, welcher auf den Kanal 22 aufgeschraubt ist.

nach Fig. 1 längs der Linie V-V der Fig. 4 und in Eine schwanenhalsförmige Leitung 54 sitzt in dem

F i g. 6 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Kanal 46 und erstreckt sich nach oben und über den

Teil der Vorrichtung nach der Erfindung, im wesent- scheibenförmigen Grundteil der Aussparung 51. Der

liehen längs der Linie VI-VI der F i g. 2. 5 Kanal 23 steht mit der Zuführungskammer 50 in der

Nach den Zeichnungen enthält die Schmiervorrich- Mitte der Aussparung 51 in Verbindung. Die Ge-

tung 10 ein Durchsatzglied 20 mit einem Behälter 30. mischregeleinrichtung 60 enthält eine Überbrückungs-

Der Behälter 30 besteht vorzugsweise aus einem leitung 61 und ein Durchflußstück 62, die mitein-

durchsichtigen Material, damit der in ihm befindliche ander im Eingriff stehen und auf der Behälterfläche

Schmiermittelvorrat beobachtet werden kann. io des Durchsatzgliedes 20 befestigt sind. Das Behälter-

Zwischen dem Behälter 30 und dem Durchsatzglied ende des Kanals 23 ist zur Aufnahme des Über-20 ist eine Schmiermittelzuführung 40 vorgesehen. brückungsstückes 61 vergrößert und nimmt dieses Die Zuführung 40 stellt sicher, daß eine bestimmte mit einem Schraubengewinde auf. Das Durchfluß-Schmierrnittelmenge innerhalb einer beobachtbaren stück 62 sitzt in einem Schraubengewinde im unteren Zuführungskammer 50 auf dem Durchsatzglied vor- 15 Ende des Überbrückungsstückes 61. Das Durchflußhanden ist. Die Zuführungskammer 50 steht mit einer stück 62 enthält einen blind endenden Kanal oder Gemischregeleinrichtung 60 in Verbindung, welche einen Kammerraum 64, der in Flucht zum Kanal 23 an das Durchsatzglied 20 angeschlossen ist und sich Hegt. Eine Ventilhülse 65 kann sich innerhalb des in den Behälter 30 erstreckt. Das Durchsatzglied 20 Kammerraumes 64 hin- und herbewegen. Die Ventilenthält Lufteinlaß- und Luftauslaßkanäle 21 bzw. 22, 2° hülse 65 enthält einen geflanschten Kopf 66, der im welche längs des Durchsatzgliedes in Flucht liegen, Ventileingriff mit einer Innenschulter 67 im Kanal 23 jedoch nicht über es miteinander in Verbindung steht. Eine Vorspannungsfeder 68 sitzt um die Hülse stehen. Der Lufteinlaßkanal 21 steht in Verbindung 65 zwischen dem geflanschten Kopf 66 und dem Ende mit einem Kanal 23, der mittig im Durchsatz 20 an- des Durchflußstückes 62. Die Überbrückungsleitung geordnet ist. Der Kanal 23 steht mit der Zuführungs- 25 61 enthält einen vergrößerten Durchlaßkanal 69, in kammer 50 und mit dem Behälter 30 in Verbindung. dem die Ventilhülse 65 angeordnet ist. Der Kanal 69 Ein getrennter Kanal 24 verläuft durch die Behälter- ist bei geschlossenem Ventil ringförmig und steht mit fläche des Durchsatzgliedes 20 zur Verbindung des dem Kanal 23 nur dann in Verbindung, wenn die Behälterraumes und des Auslaßkanals 22. Kanäle 25 Ventilhülse 65 gegen die Wirkung der Vorspannungsund 26 verlaufen durch das Durchsatzglied 20 und 30 feder 68 geöffnet ist. Die Ventilhülse 65 bildet eine führen das Schmiermittel zum Behälter 30. Außer- Strömungsdüse 70 für den Durchgang von Luft aus dem bilden sie einen Luftaustrittskanal. Diese Kanäle der Luftleitung. Eine Schmiermittelzuführungsleitung sind durch in ihren äußeren Enden sitzende Schrau- 71 ist innerhalb des Kammerverbindungsendes des ben 27 und 28 verschlossen. Der Behälter 30 ist ein Kanals 23 eingesetzt und erstreckt sich innerhalb des tassen- oder