DE19714071A1

DE19714071A1 - Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE19714071A1
Application number: DE19714071A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr Eckert
Original assignee: KARASTO ARMATURENFABRIK OEHLER
Current assignee: KARASTO ARMATURENFABRIK OEHLER
Priority date: 1997-04-05
Filing date: 1997-04-05
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2017-04-06
Also published as: DE19714071C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit, bei der Flüssigkeit und Druckluft einer Sprühdüse zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Luftzerstäubungseinrichtung unter Einsatz mehrerer solcher Vorrichtungen, sowie eine Steuerungsanordnung hierfür.

Derartige Vorrichtungen bzw. Einrichtungen sind bekannt. Sie finden Anwendung, um in Gewächshäusern, aber auch in Industrieanlagen, in denen ein bestimmtes "Klima" für eine Verfahrensführung erforderlich ist, eine bestimmte Luftfeuchte aufrechtzuerhalten und/oder die Räume durch Verdunstung zu kühlen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art so weiterzubilden, daß sie insbesondere einfach zu montieren ist. Sie soll mit einer Leitung für die Flüssigkeit und einer für die Druckluft ohne dritte Leitung zum Ansteuern des Öffnens und des Schließens der Ventile an den Sprühdüsen auskommen. Das System soll ferner derart betrieben werden können, daß beim Abschalten kein Nachtropfen oder Auslaufen erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2-15 gekennzeichnet.

Damit wird ein Düsenverbindersystem geschaffen, dessen einzelne Zerstäuberelemente durch Sprühdüsen gebildet werden, die mit Druckluft feinste Flüssigkeitstropfen erzeugen können. Die Zufuhr der Medien erfolgt durch ein "Rohr-in-Rohr" -System, bestehend aus einem die Flüssigkeit (z. B. Wasser) führenden Innenrohr und einem konzentrisch angeordneten Außenrohr, das auch Träger-Rohr ist. Die zur Zerstäubung erforderliche Druckluft wird im Ringspalt zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr zugeführt.

Die Verbindung der Sprühdüsen erfolgt beidseitig durch axiales Einschieben der Rohr-in-Rohr-Abschnitte in den Düsenverbinder, der durch Verbindungshülse und Düsenhalter gebildet wird. Es entsteht somit ein modulares Stecksystem, bei dem die Düsenverbinder die Funktion der Verbindungselemente zwischen den Rohr-in-Rohr-Abschnitten bilden und zur Anordnung der Sprühdüsen dienen. Bei entsprechender Auslegung können z. B. bis zu 20 Sprühdüsen an einem Strang versorgt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann entweder im Flüssigkeitsdruckbetrieb über ein Druckminderventil oder eine Drossel direkt an ein unter Druck stehendes Flüssigkeits-Lei tungsnetz angeschlossen oder aber im Saugbetrieb nach dem Injektorprinzip betrieben werden. Bei letzterem wird die Flüssigkeit aus einem Tank angesaugt. Das bietet die Möglichkeit, z. B. auch Pflanzenschutz- oder Desinfektionsmittel aus einem Behälter anzusaugen und zu vernebeln.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in den Sprühdüsen von einem Filter umgebene Rückschlagventile (Kugelventilfilter) integriert. Diese ermöglichen in Verbindung mit einem zentral angeordneten Drei-Wege-Druck entlastungsventil ein absolut tropffreies Abschalten des gesamten Düsenstrangs.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist ferner zur Ansteuerung über automatische Regeleinrichtungen, z. B. Hygrostate oder Klimacomputer, geeignet.

Als Anwendungsgebiete kommen in Frage: (a) in Gewächshäusern: Luftbefeuchtung, Verdunstungskühlung, Sprühnebelvermehrung, Vernebelung von Pflanzenschutzmitteln; (b) im Freiland: Vernebelung von Wirkstoffen zur Geruchsbekämpfung; (c) Raumklimatisierung, Staubbindung bei Produktionsprozessen, in der Holzverarbeitung und in der Lebensmittelindustrie (Luftbefeuchtung).

Das "Rohr-in-Rohr" -System, das ineinandersteckend montiert werden kann, ergibt eine besonders kostengünstige und platzsparende Montage ohne Werkzeuge. Die Rohre können Standard-PVC-Rohre sein. Das System ist dabei besonders einfach. Die sonst übliche Verlegung einer zusätzlichen dritten Leitung für die pneumatische Ansteuerung der Öffnungs- und Schließfunktionen über ein Nadelventil entfällt. Das in die Sprühdüsen integrierte Rückschlagventil verhindert sowohl im Flüssigkeitsdruck- als auch im Saugbetrieb ein Leerlaufen des Flüssigkeitsstrangs nach dem Abschalten. Hierdurch ist beim Wiedereinschalten bzw. im Taktbetrieb ein pulsations- und tropffreier Betrieb gewährleistet.

