DE1604941B1

DE1604941B1 - Atomizing nozzle in an atomizing dryer

Info

Publication number: DE1604941B1
Application number: DE19651604941D
Authority: DE
Inventors: Hacib Sefic
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1965-12-16
Filing date: 1965-12-16
Publication date: 1970-05-27
Also published as: DK115910B; NL135002C; NL6613056A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäubungsdüse zum Zerstäuben von flüssigen bis stark pastösen Produkten in einem Zerstäubungstrockner mit einem im Innenraum der Düse angeordneten Drallkörper, der eine Mittelbohrung und an seinem Außenumfang Schrägschlitze für den Durchgang des in den Innenraum eingeführten, zu zerstäubenden Produktes aufweist. The invention relates to an atomizing nozzle for atomizing from liquid to very pasty products in an atomization dryer with a arranged in the interior of the nozzle swirl body, which has a central bore and on his Outer circumference inclined slots for the passage of the introduced into the interior, Has to be atomized product.

Für die Zerstäubung von flüssigen bis stark pastösen Produkten im Zerstäubungstrockner sind Zerstäubungsdüsen entwickelt worden, die je nach der Art des zu zerstäubenden Produktes und je nach den Wünschen für das fertige Trockenprodukt verschiedenartig ausgebildet sind und mit mehr oder minder hohen Drücken betrieben werden. Auch in der keramischen Industrie hat sich seit einigen Jahren die Zerstäubungstrocknung von keramischen Produkten eingeführt, wobei als Ausgangsprodukt für den Trocknungsprozeß keramischer Schlicker dient, der einen Trockensubstanzgehalt von etwa 55 bis 70°/o besitzt und eine Viskosität aufweist, die zwischen 10 und mehreren 100 cP (Centipoise) liegt. For the atomization of liquid to very pasty products in Atomizing dryers, atomizing nozzles have been developed which, depending on the type of the product to be atomized and, depending on the requirements, for the finished dry product are designed differently and operated with more or less high pressures will. In the ceramics industry, too, spray drying has been popular for a number of years of ceramic products introduced, with as a starting product for the drying process ceramic slip is used, which has a dry matter content of about 55 to 70% and has a viscosity between 10 and several 100 cP (centipoise) lies.

Um einen Schlicker hoher Viskosität zu zerstäuben, muß eine große Energie aufgebracht werden, die als hoher Zerstäubungsdruck auftritt. Bei den bekannten Zerstäubungsdüsen ist zur einwandfreien Versprähung des Schlickers ein Druck erforderlich, der zwischen 20 bis 50 atü liegt. Da nun der Schlicker auf Grund seiner Zusammensetzung mehr oder weniger abschleifend wirkt, begünstigt dieser hohe Druck und die damit verbundene hohe Produktgeschwindigkeit den Verschleiß an den Zerstäubungsdüsen, wobei mit stärker werdendem Druck eine erhebliche Zunahme der Abnutzungserscheinungen eintritt. Außerdem wird durch solch hohen Druck die Körnung insgesamt feiner. In order to atomize a high viscosity slip, a large Energy can be applied, which occurs as high atomization pressure. With the known At atomizing nozzles, pressure is required for proper spraying of the slip, which is between 20 and 50 atmospheres. Now there is the slip due to its composition has a more or less abrasive effect, this high pressure favors and the with it associated high product speed wear on the atomizing nozzles, with increasing pressure there is a considerable increase in wear and tear entry. In addition, the high pressure makes the grain finer overall.

Im Fall der Zerstäubung keramischen Schlickers ist die Kornverteilung relativ ungleichmäßig. Dies hat zur Folge, daß durch die unterschiedliche Körnung auch eine unterschiedliche Restfeuchte im Endprodukt entsteht, was sich insbesondere beim Pressen von Wand-und Bodenplatten sehr nachteilig aus wirkt. In the case of the atomization of ceramic slip, the grain distribution is relatively uneven. This has the consequence that the different grain size also a different residual moisture in the end product arises, which in particular has a very detrimental effect when pressing wall and floor panels.

