DE2455738A1

DE2455738A1 - Spritzduese

Info

Publication number: DE2455738A1
Application number: DE19742455738
Authority: DE
Inventors: Ted Lee Butterfield; Lyle J Emory; Robert P Williams
Original assignee: Spraying Systems Co
Current assignee: Spraying Systems Co
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1974-11-25
Publication date: 1975-10-09
Also published as: IT1023347B; DK140686C; CA1014192A; SE7414646L; SE407161B; US3858812A; GB1486437A; DK607074A; DE2455738C3; JPS5089910A; JPS5650623B2; AU7563874A; DK140686B; FR2252134A1; FR2252134B1; DE2455738B2

Description

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Spraying Systems Co. Bellwood/ Illinois / USA

Sprühdüse

Die Erfindung bezieht sich auf ein« Sprühdüse und Insbesondere auf SprUhdüsen zur Verwendung beim Versprühen von Materialien unter niedrigem Druck.

SprUharbeiten mit niedrigem Druck ergeben eine Vielzahl von Vorteilen. Beispielsweise steht die Düsenabnutzung in direktem Zusammenhang mit dem SprUhdruok. Die Verwendung von relativ niedrigen SprUhdrticken vergrößert die brauchbare Lebensdauer einer Düse dadurch, daß die erodierenden Wirkungen des versprühten Materials auf die Düsenkanäle verringert werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß eine Abnutzung äußerst unerwünscht ist, weil bereits eine relativ ' geringe DUsenabnUtzung eine unerwünschte Vergrößerung der DUeenkapazitat hervorrufen kann. Eine Vergrößerung der -Düsen.-, kapazität ist insbesondere dann gefährlich, wenn die DUse zum Versprühen von Chemikalien verwendet wird, well hier eine unerwünschte Vergrößerung der Menge der versprühten Chemikalien einen Übermäßigen Verbrauch der Chemikalien ergibt und weiterhin Gefahren für die Ernte usw. hervorgerufen werden können. Weiterhin ergibt das Sprühen bit niedrigerem Druck den wel-

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teren Vorteil, daß eine größere Teilchengröße in der versprühten Flüssigkeit ermöglicht wird. Die größere Teilchengröße ist bei manchen Arten von Sprühvorgängen, wie z.B. bei lendwirtschaftlichen Anwendungen sehr erwünscht, weil größere Tellahengrößen dts Abtreiben der versprühten Chemikalien verringern. Die Teilchengröße hängt von der Atomisierung der Flüssigkeit ab und diese steht in direktem Zusammenhang zu dem Betriebsdruck, der bei einer Sprühdüse verwendet wird. Wenn der Betriebsdruck verringert wird, wird der Orad der Atomisierung verringert, während die FlUsslgkeits-TeilGhengrÖße In der versprühten Flüssigkeit vergrößert wird. Die Teilchengröße wird verringert, wenn der Sprühdruok vergrößert wird.

Obwohl die Vorteile eines Sprühvorganges mit niedrigem Druck ohne weiteres erkennbar sind, waren bekannte Sprühdüsen bisher nicht für niedrige Sprühdrücke geeignet, weil bekannte Sprühdüeen dazu neigten, starke Randbereiche (unerwünschte und relativ große Flüssigkeit einengen) an den Enden des Sprühinusters zu erzeugen. Es wurden Versuche unternommen, diese Neigung zur Erzeugung einer verstärkten Sprühwirkung an den Kanten zu verringern _u wie dies beispielsweise in den US-PatentsohrIften

2 745 701 und 3 000 576 beschrieben ist. Bei dem Gagenstand der US-Patentschrift 2 745 701 wird eine kreisförmige Perle am Eingangeende des Düsenkanals verwendet und obwohl· auf diese Weise ausgebildete SprUhdüsen eine im wesentlichen gleichförmige Sprühverteilung an den Bändern bei relativ hohen Betriebsdrücken ergeben., ist diese Wirkung nicht in gleioher Weise bei relativ niedrigen Betriebsdrücken erzielbar, wie beispieleweise bei einem Druck im Bereich von 15,7 bis >1#5 kp/mra² (10 bis 20 psig). Allgemein erreichen die heutigen Betriebsdrücke bei landwirtschaftlichen Anwendungen von 4,72 bis 9,45 kp/mm (50 bis 60 psig) und sind in einigen Fällen nooh höher. Bei der US-Patentschrift

3 000 576 wird eine spezielle Düsenkanaiform verwendet, die eine e ingeschnürte Öffnung zwisohen der Flüssigkeitszufuhr und dem Düsenkanal aufweist, um eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit,

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Jedoch niedrigem Druck zu ermöglichen. Diese Anordnung ruft e inen relativ hohen Grad der Teilohenatomieierung hervor und erzeugt damit nicht die gewünsohte große Teilchengröße, die weiter oben erwähnt wurde.

Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sprühdüse der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und wenig aufwendigem Aufbau eine relativ große Teilchengröße bei relativ niedrigen Betriebsdrücken ermöglicht« wobei das von der Sprühdüse bei den niedrigen Betriebsdrücken gebildete SprUhmuster eine welter einer, gleichförmigen Verteilung angenäherte Verteilung des SprUhmusters hervorruft, ohne daß sich eine stärkere Verteilung an den Rändern ergibt, wie dies bei den bekannten SprühdUsen der Fall war·

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst»

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben eich aus den Unteransprüohen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zelohnung dargestelltenAusführung»be!spielen nooh näher erläutert·

In der Zelohnung zeigern

?ig.1 eine Quersohnittsansicht einer typisohen Düsenanordnung, bei der eine Aueführungeform der Sprühdüse Verwendung finden kann;

Flg. 2 eine Endansloht der Düsenanordnung naoh Fig. 1;

Flg. 2 eine Quereohnlttsaneloht einer Aueführungsform der Sprühdüse entlang der Linie 3-3 naoh Fig. 2;

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Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Düse naoh Fig. 3, Jedoch entlang der Linien 4-4- naoh Flg. 2 unter reohten Winkeln zu dem in Fig. ? gezeigten Schnitt;

Fig· 5 eine Endansicht der Sprühdüse naoh den Figg. 2 und 4 bei Betrachtung vom Eingangeende des DUsenkanals und entgegengesetzt sur Betraohtungsriohtung naoh Fig. 2;

Fig. 6 eine Sohnlttanaloht, die ein Verfahren zur Herstellung der Düse naoh den Figg· 3 bie 5 zeigt;

Fig. 7 eine Schnittansioht einer weiteren Ausführungsform der Sprühdüse;

Flg. δ eine Querschnittsansicht der Düse naoh Fig. 7· wobei der Schnitt entlang einer Ebene gelegt ist» die eioh unter reohten Winkeln zu dem Schnitt naoh Fig. 7 erstreokt;

Fig. 9 eine Endansicht der Sprühdüse naoh den Figg. 7 und 8 bei Betrachtung vom Eingangsende des Sprühdüsenöffnungskanals aus;

Fig. 10 eine Darstellung des durch eine Ausführung«form der Sprühdüse erzeugten Sprühmustere;

Fig. 11 ein Diagramm des Sprühmusters alt unerwünscht 8tarken Rändern.

In der Zeichnung ist eine Düsenanordnung ähnlich der der US-Patentschrift 2 7^5 701 dargestellt. Die Düsenanordnung schließt einen Düsenkörper 10 mit einer großen zylindrischen öffnung 11, eine flache Seiten aufweisende Düsenkappe 12, die als getrenntes Teil hergestellt und am äußeren Ende des DUsenkörpers befestigt

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ist, einen Filtereinsatz 13*der in der zylindrischen öffnung 11 angeordnet ist, und einen Ringflansch 14 am äußeren Ende au.f-.weist, der zwischen dem äußeren Ende des DUsenkörpers und der Düsenkappe angeordnet ist und eine Kupplung 15 ein, mit der die Düsenkappe am Düsenkörper 10 befestigt ist.

Der Düsenkörper 10 weist an seinem von der DUsenkappe 12 entfernten Ende ein Innengewinde 16 zur Verbindung mit einer Vorrichtung zur Lieferung von zu versprühender FlÜssigte it auf, während das entgegengesetzte Ende ein Außengewinde 17 aufweist, das zur Befestigung der Kupplung 15 dient. Die Kupplung greift über einen Ringflansoh 18 der DUsenkappe 12 um die Düse gegen das äußere- Ende des Filtereinsatzes 13 und diesen gegen das äußere Ende des Düsenkörpers zu pressen. Der Düsenkörper 10 und die Kappe 15 weisen eine Sechskantform auf, wie dies bei 19 und 20 gezeigt ist, um den Eingriff einesWerkzeuges zu ermöglichen.