Je nach Anwendungsgebiet kann die erforderliche Tropfengröße durch Abstimmung der Wasser-/Luftdurchsätze in einem weiten Bereich variiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Rohr-in-Rohr-Verbin der-Systems;.

Fig. 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Verbinders 100;

Fig. 3 die Darstellung eines Verbinders 100 zwischen einem Anschlußteil (links) und einem Rohr-in-Rohr-Strang (rechts), in zusammengesetztem Zustand;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des mittleren Bereiches von Fig. 3;

Fig. 7 die Steuerungseinrichtung (Funktionsschema) für das System nach Fig. 1.

Das Düsenverbindersystem dient zum Versprühen feinster Flüssigkeitströpfchen (z. B. aus Wasser) mit Druckluft mittels Sprühdüsen 1. Wenn im Folgenden bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels stets von Wasser gesprochen wird, so schließt das die allgemeinere Anwendung für andere Flüssigkeiten ein. Die Zuleitung des Wassers erfolgt in einem inneren Rohr 3, die Zuleitung der Druckluft im Ringspalt zwischen dem Rohr 3 und einem äußeren Rohr 2. Das äußere Rohr 2 dient gleichzeitig als Träger. Es handelt sich also um ein Rohr-in-Rohr-System. In beliebig wählbaren Abständen L sind Verbinder 100 vorgesehen, gebildet durch Verbindungshülsen 4 und darin angeordnete Düsenhalter 8. In die Düsenhalter 8 sind die Sprühdüsen 1 mittels Gewinde 102 eingeschraubt. Die Zufuhr von Wasser und Druckluft erfolgt über ein Anschlußteil 5, das einen Druckluftanschluß 6 und einen Flüssigkeits- bzw. Wasseranschluß 7 aufweist. In der in Fig. 1 dargestellten Art ist es möglich, einen durchgehenden Strang aufzubauen, der z. B. bis zu 20 Verbinder 100 mit Sprühdüsen 1 aufweisen kann und im übrigen durch beliebige Wahl der Länge L der Rohr-in- Rohr-Abstände in unterschiedlicher Weise so zusammengesetzt werden kann, wie es den jeweils konkret erforderlichen Bedürfnissen entspricht.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, weist der Rohrverbinder 100 eine Verbindungshülse 4 auf. In ihr befindet sich der Düsenhalter 8, der, wie aus Fig. 4 zu ersehen, beidseitig abgeflacht ist, so daß sich Durchgänge 9 und 10 für die Luft, die in dem Ringraum zwischen dem äußeren Rohr 2 und dem inneren Rohr 3 auf der einen Seite zugeleitet und auf der anderen Seite weitergeführt wird, ergeben. Die Anschlußräume 35 sind dann von Manschetten oder Kragen 19 umgeben, deren Stirnflächen 19' Anschläge für das Einstecken der äußeren Rohre 2 bilden. Die Verbindungshülse 4 weist innen die Aufnahmebereiche 11'', gebildet durch ihre Innenflächen, in die die äußeren Rohre 2 eingesteckt werden. Der Düsenhalter 8 weist beidseitig Ausnehmungen auf, die Anschlußräume 35 für die Durchgänge 9, 10 bilden.

In den Düsenhaltern 8 befinden sich Bohrungen, die Aufnahmebereiche 11' bilden, in die die inneren Rohre 3 gesteckt werden. Die beiden inneren Rohre 3 werden in den Aufnahmebereichen 11' mit O-Ringen 12 abgedichtet.

Über dem äußeren Rohr 2 werden in dem Absatz 14 der Verbindungshülse ein Spannring 15, ein Druckring 16 und ein O-Ring 17 eingesetzt. Das Ganze wird mit einer Überwurfmutter 18 fest verschraubt. Durch die Kerbwirkung des Spannrings 15 wird das äußere Rohr 2 gegen axiales Herausziehen gesichert.

In den Düsenhalter 8 wird die Sprühdüse 1, bestehend aus Düsenkörper 20, Dralleinsatz 21, O-Ring 22, Flachdichtung 23, Dosierblende 24, topfförmigem Filter 25 und Flachdichtung 26 eingeschraubt, und zwar in das Gewinne 102.

In Fig. 3 ist der Verbinder 100 in zusammengeschraubtem Zustand dargestellt, jedoch mit der Besonderheit, daß links an den Verbinder 100 das Anschlußteil 5 mit Druckluftanschluß 6 und Wasseranschluß 7 dargestellt ist. Der Mittelbereich von Fig. 3 ist in Fig. 6 vergrößert dargestellt.

