DE2322425B2 - Zerstäuber für eine Flüssigkeits-Gas-Emulsion - Google Patents
Zerstäuber für eine Flüssigkeits-Gas-EmulsionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber für eine Flüssigkeits-Gas-Emulsion mit zwei in einem Grundkörper
vorgesehenen und in jeweiligen Auslaßquerschnitten mündenden Zuführkanälen für das Treibgas und für
die zu zerstäubende Flüssigkeit sowie mit einer von außen in den Auslaßquerschnitt für die Flüssigkeit
ragenden Düsennadel und mit einer den Auslaßquerschnitt für das Gas verändernden Ventileinrichtung,
wobei Düsennadel und Ventileinrichtung durch eine vorgespannte Feder in Richtung auf eine Schließstellung
gedrückt werden, sowie mit abhängig vom im Strömungskanal für das Gas herrschenden Druck
betätigten Einrichtung zur Öffnung des Flüssigkeitsund des Treibgasdurchlasses.
Ein Zerstäuber mit diesen Merkmalen ist aus der DE-PS 8 44 643 bekannt. Dieser Zerstäuber ist zum
Zerstäuben von Parfüm, d. h. einer sowohl dünnflüssigen als auch sehr flüchtigen Flüssigkeit bestimmt, die mit nur
verhältnismäßig geringem Gasdruck zerstäubt wird. Wegen seines Aufbaues ist dieser Zerstäuber nicht dazu
geeignet, in einem Brenner für einen flüssigen Brennstoff verwendet zu werden, bei dem das Gas in der
Regel Luft oder gegebenenfalls Sauerstoff ist Auch kann er nicht dazu verwendet werden, Schutz- oder
Schmiermittel, wie etwa Schlichtmittel, auf die entsprechenden Flächen von Schmiedewerkzeugen, Gießereigeräten
oder Ziehwerkzeugen aufzubringen und dabei in einem rauhen Betrieb verwendet zu werden.
Daneben ist aus der DT-OS 20 05 972 eine Vorrichtung
zur Zerstäubung von Flüssigkeiten, Suspensionen oder Pasten bekannt, bei der die Anordnung derart
getroffen ist, daß der Auslaßquerschnitt für die Flüssigkeit mittig in einem zylindrischen axialen
Vorsprung des Grundkörpers angeordnet ist, während der Auslaßquerschnitt für das Gas als zu dem
Auslaßquerschnitt für die Flüssigkeit konzentrisch angeordnete Kammer ausgebildet ist. Diese Vorrichtung
arbeitet aber nach einem grundsätzlich anderen Prinzip, weil sie nicht mit einer Düsennadel ausgerüstet
ist Grundsätzlich ähnliches gilt für eine in der FR-PS 5 96 448 beschriebene Brennerdüse, die auch zum
Zerstäuben von dickflüssigen Heizölen verwendet werden kann. Bei dieser Brennerdüse ist die den
Auslaßquerschnitt für die Flüssigkeit umschließende Bohrung eines äußeren Gehäuseteils mit einer sich in
Strömungsrichtung verjüngenden Kegelfläche versehen, durch welche der Gasaustritt begrenzt und in
Richtung auf die Mittelachse des Zerstäubers geleitet wird. Dem Auslaßquerschnitt ist dabei ein Zerstäuberkegel
vorgeschaltet, der auf einem Armkreuz angeordnet ist, doch sind keine Verschlußorgane im Bereich des
Düsenaustritts vorhanden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten und auch zum Zerstäuben von zähen Flüssigkeiten
unter rauhen Betriebsbedingungen geeigneten Zerstäuber zu schaffen, der auch beim Einsatz für Flüssigkeiten,
die Feststoffe in Suspension enthalten, nicht gegen Verstopfungen anfällig ist und bei dem eine einwandfreie
Abdichtung auch unter erschwerten Betriebsbedingungen gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Zerstäuber erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsennadel auf einer den Grundkörper von außen umschließenden, verschiebbaren Büchse angeordnet