schalenförmiges Glied, welches an der 35 Durchlasses der Strömungsdüse 70. Die durch die Unterseite des Durchsatzgliedes 20 montiert ist. Der Düse 70 eintretende Luft wird in dem Kammer-Behälter 30 enthält einen Flansch 31 um seine Ober- raum 64 mit dem Schmiermittel aus der Zuführungskante. Der Flansch 31 steht mit einer O-Ring-Dich- leitung 71 aufgenommen. Die Durchsatzluft und das tung des Durchsatzgliedes über einen Kupplungsbund Schmiermittel werden aus dem Kammerraum 64 32 im Eingriff, welcher auf das untere Ende des +0 durch herabhängende tangential angeordnete Aus-Durchsatzgliedes aufgeschraubt ist. Ein Abzugs- trittskanäle 72 durch die Seiten des Durchflußstückes ventil 33 ist in der Grundfläche des Behälters mon- 62 ausgestoßen. Das Durchflußstück 62 ist in diesem tiert und enthält einen Abzugsstopfen 34. Der Be- Fall sechseckig, wobei die Austrittskanäle 72 so anhälter 30 bildet somit eine geschlossene Kammer 35 geordnet sind, daß sie sich jeweils durch eine Fläche für das Schmiermittel. Der Schmiermittelspiegel ist 45 erstrecken. Die tangential Austrittsanordnung stellt durch den durchsichtigen Behälter 30 sichtbar und eine Turbulenz der Luft und des Schmiermittels kann durch Markierungen besonders angezeigt wer- innerhalb der Kammer 35 sicher. Dies liefert wiederden. Die Schmiermittelzuführung 40 weist eine Lei- um eine bessere Mischung von Luft und Schmiertung 41 auf, welche mit einem Durchlaß 42 im Ein- mittel und einen Zentrifugaleffekt zur Trennung von griff steht, der in dem Durchsatzglied 20 ausgebildet 50 größeren Tröpfchen des Schmiermittels, die nicht in ist. Der Durchlaß 42 sitzt parallel und im Abstand zu Suspension bleiben. Die Austrittskanäle 72 erstrekdem Kanal 23 und an der Seite des Behälters 30. Die ken sich von der Behälterfläche des Durchsatzgliedes Leitung 41 erstreckt sich in die Kammer 35 in der 20 nach unten und verhindern, daß sich das Schmier-Nähe von deren Boden. Der Durchlaß 42 enthält mittel darauf oder auf der Überbrückungsleitung 61 einen enghalsigen Durchlaßteil 43 zwischen ihren 55 sammeln kann. Die Überbrückungsleitung 61 enthält Enden. Innerhalb des oberen Endes des Durchlasses Austrittskanäle 73, weiche mit dem ringförmigen 42 ist ein einstellbares Nadelventil 44 vorgesehen, Durchlaßkanal 69 in Verbindung stehen. Die vom dessen Nadelspitze sich in den Durchlaßteil 43 er- Kanal 23 aufgenommene Luft wird durch die geöffstreckt. Im unteren Ende des Durchlasses 42 ist zwi- nete Ventilhülse 65 in den Durchflußkanal 69 durch sehen dem Durchlaßteil 43 und der Leitung 41 ein 60 die Kanäle 73 in der Kammer 35 ausgestoßen. Die Kugelrückschlagventil 45 vorgesehen. Ein Kanal 46 umgeleitete Luft wird mit der Durchsatzluft und dem erstreckt sich durch das Durchsatzglied 20 vom Schmiermittel in der Kammer 35 vor dem Austritt Durchlaß 42 zur Zuführungskammer 50. Die Zu- der beiden durch den Abzugskanal 24 und den Kanal führungskammer 50 enthält eine Aussparung 51 in 22 gemischt. Eine Prallplatte 74 ist am Ende des der oberen Fläche des Durchsatzgliedes 20 und ist 65 Durchflußstückes 62 durch eine Schraubverbindung durch ein transparentes kuppeiförmiges Sichtglas 52 75 befestigt. Die Prallplatte 74 erstreckt sich über die abgeschlossen. Das Sichtglas 52 sitzt auf einer Kammer 35 und bildet einen Mischraum 76 an deren O-Ring-Dichtung und wird durch einen Bund 53 ge- oberem Ende. Die Randteile 77 der Prallplatte 74