Auch bei einer bekannten mit einem Drallkörper versehenen Zerstäubungsdüse sind die Mittelbohrung und die Schrägschlitze am Außenumfang des Drallkörpers mit kleinen Querschnitten versehen, was zur Folge hat, daß diese Düse bei der Zerstäubung von Produkten von hoher Viskosität einem sehr hohen Zerstäubungsdruck ausgesetzt ist, wodurch bei der Düse sehr bald Abnutzungserscheinungen auftreten. Even with a known atomizing nozzle provided with a swirl body are the central bore and the inclined slots on the outer circumference of the swirl body provided small cross-sections, which has the consequence that this nozzle during atomization exposed to very high atomization pressure of products of high viscosity causing wear and tear on the nozzle very quickly.

Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, deren Aufgabe darin besteht, den Zerstäubungsvorgang mit einem verhältnismäßig niedrigen Druck durchzuführen, wodurch auch die Abnutzungserscheinungen an den Zerstäubungsdüsen wesentlich verringert werden und die I Körnung gleichmäßiger ausfällt. These disadvantages are eliminated by the present invention, whose task is to reduce the atomization process with a relatively low Pressure, which also reduces the wear and tear on the atomizing nozzles can be significantly reduced and the grain size is more even.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Innenraum der Zerstäubungsdüse dem Drallkörper ein kappenförmiger Leitkörper mit tangentialen Bohrungen vorgeordnet ist, dessen Bohrungen in den Kappenhohlraum münden und einen größeren Gesamtquerschnitt haben als Bohrung und Schrägschlitze des Drallkörpers. According to the invention, this object is achieved in that in the interior the atomizing nozzle the swirl body a cap-shaped guide body with tangential Bores is arranged upstream, the bores open into the cap cavity and one have a larger overall cross-section than the bore and inclined slots of the swirl body.

Durch die mit großem Querschnitt versehenen Bohrungen des Leitkörpers erniedrigt sich der Druckverlust, und es ist nunmehr möglich, das zu zerstäu- bende Produkt mit einem viel geringeren Druck als bisher der Zerstäubungsdüse zuzuführen. Dies hat zur Folge, daß auch der Verschleiß an der Düse infolge des verhältnismäßig niedrigen Druckes von beispielsweise 5 bis 10 atü auf ein Mindestmaß reduziert wird. Ferner kann trotz des geringen Druckes der Gutstrom mit etwa derselben Geschwindigkeit die Mündung der Zerstäubungsdüse passieren und hierbei zu einem Sprühkegel zerrissen werden, als bei den bekannten Zerstäubungsdüsen, die wegen der engen Querschnitte und den damit verbundenen hohen Druckverlusten einem Druck zwischen 20 bis 50 atü ausgesetzt werden müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nunmehr wegen der Druckerniedrigung billigere Pumpen benutzt werden können. Die bisher erforderlichen Hochdruckpumpen können somit in leichterer Ausführung verwendet oder durch andere billigere Pumpen ersetzt werden. Thanks to the large cross-section holes in the guide body the pressure drop decreases and it is now possible to atomize end To supply product to the atomizing nozzle at a much lower pressure than before. This has the consequence that the wear on the nozzle as a result of the relative low pressure of, for example, 5 to 10 atü is reduced to a minimum. Furthermore, despite the low pressure, the flow of material can be carried out at approximately the same speed pass the mouth of the atomizing nozzle and thereby torn into a spray cone than with the known atomizing nozzles, because of the narrow cross-sections and the associated high pressure losses at a pressure between 20 and 50 atmospheres must be exposed. Another advantage is that now because of lowering the pressure, cheaper pumps can be used. The previously required High pressure pumps can thus be used in a lighter version or by others cheaper pumps are replaced.

Die Erfindung kann ferner gekennzeichnet sein durch wenigstens zwei höhen- und seitenversetzte, horizontale oder geneigte Bohrungen im Leitkörper, die zueinander symmetrisch oder unsymmetrisch zum Kappenhohlraum des Leitkörpers angeordnet sind. The invention can further be characterized by at least two vertically and laterally offset, horizontal or inclined holes in the guide body, the arranged symmetrically to one another or asymmetrically to the cap cavity of the guide body are.