ist und daß diese in der Schließstellung den Auslaßquerschnitt für das Gas absperrende Büchse
durch den in dem Strömungskanal für das Gas herrschenden Druck von der Schließstellung abhebLar
ist
Dieser Zerstäuber weist einen kompakten Aufbau auf; er ist durch die den Grundkörper umschließende,
verschiebbare Büchse gegen äußere Einflüsse, beispielsweise gegen eine Verschmutzung durch abplatzenden
Zunder, geschützt Auf der Büchse ist die Ventilnadel direkt angeordnet, so daß keine störanfälligen Zwischenglieder
erforderlich sind Die Büchse dient gleichzeitig dazu, in ihrer Ruhestellung den Auslaßquerschnitt
für das Treibgas abzusperren. Vorteilhaft ist außerdem, daß die Steuerung der öffiiungs- und
Schiießbewegungen des Zerstäubers über den Treibgasdruck erfolgt Somit sind zum einen keine besonderen
Steuereinrichtungen erforderlich und zum anderen ist der Zerstäuber besonders auch für eine Fernsteuerung
geeignet, eine für manche Anwendungsgebiete oft unerläßliche Voraussetzung.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Zerstäubers sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 einen Zerstäuber gemäß der Erfindung im axialen Schnitt entsprechend der Linie I-I der F i g. 3 in
einer Seitenansicht,
F i g. 2 den Zerstäuber nach F i g. 1 in einer Ansicht entsprechend dem Pfeil II der F i g. 1 und
F i g. 3 den Zerstäuber nach F i g. 1 in einer Ansicht entsprechend dem Pfeil II der F i g. 1.
Der Zerstäuber weist einen mittigen Körper 1 auf, der außen durch eine Zylinderfläche 2 begrenzt ist welche
durch eine Ringschulter 3 von einer anderen Zylinderfläche 4 getrennt ist, die einen geringfügig größeren
Durchmesser aufweist Im mittleren Bereich seiner Stirnfläche 5 weist er einen zylindrischen Fortsatz 6 auf.
Auf den mittigen Körper 1 ist eine Büchse 7 axial verschieblich aufgesetzt, welche eine zylindrische
Innenbohrung aufweist die zur Verschiebung auf der äußeren Zylinderfläche 4 eingerichtet ist; außerdem
verfügt sie über eine ebene Grundfläche 8, die durch eine Anfasung 9 von einer kleinen Zylinderfläche 10
getrennt ist, welche im wesentlichen abdichtend die Umfangsfläche des Fortsatzes 6 umgibt
Eine zwischen den Flächen 5, 8 liegende Kammer 11 wird über eine Leitung 12 mit Gas versorgt, welche in
dem mittigen Körper 1 ausgebildet ist und mit einer Gewindebohrung 13 in Verbindung steht, an die eine
nicht dargestellte Gasversorgungsleitung angeschlossen wird. In der Mitte des Fortsatzes 6 ist eine
Durchgangsbohrung für die Flüssigkeit angsordnet die über einen in dem mittigen Körper 1 ausgebildeten
Kanal 15 mit einer anderen Gewindebohrung 16 verbunden ist, an die eine ebenfalls nicht dargestellte
Flüssigkeitsversorgungsleitung angeschlossen wird. In die Durchgangsbohrung 14, die in der Zerstäuberachse
liegt, ragt eine Düsennadel 17, die einstückig an der Bodenwand der Büchse 7 ausgebildet ist, in welcher im
übrigen drei sektorförmige Durchlässe 18 vorgesehen sind, wie es im einzelnen aus F i g. 2 hervorgeht derart,
daß von der Bodenwand lediglich drei radiale Arme 19 übrig bleiben, welche die in der Mitte angeordnete
Düsennadel 17 mit dem die zylindrische Bohrung 10 umgebenden Umfangsteil der Büchse 7 verbinden.
