DE2122774C3

DE2122774C3 - Flüssigkeitsverteiler fur das Zuführen von Flüssigkeit zu einem Zerstäuberrad

Info

Publication number: DE2122774C3
Application number: DE2122774A
Authority: DE
Inventors: Keith Dipl.-Ing. Masters; Orla Dipl.-Ing. Straarup
Original assignee: Niro Atomizer AS
Current assignee: GEA Process Engineering AS
Priority date: 1970-05-15
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1980-11-20
Also published as: CA931996A; NL170383B; FR2092178A5; JPS5345522B1; DE2122774B2; CH538888A; GB1331708A; DE2122774A1; FI53403B; SE365431B; AT317856B; BE767191A; US3716193A; NL7106323A; DK122144B; FI53403C; NL170383C; ZA713081B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsverteiler für das Zuführen von Flüssigkeit zu einem drehbaren, topfförmigen Zerstäuberrad, dessen Seitenwand gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Austrktsöffnungen für die zu zerstäubende und vom Verteiler in eine rotierende Bewegung versetzte Flüssigkeit aufweist.

Ein derartiger Flüssigkeitsverteiler ist z. B. aus der DE-PS 9 11 116 bekannt. Die diesem Verteiler zugeführte Flüssigkeit wird durch einen im Inneren des Zerstäuberrades und mit diesem rotierenden Hohlkörper verteilt, welcher in seinem Mantel Durchtrittsöffnungen aufweist. Die Außenfläche dieses bekannten Verteilers ist in eine Anzahl schräggestellter Flügel »ufgeteilt, die sich jeweils zwischen zwei benachbarten Öffnungen erstrecken. Wenn der Verteiler rotiert, trifft die durch seine Öffnungen ausgeschleuderte Flüssigkeit auf die Flügel und strömt in dünnen Schichten über letztere, deren schräggestellte Außenkanten eine Verteilung der "Flüssigkeit bewirken. Dieser bekannte Flüssigkeitsverteiler hat den Nachteil, daß er nur bei einem in radialer Richtung relativ großem Zerstäuberrad anwendbar ist, weil er wegen der durch die Schleuderwirkung bedingten radialen Ausströmung der Flüssigkeit über die Flügelim Inneren des-Zerstäuberrades angeordnet sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsverteiler des eingangs erwähnten Typs zu schaffen, welcher auch bei Zerstäuberrädern mit ■5 -kleinerem Durchmesser und entsprechend kleinerem Fassungsvermögen, insbesondere Zerstäuberrädern zum Zerstäuben von Flüssigkeit mit hohem Feststoff gehalt, eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemaß der Verteiler aus einem koaxial zum Zerstäuberrad und ortsfest angeordneten Körper mit schraubenförmigen Kanälen besteht, deren Schraubenachse mit der Drehachse des Zerstäuberrades zusammenfällt und die in einen mit dem Zerstäuberrad koaxialen ringförmigen Kanal einmünden, dessen Außendurchmesser stromabwärts konisch abnimmt und der eine im Innenraum des Zerstäuberrades gelegene Austrittskante für die Flüssigkeit aufweist.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen FJüssigkeitsverteilers besteht darin, daß letzlerer größtenteils axial außerhalb des Zerstäuberrades angeordnet sein und deshalb mit wesentlich größerem Durchmesser hergestellt werden kann. Weil die Strömung der zugeführten Flüssigkeit durch die

2~> schraubenförmigen Kanäle erfolgt, ist eine hohe Durchsatzleistung des Verteilers erreichbar; durch eine geeignete Wahl der Schraubensteigung wird das Verhältnis zwischen der axialen und der tangentialen Geschwindigkeit der Flüssigkeit in den Kanälen genau

«ι festgelegt; der hinter den schraubenförmigen Kanälen abnehmende Querschnitt des ringförmigen Kanals bewirkt eine gewisse Beschleunigung der Flüssigkeit, die über die Austrittskante des Kanals als dünner Film mit flacher Kegelform und gleichmäßiger Stärke

i^r> ausströmt; dieser Film trifft dementsprechend in gleichmäßiger Form auf die Seitenwand des Zerstäuberrades und wird durch die darin vorgesehenen Austrittsöffnungen herausgeschleudert und zerstäubt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

-10 Erfindung besteht der Verteilerkörper aus zwei Teilkörpern mit einer zylindrischen Innenfläche bzw. einer zylindrischen Außenfläche und die schraubenförmigen Kanäle sind durch ausgefräste Nuten und einer dieser beiden dicht nebeneinanderliegenden Flächen gebildet.

