DE2309801A1 - Schaumerzeugungsduese - Google Patents

Schaumerzeugungsduese

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DE2309801A1
DE2309801A1 DE19732309801 DE2309801A DE2309801A1 DE 2309801 A1 DE2309801 A1 DE 2309801A1 DE 19732309801 DE19732309801 DE 19732309801 DE 2309801 A DE2309801 A DE 2309801A DE 2309801 A1 DE2309801 A1 DE 2309801A1
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outlet
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Richard G Piggott
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Spraying Systems Co
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    • B64D1/00Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0018Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam
    • B05B7/005Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam wherein ambient air is aspirated by a liquid flow
    • B05B7/0056Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam wherein ambient air is aspirated by a liquid flow with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns
    • B05B7/0062Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam wherein ambient air is aspirated by a liquid flow with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns including sieves, porous members or the like

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Description

Die Erfindung betrifft neuartige und verbesserte Düsen, die dazu dienen, Luft mit einem Fludstrom zu mischen und das Gemisch in Form eines Feinstrahls abzugeben.
Derartige, einen Schaum bildende Strahlen oder Ströme werden dadurch erzeugt, daß man bestimmte Chemikalien mit Wasser und Luft mischt. Solche aufgeschäumten Gemische dienen in manchen Fällen dazu, eine Sprühfläche durch das Vorhandensein von abgelagerten Schaumteilchen leicht erkennbar zu machen, ferner werden solche Schaumgemische verwendet, wenn bestimmte Flächen mit Hilfe eines Flugzeugs besprüht werden sollen, um das "Verwehen des Sprühguts durch den Wind einzuschränken. Das Entstehen des Schaums führt dazu, daß kleine Teilchen koagulieren und größere Flüssigkeitströpfchen bilden, die leichter erkennbar sind als die kleinen Teilchen, und die daher der Einwirkung des Windes weniger stark ausgesetzt sind.
Beim Erzeugen eines Schaumsprühstrahls hängt die Erzielung von Teilchen der gewünschten Größe und die Brauchbarkeit des für einen bestimmten Zweck bestimmten Schaums davon ab, daß die betreffende Flüssigkeit gründlich mit
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Luft durchmischt wird. Im Hinblick hierauf liegt der Lrfindung die Aufgabe zugrunde, mit .Luftzufuhr arbeitende Schaumerzeugungsdüsen zu schaffen, die so ausgebildet sind, daß sie im Vergleich zu bekannten Düsen eine bessere Durchmischung der Luft und der Flüssigkeit gewährleisten, so daß eine stärkere Schaumbildung erzielt wird, daß größere Teilchen entstehen, und daß sich der abgelagerte Schaum leichter erkennen läßt; ferner sind durch die Erfindung Düsen der genannten Art geschaffen worden, die sich mit geringen Kosten herstellen und in Verbindung mit schon vorhandenen Spritz- oder Spruhvorricintungen leicht und bequem benutzen lassen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand sehematiseher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht ein Flugzeug in einer typischen Ausrüstung zum Besprühen von Bodenflächen;
Fig. 2 eine teilweise wef!gebrochen gezeichnete Seitenansicht einer Düsenbaugruppe zur Verwendung in Verbindung mit einer schon vorhandenen Sprüheinrichtung;
Fig. 5 in einem vergrößerten ivängsschnitt einen diesen Düsenkörper, der einen Bestandteil der Düsenbaugruppe nach Fig. 2 bildet;
Fig. 4 in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform einer Düsenbaugruppe;
Fig. 5 in einem vergrößerten Längsschnitt einen Teil der Düsenbaugruppe nach iig. 4; und
Fig. 6 schematisch in einer fceitenansicht einen Teil eines rohrförmigen Auslegers, der besonders geeignet ist, in Verbindung mit mehreren Düsenbaugruppen der in Fig. 4 und 5 dargestellten Art benutzt zu werden»
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In Fig. 1 ist ein Flugzeug 10 dargestellt, das mit mehreren Düsen 11 ausgerüstet ist, welche dazu dienen, bestimmte Flude, z.B. Insekten- oder Unkrautvertilgungsmittel oder andere Chemikalien in Form eines Schwadens abzugeben, der gemäß Fig. 1 eine vorbestimmte Breite S hat. Werden von einem solchen Flugzeug Sprühstrahlen abgegeben, die keinen Schaum bilden^ kann der Wind dazu führen, daß die versprühten Teilchen zu Punkten gelangen, die weit außerhalb zu besprühender Flächen liegen, so daß sie sich auf nicht zu besprühenden Flächen ablagern. Außerdem kann der Wind dazu führen, daß es schwierig wird, den Sprühvorgang so zu regeln, daß sich die versprühten Teilchen relativ gleichmäßig verteilen. Es ist jedoch bekannt, daß es mit Hilfe eines Schaumbildungsmittels und durch das Erzeugen eines einen Schaum bildenden Sprühstrahls möglich ist, die Wirkung des Windes zu verringern, da größere Teilchen erzeugt werden, so daß sich der Wirkungsgrad des Besprühungsvor&angs erhöht.
Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düse, bei der ein Düsenkörper 12 vorhanden ist, der zu einer Büsenbaugruppe gehört, welche mit einem Einlaßteil 13 versehen ist, in welches ein Sieb eingebaut ist, und die außerdem einen Einlaßanschluß 14 aufweist«, Auf das eine Ende des Einlaßteils 13 ist eine Überwurfmutter 15 aufgeschraubt, um den Düsenkörper 12 mit dem Einlaßteil zu verbinden.
Ein Düseneinlaßteil 13 und eine überwurfmutter 15 der in Fig«, 2 dargestellten Art können Bestandteile einer schon vorhandenen Sprüheinrichtung bilden, um die Verwendung von Düsenkörpern verschiedener Art zu ermöglichen.
Der Düsenkörper 12 nach Fig. 2 und 3 ist dazu bestimmt, in Fällen benutzt zu werden, in denen ein im wesentlichen unverstäübter Strahl abgegeben werden soll, wie es bei einem Flugzeug der in Fig. 1 gezeigten Art zweckmäßig sein kann.
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Gemäß der Erfindung weist der Düsenkörper 12 an seinem Einlaßende einen Flansch 16 auf, der geeignet ist, mit der Überwurfmutter 15 nach Fig. 2 zusammenzuarbeiten. Der Düsenkörper 12 weist eine Bohrung auf, die von seinem Einlaßende zu einer Mischkammer 17 führt, die zwischen den Enden des Düsenkörpers liegt. Die Wand des Düsenkörpers ist am Umfang der Mischkammer 17 mit radialen Bohrungen 18 versehen, damit der durch die Kammer strömende Flüssigkeitsstrom bewirken kann, daß Luft in die Mischkammer hineingesaugt wird.
An die Mischkammer 17 schließt sich ein sich verjüngender Abschnitt 19 der Düsenbohrung an, der zu einem Zwischenabschnitt 20 führt, welcher einen kleineren Durchmesser hat als eine sich daran anschließende Austrittsbohrung 21. Die Austrittsbohrung 21 erstreckt sich von dem Abschnitt 20 aus zu einer Abgabeöffnung 22 am freien Ende des Düsenkörpers 12. Die Auslaßbohrung 21 und der Abschnitt 20 haben einen erheblich kleineren Durchmesser als die Mischkammer 17« Der konische Abs hnitt 19, der Zwischenabschnitt 20 und die Auslaßbohrung 21 bilden insgesamt einen sich an die Mischkammer 17 anschließenden Austrittskanal. Hierbei bildet der innere Zwischenabschnitt 20 eine Düse für einen im wesentlichen massiven Strom, der von der Austrittsöffnung 22 am freien Ende des Düsenkörpers 12 abgegeben wird.
An seinem Lintrittsende weist der Düsenkörper 12 eine Bohrung 23 auf, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die die Mischkammer 17 bildende Bohrung, und die nahe ihrem äußeren Ende mit einem Innengewinde 24 versehen ist.
In die Bohrung 23 sind zwei Düsen oder Blenden 25 und 26 eingebaut, die durch einen axialen Abstand voneinander getrennt sind. Die vordere Stirnfläche 27 der Düsenplatte 25 bildet die Rückwand der Mischkammer 17. Die Düsenplatte 25 wird vorzugsweise durch den Boden eines becherförmigen Bauteils 25a gebildet, das in die Bohrung 23 ein-
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gesetzt ist, und die Düsenplatte 26 ist vorzugsweise so geformt, daß sie sich an der Stirnfläche des äußeren Endes des becherförmigen Bauteils 25a abstützen kann und einen Ansatz 28 von kleinerem Durchmesser aufweist, der in das benachbarte Ende des becherförmigen Bauteils eingreift. In das Innengewinde 24 ist eine Kingmutter 29 eingeschraubt, um die Diisenplatten 25 und 26 in ihrer Lage zu halten.