Claims (4)

sind für den Rückfluß nicht suspendierten Schmiermittels zum Schmiermittelsumpf des Behälters umgebogen. Das Schmiermittel kann auch in den Sumpf unterhalb der Seitenwandungen des Behälterraums zurückkehren. Im folgenden soll die Arbeitsweise der Schmiervorrichtung 10 näher beschrieben werden: Die Schmiervorrichtung 10 sitzt innerhalb einer Luftzuführungsleitung beispielsweise zu einem pneumatischen Werkzeug, wobei der Einlaßkanal 21 die unter Druck stehende Luft aufnimmt, während der Auslaßkanal 22 an die stromabwärts gelegene Seite der Luftzuführungsleitung angeschlossen ist. Die durch den Einlaßkanal 21 aufgenommene Luft strömt unmittelbar in den Kanal 23, durch die Strömungsdüse 70 und über das Ende der Schmiermittelzuführungsleitung 71. Dadurch wird eine Saugkraft am unteren Ende der Schmiermittelzuführungsleitung 71 erzeugt, die das Schmiermittel aus der Zuführungskammer 50 herauszusaugen sucht. Außerdem wird ein Unterdruckbereich innerhalb der Kammer 50 hervorgerufen, welcher das Schmiermittel durch die Schmiermittelzuführung 40 herauszuziehen versucht. Das Schmiermittel wird vom Behältersumpf durch die Zuführungsleitung 41 nach dem Kugelrückschlagventil 45, durch den durch das Nadelventil regulierten Durchlaßteil 43, durch den Kanal 46 und durch die Leitung 54 in die Zuführungskammer 50 gesaugt. Diese Strömung des Schmiermittels durch die Schmiermittelzuführung 40 wird ferner durch den größeren Druck unterstützt, der im Mischraum 76 und über dem Schmiermittel im Behältersumpf aufgebaut ist. Die Luftströmung durch die Düse 70 nimmt eine bestimmte, genau eingestellte Schmiermittelmenge pro Luftvolumeinheit in den blind endenden Kammerraum 64 mit. Hier werden Luft und Schmiermittel am Ende der Kammer niedergeschlagen und dann zusammen radial nach außen durch die Austrittskanäle 72 verteilt. Die feinen und leichten Tröpfchen des Schmiermittels werden in der Auspuffluft als feiner Staub oder Nebel suspendiert. Die schwereren Schmiermittelteilchen, die nicht in Suspension bleiben, fallen aus und gelangen nach unten auf die Wandung der Kammer 35. Diese Teilchen sammeln sich auf der Prallplatte 74 und auf den Behälterwandungen und strömen in den Schmiermirtelsammelsumpf des Behälters 30 zurück. Die einströmende Luft drückt die mit Schmiermittel gesättigte Luft aus dem Mischraum 76 und durch den Auslaßkanal 24 sowie durch den Auslaß 22. Wegen der Ventilhülse 65 eignet sich diese Schmiervorrichtung zur Verwendung bei großen und kleinen Luftvolumen. Bei kleinen Luftvolumen strömt die gesamte Luft durch die Strömungsdüse 70. Bei großen Luftvolumen dagegen reicht der Druck in der Strömungsdüse 70 aus, um die Vorspannkraft der Feder 68 zu überwinden, wodurch die Ventilhülse 65 unter Öffnen des Durchlaßkanals 69 zurückgezogen wird. In diesen Fällen fließt die einströmende Luft sowohl durch die Strömungsdüse 70 als auch durch die Durchlaßleitung 69 und durch die Austrittskanäle 73. Die nicht durch die Düse 70 geströmte Luft wird im Mischraum 76 ungesättigt mit Schmiermitteln aufgenommen. Jedoch verursacht die Turbulenz innerhalb des Mischraumes 76, die durch die gesättigte Luftströmung durch die Turbulenzbohrungen 72 verursacht ist, daß die ungesättigte Luft unmittelbar etwas Schmiermittel in Suspension aufnimmt. Das Ausmaß, bis zu dem die die Schmiervorrichtungen 10 verlassende Luft gesättigt ist, wenn sich die Überbrückungsleitung 61 in Betrieb befindet, hängt davon ab, wie die Schmiermittelzuführung 40 eingestellt ist. Wenn die Schmiermittelzuführung innerhalb des Kammerraumes 64 derart eingestellt ist, daß praktisch das gesamte Schmiermittel in Suspension ausgetragen wird, dann verdünnt der Überbrückungsstrom die gesättigte Luft. Wenn die Schmiermittelzuführung derart eingestellt ist, daß Schmiermittel im Überschuß entsteht, dann trägt der Überbrückungsstrom etwas oder das gesamte überschüssige Schmiermittel in suspendierbarer Größe in Suspension. Infolgedessen ist die Gemischregelung eine selbständige Sättigungsregelung und darüber hinaus eine sich selbst einregelnde Einstellung, die auf Luftdrücke oberhalb eines bestimmten Wertes anspricht. Die Öffnung der Ventilhülse 65 ist je nach dem stromaufwärts vorhandenen Luftdruck größer oder geringer. Die Ansprechbarkeit des Ventils kann durch Verwendung von unterschiedlichen Vorspannungsfedern 68 an verschiedene Betriebsbedingungen angepaßt werden. „ ... rPatentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsnebels durch Beimischen einer Flüssigkeit zu einem Gas bzw. zu Luft, bestehend aus einem Flüssigkeitsvorratsbehälter, der über ein Rohr mit einer Zuführungskammer in Verbindung steht, aus einer Mischvorrichtung mit einem Gaseinlaß und einem Nebelauslaß sowie mit einer in dem Gaseinlaß unter Bildung einer Düse mit diesem ausmündenden Flüssigkeitszuführung und aus einer mit einem federbelasteten, durch den Gasdruck gesteuerten Ventil versehenen Umgehungsleitung zur unmittelbaren Verbindung des Gaseinlasses mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführung (71) zentrisch in einer Hülse (65) ausmündet, die unter dem Druck einer Feder (68) steht, welche die in Sperrichtung des Ventils liegende Endkante (66) der Hülse (65) gegen eine Innenschulter (67) am Gaseinlaß (23) andrückt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (65) im Bereich der Endkante (66) trichterförmig erweitert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (65) konzentrisch von der Umgehungsleitung (69, 73) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (65) in einer Mittelbohrung (64) in der Mischvorrichtung (60) gleitet, die über tangential zur Wandung der Mittelbohrung (64) verlaufende Bohrungen (72) in den Flüssigkeitsvorratsbehälter (30) ausmündet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 512 174, 541 210,
819 378, 883 662;
USA.-Patentschriften Nr. 2 747 688, 2 835 267.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 548/332 3.67

ι Bundesdruckerei Berlin