Auch kann der letzte Abschnitt des ringförmigen Kanals unmittelbar vor der Austrittskante in Richtung zur Kanalmündung einen konisch schwach zunehmenden Durchmesser aufweisen. Hierdurch läßt sich leicht vermeiden, daß der Boden des Zerstäuberrades von der einströmenden Flüssigkeit getroffen wird, so daß die Gefahr für schädliche Ablagerungen am Boden und für einen Verschleiß des Bodens ausgeschaltet wird.

Die innere Begrenzungswand des ringförmigen Kanals kann in Ausströmrichtung etwas weiter vorspringen als die die Austrittskante bildende äußere Begrenzungswand des Kanals.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung dargestellt; sie wird nachfolgend näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 teilweise im Längsschnitt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels,

Flg.2 und Fig.3 einen Längsschnitt bzw. eine Draufsicht auf ein Detail dieses Ausführungsbeispiels und

Fi g.4, 5 und 6 einen Längsschnitt, eine Draufsicht bzw. eine Teilansicht eines weiteren Details des Ausführungsbeispiels.

Ein Flüssigkeitsverteiler weist ein Gehäuse 1 mit einem Zerstäuberrad 2 auf, dessen Welle 3 mit Austrittsöffnungen 4 versehen ist.

Die Flüssigkeit oder eine Dispersion, die dem Zerstäuberrad 2 zugeführt werden soil, wird durch einen Kanal 5, der die Welle 3 koaxial umsibt, einem ebenfalls die Welle 3 koaxial umgebenden Verteiler zugeführt, der schraubenförmige Kanäle 6 aufweist und aus einem äußeren Teilkörper 7 und einem inneren Teilkörper 8 besteht; qn den sich ein weiterer Teil 9 anschließt

Die beiden Teilkörper 7 und 8 sind in F i g. 2 bis F i g. 5 dargestellt.

Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß ein Abschnitt des Teilkörpers 7 eine zylindrische Innenfläche 10 aufweist, welcher eine entsprechende zylindrische Außenfläche \^r> 11 des Teilkörpers 8 gegenüberliegt. In der Außenfläche 11 des Teilkörpers 8 sind schraubenförmig ausgefräste Nuten 12 vorgesehen, deren Verlauf in Fig.6 näher dargestellt ist

Wenn der Teilkörper 8 seine in Fig. 1 dargestellte Endstellung innerhalb des Teilkörpers 7 einnimmt, entstehen die in Fig. 1 angedeuteten Kanäle 6 in Schraubenform.

Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, wenn der Teilkörper 8 eine glatte zylindrische Außenfläche und 2^r> nur der Teilkörper 7 eine zylindrische Innenfläche aufweist, deren Nuten einen schraubenförmigen Verlauf haben. Welcher Ausführungsform der Vorzug zu geben ist, hängt von der Herstellung des Flüssigkeitsverteilers ab bzw. von den Bedingungen, die im Einzelfall w vorliegen.

Wenn die Flüssigkeit durch die schraubenförmigen Kanäle nach unten strömt, wird sie aufgrund der Schraubenform dieser Kanäle in eine der Drehung des Zerstäuberrades 2 gleichgerichtete rotierende Bewe- J'j gung versetzt und bewegt sich daher rotierend entlang der anschließend angeordneten konischen Innenwand 13 des Teilkörpers 7, deren Durchmesser stromabwärts abnimmt. Die Innenwand 13 bildet somit die Außenwand eines mit dem Zerstäuberrad 2 koaxialen ίο ringförmigen Kanals 17, dessen Innenwand von der Außenfläche des Teiles 9 gebildet wird.