Die Anzahl der Bohrungen sowie deren Lage im Leitkörper richtet sich vor allem nach der Konsistenz des zu verarbeitenden Produktes. So genügen zwei Bohrungen bei dünnflüssigen Produkten, während bei etwas zähflüssigen Produkten beispielsweise drei oder noch mehr Bohrungen vorhanden sein müssen, damit trotz des dickflüssigen Gutstromes keine Druckerhöhung beim Eintritt in die Zerstäubungsdüse erforderlich ist, sondern der verhältnismäßig niedrige Druck von z. B. 5 bis 10 atü beibehalten werden kann.The number of holes as well as their position in the guide body depends especially according to the consistency of the product to be processed. Two holes are sufficient with thin liquid products, while with slightly viscous products, for example three or more holes must be present, so despite the thick Material flow, no pressure increase required when entering the atomizing nozzle is, but the relatively low pressure of z. B. retained 5 to 10 atmospheres can be.

Ebenso verhält es sich bei der Lage der für die Drallaufprägung des Gutstromes vorgesehenen Bohrungen zueinander. Während bei stark pastösem Produkt eine zueinander symmetrische und horizontal verlaufende Anordnung der Bohrungen vorhanden ist, kann bei leichtflüssigem Produkt eine zueinander unsymmetrische sowie mehr oder minder geneigte Lage der Bohrungen vorgesehen sein.The same applies to the location of the swirl imprint of the Material flow provided holes to each other. While with a very pasty product a symmetrical and horizontal arrangement of the holes is present, a fluid product can be asymmetrical to one another as well more or less inclined position of the holes can be provided.

Da die Schrägschlitze und die Mittelbohrung des Drallkörpers gegenüber den Bohrungen im Leitkörper kleinere Durchmesser aufweisen, wird dem Gutstrom, der durch den Leitkörper eine Drallbewegung erhält, beim Durchgang durch die Öffnungen des Drallkörpers eine weitere Steigerung der Drallbewegung zuteil. Since the inclined slots and the central hole of the swirl body opposite the holes in the guide body have smaller diameters, the flow of material, the receives a twisting movement through the guide body when passing through the openings of the swirl body a further increase in the swirl movement.

Nach einem weiteren Merkmal kann die Erfindung gekennzeichnet sein durch einen ringförmigen Absatz in der Leitkörperinnenwand, an dessen Kante der Drallkörper anliegt. According to a further feature, the invention can be characterized through an annular shoulder in the inner wall of the guide body, on the edge of which the Swirl body is applied.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist an Hand von fünf Zeichnungen dargestellt und beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zerstäubungsdüse mit einem Dralleinsatz, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Liniem-III der Fig. 1, F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Leitkörper und F i g. 5 einen Querschnitt durch einen Leitkörper. An embodiment according to the invention is shown in five Drawings shown and described. 1 shows a longitudinal section through an atomizing nozzle with a swirl insert, FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line III of FIG. 1, FIG. 4th a longitudinal section through a guide body and FIG. 5 shows a cross section through a Guide body.

Im Inneren der Zerstäubungsdüse 1 befindet sich ein Dralleinsatz, der aus einem Leitkörper 2 und einem Drallkörper 3 besteht. Der Leitkörper 2 ist mit tangentialen höhen- und seitenversetzt angeordneten durchgehenden Bohrungen 4 und 5 versehen. Der Drallkörper 3, der an einer Kante 6 eines ringförmigen Absatzes der Leitkörperinnenwand anliegt, hat mehrere Schrägschlitze 7 bis 10 sowie eine Mittelbohrung 11. An dem Drallkörper 3 schließt sich ein Mündungseinsatz 12 an, dessen Öffnungl3 in Verlängerung der Achse der Mittelbohrung 11 des Drallkörpers 3 liegt. Die Zerstäubungsdüse 1 wird durch einen Schraubverschluß 14 verschlossen, wobei durch ein Rohr 15 das zu zerstäubende Produkt in den Innenraum 17 der Zerstäubungsdüse 1 gelangt. An dem Schraubverschluß 14 liegt eine Spiralfeder 16 an, die den Dralleinsatz andrückt und in seiner Lage festhält. Inside the atomizing nozzle 1 there is a swirl insert, which consists of a guide body 2 and a swirl body 3. The guide body 2 is with tangential vertically and laterally offset continuous Provide holes 4 and 5. The swirl body 3, which is at an edge 6 of an annular Paragraph rests against the inner wall of the guide body, has several inclined slots 7 to 10 as well a central bore 11. A mouth insert 12 closes on the swirl body 3 at, the opening 13 of which is an extension of the axis of the central bore 11 of the swirl body 3 lies. The atomizing nozzle 1 is closed by a screw cap 14, the product to be atomized through a tube 15 into the interior 17 of the atomizing nozzle 1 reached. A spiral spring 16 rests on the screw cap 14, which forms the swirl insert presses and holds in its position.