Aus Fig. 3-6 ist ersichtlich, daß das Wasser vom Wasseranschluß 7, in den ein geeignetes Anschlußstück (nicht gezeigt) eingeschraubt ist, in den Rohrabschnitt 27 gelangt. Diesem entspricht normalerweise das innere Rohr 3 eines Rohr in-Rohr-Abschnitts. Das Ende des Rohrabschnitts 27 öffnet sich in den Verbindungsraum 11''', der die beiden Aufnahmebereiche 11'' miteinander verbindet. In diesem Verbindungsraum 11''' befindet sich ein Rückschlagventil 32, gebildet durch Ventilsitzfläche 30', Kugel 30 und Feder 31. Das Gehäuse 28 weist die Flüssigkeitsöffnung 29 auf. Das Gehäuse 28 ist von einem topfförmigen Filter 25 umgeben. Das Wasser tritt durch die Öffnung 24' in der Dosierblende 24 hindurch in den Innenkanal 21' des Dralleinsatzes 21 ein und an der Düsenöffnung 33 aus. Dort findet die Zerstäubung mit Druckluft statt.

Die Druckluft tritt im Anschlußteil 5 vom Druckluftanschluß 6 her in drei Kanäle 34 (vgl. Fig. 5) ein. Von diesen tritt sie in einen in der Verbindungshülse 4 gebildeten Innenraum 35 über, der mit den Durchgängen 9, 10 (siehe Fig. 4) und dem Verbindungskanal 36 in Verbindung steht. Der Verbindungskanal führt zur Drucklufteintrittsöffnung 37 im Düsenkörper 20. Von dort wird die Druckluft in den ringförmigen Kanal 38 zwischen Dralleinsatz 21 und dem Düsenkörper 20 zur Düsenöffnung 33 geführt, wo die Zerstäubung stattfindet.

Bei Einsatz der Dosierblende 24 arbeitet das System nach dem Flüssigkeitsdruckprinzip, d. h. mit einem Wasserdruck von z. B. 0,5-3,0 bar am Wasseranschluß 7.

Ohne Dosierblende 24 kann das System auch selbstansaugend nach dem Injektorprinzip bis zu einer Ansaughöhe von maximal 4 m eingesetzt werden.

Fig. 7 zeigt das Anschlußsystem als Ganzes und die Steuerung. Die zentrale Steuereinheit 50 steht über eine elektrische Leitung 51 mit einem externen Sensor (z. B. einem Hygrostaten oder einem Thermostaten) in Verbindung. Sie steuert über elektrische Steuerleitungen 52 ein Magnetventil 53, das die Zufuhr der von einem Kompressor 54 bereitgestellten Druckluft sperrt oder freigibt. 55 ist ein Absperrhahn. Andererseits steuert die Steuereinheit 50 z. B. ein Drei-Wege-Druckentlastungsventil 56, über das in der Betriebsweise nach dem Flüssigkeitsdruckprinzip das Wasser von einer Pumpe 57 z. B. über eine einstellbare Drossel 58 oder ein Druckminderventil zugeführt wird.

Mit 59 ist ein Filter bezeichnet. 60 ist ein Flüssigkeitstank, aus dem - wie durch die gestrichelte Leitung 61 gezeigt - im Saugbetrieb das Wasser oder eine andere Flüssigkeit angesaugt wird.

Die gesamte Einrichtung dient zur Versorgung eines Düsenstranges mit mehreren Verbindern 10 und Sprühdüsen 1.

Beim Abschaltvorgang wird das Drei-Wege-Druckentlastungsventil 56 so geschaltet, daß das wasserführende innere Rohr 3 durch Verbindung mit der Atmosphäre druckentlastet wird. Dabei schließen die Rückschlagventile 32, wodurch ein Nachtropfen bzw. Entleeren des inneren Rohrs 3 über die Düsenöffnung 33 vermieden wird.

Bezugszeichenliste

1

Sprühdüse

2

äußeres Rohr (für die Luft)

3

inneres Rohr (für das Wasser)

4

Verbindungshülse

5

Anschlußteil

6

Druckluftanschluß

7

Wasseranschluß

8

Düsenhalter

9

,

10

Durchgänge

11

' Aufnahmebereiche in

8

für das innere Rohr

3

11

'' Aufnahmebereiche in

4

für das äußere Rohr

2

11

''' Verbindungsraum

12

O-Ring

14

Absatz

15

Spannring

16

Druckring

17

O-Ring

18

Überwurfmutter

19

Manschettenartiger Kragen

19

' Stirnfläche

20

Düsenkörper

21

Dralleinsatz

21

' Innenkanal des Dralleinsatzes

22

O-Ring

23

Flachdichtung

24

Dosierblende

24

' Öffnung

25

Filter

26

Flachdichtung

27

Rohrabschnitt des Anschlußteils

5

28

Gehäuseteil des Rückschlagventils

32

29

Wassereintrittsöffnung

30

Kugel

30

' Ventilsitzfläche

31

Feder

32

Rückschlagventil

33

Düsenöffnung

34

Kanal (Luft) im Anschlußteil

5

35

Anschlußraum in

4

36

Verbindungskanal

37

Lufteintrittsöffnung (Schlitz)