Aufgrund des stromabwärts abnehmenden Außendurchmessers des Kanals 17 wächst die Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ständig bis zum Unterrand der Wand 13. Der letzte Abschnitt des Kanals 17 wird außen von einem kurzen Wandteil 14 begrenzt, welcher einen stromabwärts konisch zunehmenden Durchmesser aufweist und sich bis zur Unterkante 15 erstreckt, über welche die Flüssigkeit aus dem Verteiler austritt.

Der Wandteil 14 ist so kurz und s<;ine Kegelstumpfform so schwach, daß hier kein größerer Einfluß auf die Rotationsgeschwindigkeit ausgeübt wird; es hat sich jedoch herausgestellt, daß man bei dieser Form ein besseres Wegschleudern der Flüssigkeit an der Unterkante 15 erreicht Von dieser Unterkante aus wird die Flüssigkeit gleichmäßig verteilt in der Form eines dünnen Filmes weggeschleudert, der mit einem Kegelstumpfmantel verglichen werden kann, dessen Scheitelwinkel 160° bis 170° oder mehr betragen kann.

Daraus ergibt sich, daß dieser Kegelstumpf um so flacher wird, je größer die Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit ist, die zugeführt wird; doch auch bei einem kleinen Durchmesser des Zerstäuberrades ist sichergestellt, daß der Flüssigkeitsfilm auf die mit den Kanälen versehene Wand auftrifft, auch wenn der Kegelstumpf beispielsweise einen Scheitelwinkel von nur 90° besitzt.

Da davon auszugehen ist, daß die Flüssigkeit nach dem Verlassen der Kanäle 6 sich hauptsächlich an den Innenflächen des Teilkörpers 6 befindet, spielt die Ausbildung des Teiles 9 keine entscheidende Rolle bei der Verteilung der Flüssigkeit; dieser Teil dient vielmehr in erster Linie dazu, die Welle und deren Lager vor Flüssigkeitsspritzern zu schützen.

Um diese Schutzwirkung zu erhöhen, erstreckt sich die dem Wandteil 14 gegenüberliegende, am Teil 9 vorgesehene innere Begrenzungswand 16 des unteren Endes des Kanals 17 etwas weiter in das Innere des Zerstäuberrades 2 hinein als die Unterkante 15 am Teilkörper 7.

Die Innenfläche der Wand 13 kann unter Umständen zylindrisch oder schwächer konisch geformt sein. Auch kann der Wandteil 14 eine zylindrische Fläche oder auch eine Fläche aufweisen, die eine geradlinige Fortsetzung der Innenfläche des Wandteiles 13 darstellt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsverteiler für das Zuführen von Flüssigkeit zu einem drehbaren, topfförmigen Zerstäuberrad, dessen Seitenwand gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Austrittsöffnungen für die zu zerstäubende und vom Verteiler in eine rotierende Bewegung versetzte Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler aus einem koaxial zum Zerstäuberrad (2) und ortsfest angeordneten Körper mit schraubenförmigen Kanälen (6) besteht, deren Schraiibenachse mit der Drehachse des Zerstäuberrades zusammenfällt und die in einen mit dem Zerstäuberrad koaxialen ringförmigen Kanal (17) einmünden, dessen Außendurchmesser stromabwärts konisch abnimmt und der eine im Innenraum des Zerstsuberrades gelegene Austrittskante (15) für die Flüssigkeit aufweist.

2. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verleilerkörper aus zwei Teilkörpern (7, 8) mit einer zylindrischen Innenfläche (10) bzw. einer zylindrischen Außenfläche (11) besteht, und daß die schraubenförmigen Kanäle (6) durch ausgefrästc Nuten (12) in einer dieser beiden dicht nebeneinanderliegenden Flächen (10, 11) gebildet sind.

3. Flüssigkeitsverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Abschnitt des ringförmigen Kanals (17) unmittelbar vor der Austrittskante (15) in Richtung zur Kanalmündung einen konisch schwach zunehmenden Durchmesser aufweist.

4. Flüssigkeitsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Begrenzungswand (16) des ringförmigen Kanais (17) in Ausströmrichtung etwas weiter vorspringt als die die Austrittskante (15) bildende äußere Begrenzungswand des Kanals (17).