DE19714071C2 - Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mit Rohr-in-Rohr-Zuleitungen - Google Patents
Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit mit Rohr-in-Rohr-ZuleitungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerstäubung einer
Flüssigkeit, bei der Flüssigkeit und Druckluft einer Sprühdüse
zugeführt wird.
Derartige Vorrichtungen bzw. Einrichtungen sind aus der US-A-
4,504,014 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. Einfache Vorrichtungen, bei denen
lediglich die Flüssigkeit in einem Rohr geführt und die
Sprühdüsen durch Prallplatten gebildet werden, sind aus der DE-U-
92 08 354.4 bekannt.
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 in Patentanspruch 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
Flüssigkeitsleitungsnetz 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-Druckentlastungsventil
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-Verbinder-
Systems;
Fig. 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des
Rohrverbinders 100;
Fig. 3 die Darstellung eines Rohrverbinders 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 Rohrverbinder 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 Rohrverbinder 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" auf, 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 Gewinde 102.
In Fig. 3 ist der Rohrverbinder 100 in zusammengeschraubtem
Zustand dargestellt, jedoch mit der Besonderheit, daß links an
den Rohrverbinder 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"
links und rechts des Düsenhalters 8 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 Anschlußraum 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 Rohrverbindern 100 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.
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
Rohrverbinder
101
Öffnung in
4
für Sprühdüse
1
102
Gewinde
LAbstand zwischen zwei Rohrverbindern
LAbstand zwischen zwei Rohrverbindern
100
Claims (15)
1. Vorrichtung zur Zerstäubung einer Flüssigkeit, bei der
Flüssigkeit und Druckluft einer Sprühdüse (1) zugeführt
werden, bei der die als Zuleitungen für die Druckluft und
die Flüssigkeit dienenden Rohre (2, 3) Rohr-in-Rohr je von
beiden Seiten in einen Rohrverbinder (100) einsteckbar sind
und die Rohrverbinder (100) beidseitig Aufnahmebereiche
(11'') für die äußeren Rohre (2) und Aufnahmebereiche (11')
für die inneren Rohre (3) aufweisen, und die
Aufnahmebereiche (11') für die inneren Rohre (3) mit der
Eintrittsöffnung der Sprühdüse (1) für eines der Medien
Druckluft/Flüssigkeit in Verbindung stehen und die
Aufnahmebereiche (11") für die äußeren Rohre (2) durch
Durchgänge (9, 10) im Rohrverbinder (100) miteinander und mit
der Eintrittsöffnung (37) der Sprühdüse (1) für das andere
der Medien Druckluft/Flüssigkeit in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rohrverbinder (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
Eintrittsöffnung (37) der Sprühdüse (1) für eines der Medien
in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine feste Verbindung des äußeren Rohres
(2) mit dem Rohrverbinder (100) durch eine Überwurfmutter
(18) und einen 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 Eintrittsöffnung (29) der
Sprühdüse (1) für die Flüssigkeit 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 Eintrittsöffnung (29) für die
Flüssigkeit 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
Eintrittsverbindung (37) für die Luft 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. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch
gekennzeichnet, daß sie Bestandteil von Kühl- oder
Befeuchtungsanlagen ist und mehrere Rohrverbinder (100)
aufweist, die Rohr-in-Rohr-Abschnitte bestimmter Länge (L)
verbindet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine zentrale Steuereinrichtung (50)
aufweist, die beim Abschalten das die Flüssigkeit führende
Rohr (2) von der Druckpumpe (57) trennt und die die
Flüssigkeit führende Leitung (2) über ein
Druckentlastungsventil (56) entlüftet.
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- 1997-04-05 DE DE19714071A patent/DE19714071C2/de not_active Expired - Fee Related
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