Eine einseitig auf der Ringschulter 3 des mittigen Körpers aufliegende Druckfeder 20 ist auf der anderen
Seite am Boden einer Schraubenmutter 21 abgestützt, welche auf einen äußeren Gewindeteil 22 in der Büchse
7 aufgeschraubt ist und eine mittige Bohrung 23 aufweist, die auf der äußeren Zylindtrfläche 2 des
mittigen Körpers 1 gleiten kann.
iü Auf diese Weise ist erreicht daß die von der Büchse 7
und der Schraubenmutter 21 gebildete Einheit axial geführt auf den Zylinderflächen 2, 4 des mittigen
Körpers 1 verschieblich ist wobei sie auf die linke Seite der F i g. 1 soweit vorgespannt ist daß die Düsennadel
17 die mittige Durchgangsbohrung 14 für die Flüssigkeit vollständig absperrt, während die Bohrung 10 die
Verbindung zwischen der Gaskammer 11 und der Atmosphäre unterbricht. Es sind aber drei kleine
Verbindungskanäle 24 vorgesehen, welche die Gaskammer
11 mit den Durchlässen 18 in Verbindung setzen, wobei, um zu verhüten, daß die Verbindungskanäle
zufällig den radialen Armen 19 gegenüberliegend münden, wodurch zwar nicht die Funktion unmöglich
gemacht, aber die Reichweite durch Behinderung des Auslasses herabgesetzt würde, eine ringförmige Verdrehsicherung
der Büchse 7 bezüglich des mittigen Körpers !,beispielsweise in Gestalt eines Nockens oder
eines Paßkeiles 25 vorgesehen ist, der fest mit der Büchse 7 verbunden ist und in einer längs einer
jo Erzeugenden der Zylinderfläche 4 verlaufenden Nut verschieblich geführt ist.
An der Buchse 7 und der Gewindemutter 21 sind
Flächen 27 (vergleiche F i g. 1, 2), 28 (vergleiche F i g. 3) vorgesehen, welche die Verschraubung der beiden Teile
gestatten. Schließlich gestattet ein auf der Fläche der Mündung der Anschlußgewindebohrungen 13, 16
angeordnetes Gewindesackloch die Befestigung des Zerstäubers mittels einer gekröpften Stange 29.
Im Gebrauch wird eine Flüssigkeitsversorgungslei-
w tung, beispielsweise für dauernd unter Druck stehenden
flüssigen Brennstoff oder ein Stoffgemisch an die Gewindebohrung 16 angeschlossen, während eine
Gasversorgungsleitung, in der Regel für Preßluft, an die Gewindebohrung 13 angeschlossen wird. Die über diese
Versorgungsleitung zuströmende Druckluft dient einerseits zur Steuerung der Zerstäubung und andererseits
als Zerstäubungsmedium. Die Preßluftversorgungsleitung ist beispielsweise an ein Auslaßventil oder einen
pneumatischen Verteiler mit zwei Stellungen und drei
so Auslässen angeschlossen, derart, daß sie im Ruhezustand
entlüftet ist, während sie im Betriebszustand die für die Zerstäubung erforderliche und dazu notwendige
Druckluft liefert, um den oder die Zerstäuber in der geöffneten Stellung zu halten.
Die Betriebsweise ist sehr einfach. Im Ruhezustand reicht die von der Druckfeder 20 ausgehende Vorspannung
aus, um zu erreichen, daß die Düsennadel 17 die mittige Durchlaßbohrung 14 dichtend abschließt Wird
über die Gewindebohrung 13 Preßluft zugeführt so baut
hi) sich in der Kammer 11 Druck langsam auf, weil die
Abströmung über die drei Verbindungskanäle 24 kleiner als der Zustrom ist. Sowie der in der Kammer 11
herrschende Druck einen die Vorspannkraft der Druckfeder 20 übersteigenden Wert erreicht, beginnt
ι»' die von der Büchse 7 und der Gewindemutter 21
gebildete Einheit sich nach rechts (Fig. 1) zu verschieben
und langsam den Flüssigkeitseinlaß zu öffnen, während die bereits durch die Verbindungskanäle 24
ausströmende Luft eine Zerstäubung hervorruft. Mit zunehmend steigendem Luftdruck öffnet die Düsennadel
17 die Durchgangsbohrung 14 vollständig, während die Bohrung 10 sich von der Umfangsfläche des
Fortsatzes 6 abhebt und damit die unmittelbare Verteilung der unter Druck stehenden Zerstäubungsluft
gestattet, welche von der Anfasung 9 entsprechend geleitet und ausgerichtet wird.