Gemäß der Erfindung hat die öffnung 30 der Düsenplatte 25, die der Mischkammer 17 am nächsten benachbart ist, einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als die öffnung 31 der dem Einlaßende benachbarten zweiten Düsenplatte Das Vorhandensein dieser öffnungen von unterschiedlicher Größe sowie eines axialen Abstandes zwischen den beiden Düsenplatten in dem Linlaßkanal führt gemäß Fig. 3 dazu, daß sich zwischen den beiden Düsenplatten eine Entspannungskammer befindet, die zu einer turbulenten Bewegung der die Öffnung 30 passierenden Flüssigkeit und zu einem gründlichen Durchmischen der Flüssigkeit und der der Lischkammer 17 über die Bohrungen 18 zugeführten Luft führt. Die auf diese Yi/eise gewährleistete gründliche Durchmischung führt zu einer Verstärkung der Formbildungswirkung des in der zu versprühenden Flüssigkeit enthaltenen Schaumbildungsmittel .
Der aus der Öffnung JO austretende massive Strom breitet sich in der Mischkammer 17 aus, so daß er die über die Bohrungen 18 angesaugte Luft mitreißt. Hierdurch wird der konische Bohrungsabschnitt 19 ebenso wie der Zwischenabschnitt 20 praktisch überflutet» Nachdem der Strom den ^wischenabschnitt 20 passiert hat, kann er sich in dem erweiterten Austrittsabschnitt 21 in einem gewissen Ausmaß entspannen, und hierdurch wird eine zusätzliche Mischwirkung hervorgerufen, wodurch die Qualität des erzeugten Schaums weiter verbessert wird. Die Länge des Bohrungsabschnitts 21 soll mindestens dem 3»5-fachen seines Durchmessers entsprechen, um ein Ausbreiten des Sprühstrahls beim Verlassen der Austrittsöffnung 22 zu verhindern.
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Allgemein gesprochen führt eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in der Mischkammer 17 zu einer Steigerung der Schaumbildungswirkung, und zu einer Zunahme der teilchengröße. Im Gegensatz hierzu bewirken jedoch die Düsenplatten 25 und 26, daß die Strömungsgeschwindigkeit einen Wert annimmt, der niedriger ist, als er sich beim Gebrauch nur einer einzigen Düsenplatte ergeben würde. Beim Vorhandensein von zwei Düsenplatten verstärkt sich tatsächlich die Mischwirkung, und die Teilchen werden größer, als es bei der Benutzung einer einzigen Düsenplatte erreichbar ist, obwohl sich die Strömungsgeschwindigkeit verringert.
Die Düsenöffnung JO kann als scharfkantige Bohrung ausgebildet sein, wodurch eine weitere Verstärkung der Schaumbildungswirkung erzielt wird. Jedoch ist es auch möglich, eine Düsenöffnung der in Fig. 3 gezeigten Art mit einem abgerundeten Lingang zu verwenden.
Der Durchmesser der durch die Düsenplatten 25 und abgegrenzten Kammer soll mindestens dem 1,25-fachen des Durchmessers der Düsenöffnung 30 entsprechen, damit die gewünschte Turbulenz entsteht und die Flüssigkeit mit der zugeführten Luft gründlich gemischt wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Grundgedanke der Erfindung bei einem Düsenkörper angewendet ist, welcher dazu dient, einen flachen oder fächerförmigen Schaumsprühstrahl zu erzeugen. Gemäß Fig. 4 ist der Düsenkörper 40 durch eine "überwurfmutter 15 der auch in Fig. 2 gezeigten Art mit einem Einlaßanschluß 41 verbunden. Gemäß Fig. 5 weist der Düsenkörper 40 an seinem Einlaßende einen Flansch 42 auf, damit der Düsenkörper durch die überwurfmutter 15 mit dem x.inlaßanschluß 41 verbunden werden kann. Gemäß Fig. 5 ist der Düsenkörper 40 so ausgebohrt, daß zwischen seinen Enden eine Mischkammer 43 vorhanden ist, an die sich ein Austrittskanal 44 anschließt, der einen kleineren Durchmesser
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hat als die Mischkammer. Die Wand des Düsenkörpers 40 ist mit radialen Bohrungen 45 versehen, damit der durch die Düse geleitete Flüssigkeitsstrom bewirken kann, daß Luft angesaugt wird, um in die Mischkammer 43 einzutreten. Gemäß Fig. 5 sind ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. zwei durch einen axialen Abstand getrennte Düsenplatten vorhanden. Eine erste Düsenplatte 46 wird durch den Boden eines becherförmigen Bauteils 46a gebildet, während eine zweite Düsenplatte 47 so angeordnet ist, daß sie sich an der benachbarten Stirnfläche des becherförmigen Bauteils abstützt. Die zweite Düsenplatte 47 weist einen Ansatz 48 von kleinerem Durchmesser auf, der mit enger Passung in das benachbarte Ende des becherförmigen Bauteils eingreift. Das becherförmige Bauteil 46a ist in einen Bohrungsabschnitt 49 des Düsenkörpers 40 eingebaut, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Mischkammer 43. An seinem äußeren Ende weist der Bohrungsabschnitt 49 ein Innengewinde auf, in das eine Ringmutter 51 eingeschraubt ist, um die Düsenplatten 46 und 47 in ihrer Lage zu halten.