Der in F i g. 4 dargestellte Leitkörper 2 zeigt in ausgezogenen Strichen horizontal verlaufende Bohrung gen 4 und 5 und in unterbrochenen Strichen geneigt angeordnete Bohrungen, während F i g. 5 die gegenüber Fig. 2 unsymmetrische Lage der Bohrungen, die ebenfalls horizontal oder geneigt verlaufen können, veranschaulicht. The in F i g. 4 shows the guide body 2 shown in solid lines horizontally extending bore gene 4 and 5 and inclined in broken lines arranged holes, while F i g. 5 the unsymmetrical position compared to FIG the holes, which can also run horizontally or at an angle, illustrated.

Die Wirkungsweise dieses Dralleinsatzes ist wie folgt: Durch das Rohr 15 im Schraubverschluß 14 gelangt das zu zerstäubende flüssige bis pastöse Produkt, wie beispielsweise, Porzellan, Steatit, Kaolin od. dgl., in den Innenraum 17 der Zerstäubungsdüse 1 und von dort durch die Bohrungen 4 und 5 in den Kappenhohlraum 18 des Leitkörpers 2. Da die beiden Bohrungen 4 und 5 einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen, treten nur geringe Druckverluste auf, so daß es hierdurch möglich ist, das Produkt mit einem niedrigen Druck von z. B. 5 bis 10 atü der Zerstäubungsdüse zuzuführen. Durch die höhen- und seitenversetzte Anordnung der Bohrungen 4 und 5 erhält das zu zerstäubende Produkt bereits innerhalb des Kappenhohlraumes 18 einen Drall. Der im Kappenhohlraum 18 rotierende Gutstrom wird dann durch die Schrägschlitze 7 bis 10 und die Mittelbohrung 11 des Drallkörpers 3 gedrückt. Da die Schrägschlitze 7 bis 10 und die Mittelbohrung 11 einen kleineren Durchmesser als die im Leitkörper 2 befindlichen Bohrungen 4 und 5 aufweisen, erhält der sich bereits in Drehung befindliche Gutstrom beim Durchgang durch die Schrägschlitze 7 bis 10 des Drallkörpers 3 eine weitere Steigerung der Drallbewegung. Nach Passieren der Schrägschlitze 7 bis 10 und der Mittelbohrung 11 gelangt der Gutstrom in den Raum 19 des Mündungseinsatzes 12. Durch die hohe Energie der Drallbewegung wird der Gutstrom beim Austritt aus der Öffnung 13 des Mündungseinsatzes 12 zu einem Sprühkegel zerrissen, der infolge der Mittelbohrung 11 im Drallkörper 3 als Vollkegel ausgebildet ist. The mode of action of this twist insert is as follows: Tube 15 in screw cap 14 reaches the liquid to pasty to be atomized Product, such as, for example, porcelain, steatite, kaolin or the like. In the interior 17 of the atomizing nozzle 1 and from there through the bores 4 and 5 into the cap cavity 18 of the guide body 2. Since the two holes 4 and 5 have a relatively large Have cross-section, only small pressure losses occur, so that it thereby is possible, the product with a low pressure of z. B. 5 to 10 atmospheres of the atomizing nozzle to feed. Due to the vertically and laterally offset arrangement of holes 4 and 5 the product to be atomized already receives a within the cap cavity 18 Twist. The material flow rotating in the cap cavity 18 is then passed through the inclined slots 7 to 10 and the central bore 11 of the swirl body 3 is pressed. Because the oblique slots 7 to 10 and the central bore 11 has a smaller diameter than that in the guide body 2 located holes 4 and 5, receives the already rotating Material flow when passing through the inclined slots 7 to 10 of the swirl body 3 a further increase of the twist movement. After passing the angled slots 7 to 10 and the central bore 11, the flow of material arrives in the space 19 of the mouth insert 12. Due to the high energy of the twisting movement, the flow of material is discharged when it exits the opening 13 of the mouth insert 12 torn into a spray cone, which as a result the central bore 11 in the swirl body 3 is designed as a full cone.