Der maximale Flüssigkeitsdurchsatz ist durch die Kalibrierung des Durchmessers der mittigen Durchgangsbohrung
14 gegeben, während der entsprechende Luftdurchsatz durch die Auswanderung der Gewindemutter
21 gegeben ist, wobei bei unmittelbar aufeinander liegenden Windungen der Druckfeder 20 eine
Regelung gegebenenfalls durch entsprechendes Aufoder Abschrauben der Gewindemutter 21 auf bzw. von
der Büchse 7 möglich ist. Bei der Absperrung der Luftzufuhr tritt der umgekehrte Zustand ein; der Druck
nimmt langsam in der Kammer 11 ab, wodurch die Luft- und Flüssigkeitsverteilung zunehmend abgesperrt werden,
wobei aber bis zum Augenblick der vollständigen Absperrung der Flüssigkeitszufuhr eine bestimmte
Luftmenge durch die drei Verbindungskanäle 24 durchströmt, um dadurch eine Nachzerstäubung zu
gewährleisten.
Die Regelung der Menge des zerstäubten Produktes kann entweder durch ein die Zerstäubungszeit regelndes
Zeitglied geschehen, oder dadurch, daß durch einen Anschlag die Auswanderung der ganzen aus der Büchse
7 und der Gewindemutter 21 bestehenden äußeren Einheit begrenzt wird.
Wegen der Verwendung einer vollständig außerhalb der unter Druck stehenden Flüssigkeit liegenden
Düsennadel benötigt der neue Zerstäuber keine aus einem dem Verschleiß unterliegenden Material bestehende
Dichtung, so daß auch beim Betrieb in Bereichen erhöhter Temperatur eine einwandfreie Betriebssicherheit
gewährleistet ist, beispielsweise bei Verwendung als Sprühmitteldüse beim Schmieden oder Gießen, wobei
möglicher Dichtungsverschleiß ausgeschlossen ist. Auf der anderen Seite tritt weder im Ruhe- noch im
Betriebszustand irgendein Flüssigkeitsverlust auf, was bedeutet, daß keine eigene Rückführleitung zu dem
Flüssigkeitsvorratsbehälter vorgesehen werden muß, ohne daß deshalb ein Flüssigkeitseintritt in die
r) Luftleitung zu befürchten wäre.
Im übrigen wird durch die Düsennadel 17 die mittige Durchlaßbohrung 14, durch die die Flüssigkeit austritt,
bei jeder Unterbrechung der Zerstäubung gereinigt und durchgestoßen, was dem Benutzer die Möglichkeit
πι eröffnet, auch solche Materialien zu verwenden, die
übliche Zerstäuber verstopfen, beispielsweise Graphit enthaltende Materialien. Außerdem gestattet der
spezielle Aufbau des neuen Zerstäubers die Ausführung von großen Durchlaßkanälen ohne jegliche Verzweigung,
wodurch Verstopfungen vermieden und eine seht gute Zerstäubungswirkung erreicht werden. Schließlich
ist die Reinigung sehr leicht zu bewerkstelligen, weil dei Mechanismus sehr einfach ui.d an der Außenseite des
Gerätes angeordnet ist. Es genügt, lediglich die Gewindemutter 21 abzuschrauben, um dann die Büchse
7 abziehen und alle Kanäle reinigen zu können, ohne daß hierzu insbesondere die Versorgungsleitungen oder
die Halterung abgeschraubt werden müßten.
Schließlich vermeidet der neue Zerstäuber alle
.r> Flüssigkeitsverluste zu Beginn oder am Ende des
Zerstäubungsvorganges, weil er eine Vor- und Nachzerstäubung aufweist Bei der Inbetriebnahme kommt, wie
bereits erwähnt, die Zerstäubungsluft vor der Freigabe der Flüssigkeit zur Wirkung, während bei der
Jt) Abstellung des Zerstäubers die Zerstäubungsluft noch wirksam ist, wenn die Düsennadel 17 die Flüssigkeitszufuhr
absperrt.