Gemäß Fig. 5 ist in die Längsbohrung des Düsenkörpers 40 zwischen der Mischkammer 43 und dem Austrittskanal 44 ein Sieb 52 eingebaut. Es kann ein Ring 53 vorhanden sein, der dazu dient, das Sieb in Anlage an der zwischen der Mischkammer 43 und dem Austrittskanal 44 vorhandenen Schulter zu halten. Das Auslaßende des Austrittskanals 44 geht in einen halbkugelförmigen Endabschnitt über, der mit einem Schlitz 54 versehen ist, so daß die Düse nach Fig. 5 auf bekannte Art einen flachen oder fächerförmigen Sprühstrahl erzeugt.
Gemäß Fig. 5 weisen die beiden Düsenplatten 46 und 47 je eine Düsenöffnung 55 bzw. 56 auf, die so bemessen sind, daß der Durchtrittsquerschnitt der Öffnung 55 etwas kleiner ist als derjenige der Öffnung 56. Auch bei der Ausführungsform nach Figo 5 begrenzen die beiden Düsenplatten 46 und 47 eine Entspannungskammer.
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— ο —
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 führt das Vorhandensein von zwei Düsenplatten zu einer turbulenten Bewegung der durch die Öffnung 55 in die Mischkammer 43 eintretenden Flüssigkeit derart, daß die Flüssigkeit gründlich mit der über die radialen Bohrungen 140 angesaugten Luft gemischt wird. Las Sieb 52 bewirkt eine Verstärkung der Schaumbildung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 breitet sich der Strom beim Verlassen der Düsenöffnung 55 aus, und diese Wirkung wird durch das Sieb 52 noch verstärkt, so daß der Auslaßkanal 44 überflutet wird.
Ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 3> führen die beiden Düsenplatten zu einer Verstärkung der Schaumbildung und zu einer besseren Durchmischung, obwohl sie eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit bewirken.
Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Entspannungskammer zwischen den beiden Düsenplatten nach Fig. 3 bzw. 5 und der Länge der Entspannungskammer soll mindestens in dem weiten oben genannten Bereich liegen, denn wenn dieses Verhältnis einen kleineren Wert hat, so daß sich der durch die öffnung der äußeren Düsenplatte bewegende Strom in einem geringeren Ausmaß entspannt, besteht die Gefahr, daß sich Druckbedingungen ergeben, die zu einer Verringerung der Turbulenz in der Mischkammer führen.
Fig. 6 zeigt an einem typischen Beispiel, auf welche Weise sich Schaumbildungsdüsen nach Fig. 4 und 5 verwenden lassen. Gemäß Fig. 6 ist ein langgestrecktes Verteilerrohr 57 bzw. ein Ausleger vorhanden, der mehrere Düsenbaugruppen 58 der in Fig. 4 dargestellten Art trägt. Die Düsen sind so angeordnet, daß jede Düse einen fächerförmigen Sprühstrahl F erzeugt, und daß benachbarte Sprühstrahlen einander auf dem Boden benachbart sind.
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Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen soll der axiale Abstand zwischen den Düsenplatten etwa dem 0,5-bis 2-fachen des Innendurchmessers des becherförmigen Bauteils 25a bzw. 46a entsprechen, damit die Entspannungskammer in der gewünschten Weise zur Wirkung kommt. Bei den Anordnungen nach Fig. 3 und 5 entspricht der axiale Abstand der Düsenplatten etwa dem 0,7-fachen des Durchmessers der Entspannungskammer. Wird ein geringerer axialer Abstand gewählt, strömt die Flüssigkeit in einem zu großen Ausmaß geradlinig von der ersten Düsenöffnung zur zweiten Düsenöffnung, während ein größerer axialer Abstand dazu führt, daß sich die durch die beiden Düsen erzielte Wirkung in einem solchen Ausmaß verringert, daß im wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt wird wie beim Gebrauch nur einer einzigen Düsenplatte.