Da wegen der Zusammensetzung des keramischen Produktes die Zerstäubungsdüsen Abnutzungserscheinungen unterworfen sind, werden diese aus verschleißfesten Hartmetallen, wie z. B. Widia, Aluminiumoxyd u. dgl., hergestellt. Obwohl die Bearbeitung von Harttnetallen im allgemeinen schwierig ist, besteht bei dem Dralleinsatz gemäß der ErEindung der Vorteil, daß sich dieser infolge seines einfachen Aufbaues leichter verarbeiten läßt. Because of the composition of the ceramic product, the atomizing nozzles Are subject to wear and tear, these are made of wear-resistant hard metals, such as B. Widia, aluminum oxide and the like. Although editing Hard metals is generally difficult to exists with the twist insert according to The advantage of this is that it is easier to use because of its simple structure can be processed.

Da der Drallkörper des Dralleinsatzes eine Mittelbohrung aufweist, kann der Gutstrom als Vollkegel versprüht werden, wodurch gegenüber den bekannten mit Hohlkegel sprühenden Düsen pro Zeiteinheit eine wesentlich größere Menge versprüht werden kann, die beispielsweise in der Größenordnung von 300 1 je Stunde gegenüber 1001 je Stunde beim Hohlkegel liegt. Since the swirl body of the swirl insert has a central bore, the crop flow can be sprayed as a full cone, which means that compared to the known with nozzles spraying a hollow cone, a much larger amount is sprayed per unit of time can be compared to, for example, in the order of 300 liters per hour 1001 per hour for the hollow cone.

Ein weiterer Vorteil ist durch den Dralleinsatz gemäß der Erfindung dadurch gegeben, daß ein sehr gleichmäßiges staubfreies Pulver entsteht, dessen Korngröße hauptsächlich im Bereich von 100 bis 200 0 liegt. Diese enge Kornverteilung ist wegen der notwendigen gleichmäßigen Restteuchteverteilung in den einzelnen Partikeln äußerst wichtig. Another advantage is due to the twist insert according to the invention given by the fact that a very uniform, dust-free powder is produced, of which Grain size is mainly in the range from 100 to 200 0. This narrow grain distribution is because of the necessary even distribution of residual moisture in the individual particles extremely important.

Der Dralleinsatz wird nicht nur bei der Verarbeitung von flüssigen bis pastösen keramischen Produkten eingesetzt, sondern es können selbstverständlich auch noch andere als Flüssigkeiten, Lösungen, Suspensionen od. dgl. vorliegende Produkte, wie beispielsweise Extrakte, Blut, Gerbstoffe, Kaffee, Leime, Milchprodukte, Phosphate, Tee, Waschmittel und vieles mehr, verwendet werden, wobei durch die vorteilhafte Ausbildung des Dralleinsatzes die Möglichkeit gegeben ist, mit einem verhältnismäßig geringen Druck zu arbeiten, wodurch die Abnutzungserscheinungen an der Zerstäubungsdüse wesentlich geringer sind, als bei den bekannten mit hohem Druck arbeitenden Zerstäubungsdüsen. The swirl insert is not only used when processing liquids to pasty ceramic products used, but it can of course also other than liquids, solutions, suspensions or the like Products such as extracts, blood, tannins, coffee, glues, milk products, Phosphates, tea, laundry detergents and many more, are used, being by the beneficial Training of the swirl insert the possibility is given with a proportionate low pressure to work, reducing the wear and tear on the atomizing nozzle are significantly lower than with the known high-pressure atomizing nozzles.

Claims

Claims: 1. Atomizing nozzle for atomizing liquids to very pasty products in an atomization dryer with one in the interior the nozzle arranged swirl body, which has a central bore and on its outer circumference Inclined slots for the passage of the introduced into the interior space to be atomized Has product, characterized in that in the interior (17) of the atomizing nozzle (1) the swirl body (3) a cap-shaped guide body (2) with tangential bores (4, 5) is upstream, the bores of which open into the cap cavity (18) and one have a larger overall cross-section than the bore (11) and inclined slots (7 to 10) of the swirl body.

2. Atomizing nozzle according to claim 1, characterized by at least two vertically and laterally offset, horizontal or inclined holes (4, 5) in the guide body (2) that are symmetrical or asymmetrical to one another to the cap cavity (18) of the guide body (2) are arranged.

3. Atomizing nozzle according to claim 1 or 2, characterized by an annular shoulder in the inner wall of the guide body, on the edge (6) of which the swirl body (3) is present.