Selbstverständlich ist es möglich, mehrere solcher Zerstäuber in Gestalt einer Batterie an gemeinsame
J5 Versorgungsleitungen anzuschließen.
Der neue Zerstäuber ist einer Reihe von Abänderungen, Verbesserungen oder unterschiedlicher Ausbildungen
fähig, wie auch einzelne seiner Teile durch alternativ verwendbare Elemente im Rahmen des
•to Erfindungsgedankens ersetzt werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Zerstäuber für eine Flüssigkeits-Gas-Emulsion mit zwei in einem Grundkörper vorgesehenen und in
jeweiligen Auslaßquerschnitten mündenden Zuführkanälen für das Treibgas und für die zu zerstäubende
Flüssigkeit sowie mit einer von außen in den Auslaßquerschnitt für die Flüssigkeit ragenden
Düsennadel und mit einer den Auslaßquerschnitt für das Gas verändernden Ventileinrichtung, wobei ι ο
Düsennadel und Ventileinrichtung durch eine vorgespannte Feder in Richtung auf eine Schließstellung
gedrückt werden, sowie mit abhängig vom im Strömungskanal für das Gas herrschenden Druck
betätigten Einrichtungen zur Öffnung des Flüssig- is
keits- und des Treibgasdurchlasses, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (1?) auf
eine«· den Grundkörper (1) von außen umschließenden, verschiebbaren Büchse (7) angeordnet ist und
daß diese in der Schließstellung den Auslaßquerschnitt (11) für das Gas absperrende Büchse (7)
durch den in dem Strömungskanal (12) für das Gas herrschenden Druck von der Schließstellung abhebbar
ist
2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaßquerschnitt (14) für die Flüssigkeit mittig in einem zylindrischen axialen
Vorsprung (6) des Grundkörpers (1) angeordnet ist und daß der Auslaßquerschnitt für das Gas als zu
dem Auslaßquerschnitt (14) für die Flüssigkeit konzentrisch angeordnete Kammer (11) ausgebildet
ist, welche durch Ringflächen (5, 8) an dem Grundkörper (1) und an der Büchse (7) sowie durch
die äußere Mantelfläche des Vorsprungs (6) und die den Grundkörper (1) umfassende Mantelfläche der
Büchse (7) begrenzt ist.
3. Zerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (7) zwischen ihrer
innenliegenden Ringfläche (8) und ihrer die äußere Mantelfläche des Vorsprungs (6) umschließende «u
Bohrung (10) eine sich in Strömungsrichtung verjüngende Kugelfläche (9) aufweist, durch welche
der Gasaustritt begrenzbar und in Richtung auf die Mittelachse des Zerstäubers leitbar ist.
4. Zerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßquerschnitt
(11) für das Gas mit der umgebenden Atmosphäre über der Vor- und Nachzerstäubung
dienende Verbindungskanäle (24) ständig verbunden ist, welche in der Nähe des axial angeordneten
Auslaßquerschnitts (14) für die Flüssigkeit münden.
5. Zerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vor- und Nachzerstäubung
dienenden Verbindungskanäle (24) Bohrungen sind, deren Achse in Strömungsrichtung konvergierend
angeordnet sind.
6. Zerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel
(17) auf dem Verbindungspunkt dreier radialer Arme (19) angeordnet ist, die die äußere Stirnfläche b0
der Büchse (7) bilden.
7. Zerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse
(7) durch eine einen Absatz (23) des Grundkörpers (1) umfassende und die Feder (20) einschließende (ιΓ>
Überwurfmutter (21) auf dem Grundkörper (1) axial einstellbar gehalten ist.
8. Zerstäuber nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine eine Verdrehung der Büchse (7) bezüglich des
Grundkörpers (1) verhindernde axial bewegliche Verdrehsicherung (25,26) aufweist.
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