38

ringförmiger Kanal

50

zentrale Steuereinheit

51

elektrische Leitung

52

elektrische Steuerleitung

53

Magnetventil

54

Kompressor

55

Absperrhahn

56

Drei-Wege-Druckentlastungsventil

57

Druckpumpe (Wasser)

58

Drossel

59

Filter

60

Tank

61

Leitung

100

Verbinder

101

Öffnung in

4

für Sprühdüse

1

102

Gewinde
L Abstand zwischen zwei Düsenverbindern

100

Claims

1. Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit, bei der Flüssigkeit und Druckluft einer Sprühdüse (1) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zuleitungen für die Druckluft und die Flüssigkeit dienenden Rohre (2, 3) Rohr-in-Rohr je von beiden Seiten in einen Verbinder (100) einsteckbar sind, und die Verbinder (100) beidseitig Aufnahmebereiche (11'') für die äußeren Rohre (2) und Aufnahmebereiche (11') für die inneren Rohre (3) aufweisen, und daß die Aufnahmebereiche (11') für die inneren Rohre (3) mit der Flüssigkeitseintrittsöffnung der Sprühdüse (1) in Verbindung stehen, und daß die Aufnahmebereiche (11'') für die äußeren Rohre (2) durch Durchgänge (9, 10) im Verbinder (100) miteinander und mit der Lufteintrittsöffnung (37) der Sprühdüse (1) in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (100) durch eine Verbindungshülse (4) und einen darin aufgenommenen Düsenhalter (8) gebildet wird, und daß sich die in den Düsenhalter (8) eingeschraubte Sprühdüse (1) durch eine Öffnung (101) in der Verbindungshülse (4) hindurch erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenhalter (8) ein Anschlußraum (35) vorgesehen ist, der mit dem Ringraum zwischen den Rohren (2, 3) und mit der Lufteintrittsöffnung (37) der Sprühdüse (1) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste Verbindung des äußeren Rohres (2) mit dem Verbinder (100) durch eine Überwurfmutter (18) und den von ihr gespannten Spannring (15) erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußräume (35) durch Ausnehmungen in den Düsenhaltern (8) gebildet sind, die von Manschetten (19) umgeben werden, deren Stirnflächen (19') Anschläge für die äußeren Rohre (2) bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseintrittsöffnung (29) der Sprühdüse (1) von einem Filter (25) umgeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (25) topfförmig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Sprühdüse (1) zwischen der Düsenöffnung (33) und der Flüssigkeitseintrittsöffnung (29) ein Rückschlagventil (32) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (32) durch eine von einer Feder (31) gegen eine Ventilsitzfläche (30') gedrückte Kugel (30) gebildet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (36) in die Lufteintrittsverbindung (37) mündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsdruckbetrieb ein Wasserdruck von 0,5 bis 3 bar und ein Luftdruck von 2 bis 8 bar vorliegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sprühdüse (1) eine Dosierblende (24) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugbetrieb ein Luftdruck von 2 bis 8 bar vorliegt.

14. Einrichtung zur Befeuchtung und/oder Kühlung von Oberflächen und/oder Räumen, bei der mehrere Rohrverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1-13 vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbinder (100) durch Rohr-in-Rohr-Abschnitte bestimmter Länge (L) verbunden sind, die dadurch gebildet werden, daß ein inneres Rohr (3) in einem äußeren Rohr (2) angeordnet ist, und eines der Medien Flüssigkeit/Druckluft im inneren Rohr (3) und das andere der Medien Flüssigkeit/Druckluft im äußeren Rohr (2) geführt wird, und die Rohrenden in die Aufnahmebereiche (11', 11'') der Rohrverbinder (100) eingesteckt sind.

15. Steuereinrichtung für eine Flüssigkeits-Zer stäubungsanlage, gebildet durch eine oder mehrere Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 14 und Rohr-in-Rohr-Ver bindungen zwischen diesen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten eine zentrale Steuereinheit (50) das die Flüssigkeit führende Rohr (2) von der Druckpumpe (57) trennt und die die Flüssigkeit führende Leitung (2) über ein Druckentlastungsventil (56) entlüftet.