Da das eine Düsenteil becherförmig ist, ist es auf einfache Weise möglich, die Düsen nach Bedarf auszuwechseln; zu diesem Zweck werden die Düsen in axialer Richtung aus dem Düsenkörper ausgebaut und durch die gewünschten anderen Düsen ersetzt.
Die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Schaumbildungsdüsen beschränkt sich nicht auf die Benutzung bei Flugzeugen oder anderen Spritzvorrichtungen mit Auslegern, sondern die Düsen können auch bei Spritzpistolen oder dergleichen verwendet werden, wenn eine Schaumbildung erwünscht ist.
Ansprüche:
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Claims (4)

  1. - ίο -
    ANSPRÜCHE
    / Λ j Schaumerzeugungsdüse der Bauart mit einem Düsenkörper, der zwischen seinem Einlaßende und seinem Auslaßende eine Kammer zum Mischen von Luft und Flüssigkeit aufweist, und bei der (der diesen Körper)mit Lufteinlaßöffnungen versehen ist, die zu der Mischkammer führen, damit unter dem Einfluß eines die Mischkammer passierenden i'ludstroms Luft veranlaßt wird, in die Mischkammer einzuströmen, dadurch gekennzeichnet , daß zwei durch einen axialen Abstand getrennte Düsenplatten (25» 26; 46, 47) in einem zu der Mischkammer (17; 4-3) führenden Kanal des Düsenkörpers (12; 40) angeordnet sind, daß jede Düsenplatte eine zentrale Düsenöffnung (30, 31; 55» 56) aufweist, daß die Öffnungen der beiden Düsenplatten gleichachsig mit der Mischkammer und ihrem Auslaß (19; 44) angeordnet sind, daß die eine Düsenplatte (25; 46) eine dem Auslaßende der Düse zugewandte Stirnwand der Mischkammer bildet, daß die andere Düsenplatte (26; 47) in einem axialen Abstand von der ersten Düsenplatte sowie zwischen dieser und dem Einlaßende des Düsenkörpers angeordnet ist, daß die beiden Düeenplatten zwischen sich eine Entspannungsl:ammer abgrenzen, die einen erheblich größeren Durchmesser hat als die Düsenöffnungen, und daß die Düsenöffnung der einen Düsenplatte einen kleineren Durchmesser hat als die Düsenöffnung der zweiten Düsenplatte.
  2. 2. Schaumerzeugungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Düsenplatte (25; 46) durch eine Wand eines becherförmigen Bauteils (25a; 46a) gebildet ist, das in den Düsenkörper (12; 40) eingebaut ist, daß sich die zweite Düsenplatte (26; 47) am benachbarten, von der ersten Düsenplatte abgewandten Ende des becherförmigen Bauteils abstützt, und daß das
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    becherförmige Bauteil und die zweite Düsenplatte in einer Bohrung (25; 49) des Düsenkörpers in Anlage an einer an der Bohrungswand ausgebildeten Schulter durch ein Bauteil (29; 51) festgelegt sind, das in Gewindeverbindung mit dem Düsenkörper steht und sich an der zweiten Düsenplatte abstützt·
  3. 3. Schaumerzeugungsdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Düsenplatte (26; 47) einen Ansatz (28; 4-8) von kleinerem Durchmesser aufweist, der mit enger Passung in das becherförmige Bauteil (25a; 46a) eingreift.
  4. 4. Schaumerzeugungsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß in die Mischkammer (43) ein Sieb (52) eingebaut ist, das durch einen Abstand von der ersten Düsenplatte (46) und auf 4er dem Auslaßkanal (44) zugewandten Seite der Mischkammer angeordnet ist, und daß der Düsenkörper (40) zwischen dem Sieb und seinem Austritt sende so geformt ist, daß die Düse einen flachen fächerförmigen Sprühstrahl (F) abgibt.
    5· Schaumerzeugungsdüse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Düsenkörper (12) einen Auslaßkanal (21) aufweist, der einen kleineren Durchmesser hat als die Mischkammer (1?)> daß zu dem Auslaßkanal ein Zwischenabschnitt (20) von kleinerem Durchmesser gehört, der eine Düse bildet, daß der Düsenkörper einen konischen Kanalabschnitt (19) aufweist, dessen Durchmesser sich von der Mischkammer aus in Richtung auf die durch den Zwischenabschnitt gebildete Düse allmählich verringert, und daß der Auslaßkanal zwischen dem benachbarten Ende des Zwischenabschnitts und dem Austrittsende (22) des Düsenkörpers einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser hat, so daß die Düse einen relativ massiven Strom abgibt·
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