Der dargestellte Filtereinsatz 13 weist einen hohlzylindrischen Körper 21 auf, der von.einem zylindrischen Sieb 22 umgeben ist. Der,Filtereinsatzkörper 21 weist eine Reihe von querverlaufenden Schlitzen 24 vorzugsweise an verschiedenen Stellen an seinem Umfang und vorzugsweise an diametral entgegengesetzten Stellen auf, so daß die am unteren Ende in Fig. 1 eingeführte Flüssigkeit durch das Sieb 22 in das Innere des Filtereinsatzes eintritt.

Die DUsenkappe oder Düse 12 weist einen großen ausgebohrten Hohlraum oder eine Gegenbohrung 26 auf, die mit dem Inneren des Filtereinsatzes in Verbindung steht und zu einer relativ kleineren Bohrung 27 mit zylindrischer Form führt, die die Form eines Kanals mit konvexem oder domförmigen äußeren Ende 28 aufweist, durch die die Sprühöffnung 29 gebildet ist.

Die Sprühöffnung 29 ist vorzugsweise in dem Ende der Düse 12 am Boden einer Vertiefung 30 ausgenommen, die sich in einer Rich-

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tung quer üoer das Ende der Düse erstreckt und am Boden ist diese Vertiefung 30 mit einer kleineren Nut 31 versehen, die eine allgemein V-förmige Form aufweist, wie dies in den Figg. 2 und 3 dargestellt ist, und die das domförmige Ende 28 des Kanals 27 schneidet, um die DUsenöffnung 29 zu bilden, die eine lange schmale Form aufweist und mit einem bogenförmigen Umriß versehen ist, um sich zu dem abgerundeten Ende 28 des Kanals 27' zu erstrecken.

Auf diese= Weise wird ausgehend von der relativ großen Bohrung ein Übergan fr zum Kanal 27 und zur verengten Düsenöffnung 29 gebildet, um eine starke Beschleunigung des Flüssigkeitsstrahles zu erreichen.

Normalerweise ist der Kanal 27 mit einer abrupten Schulter um den Eingang versehen, wie dies im wesentlichen bei 32 in den Figg. 4 und 7 gezeigt ist und weist eine beträchtliche Länge bezogen auf seinen Durchmesser auf, um einen langen geradlinigen Strömungsweg für eine beschleunigte Flüssigkeitsströmung zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist das Eingangsende des Düsenkanals an entgegengesetzten Seiten eingezogen, indem mit Abstand angeordnete Vorsprünge in dieser öffnung gebildet werden. Dies ist bei J>k und 35 in den Figg. 4 bis 6 gezeigt, während der übrige Teil des DUsenkanals eine gleichförmige Querschnittsform aufweist. Die Länge dieser Einschnürung liegt in der Größenordung von 1/3 der Länge des Düsenkanals. Diese Einschnürung kann vorteilhaft mit Hilfe eines Preßwerkzeuges hergestellt werden, das in die Bohrung 26 eingesetzt wird unddie zum Düsenkanal 27 führt, wie dies in Fig. β dargestellt ist. Dieses Werkzeug 36 weist zwei diametral entgegengesetzte Vorsprünge auf, die in die Wand oder Schulter eingepreßt werden, die den Düsenkanal 27 umgibt. Dies ergibt die Verformung und die VorsprUnge 3^ und 35· Hierdurch ergibt

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sich ein nicht kreisrundes Eingangsende, wodurch eine turbulente Strömung hervorgerufen wird, so daß sich eine Flüssigkeitsverteilung ergibt, "wie dies in Fig. 10 gezeigt.ist, während sich beim bekannten Stand der Technik eine FlUssigkeitsverteilung gemäß Fig. 11 ergibt (bei Anwendung eines niedrigen Drucks). Dies kann auch gemäß Fig. J und 8 durch einen Einsatz 4o erreicht werden. ..--". ..".-"

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche t

1. Sprühdüse zur Verwendung bei relativ niedrigem Sprtthdruok und zur Erzielung eines Sprühmusters mit ovaler Form und mit sich verjüngender Verteilung des Sprühmusters an den Rändern« gekennzeichnet durch einen Düsenkörper (12) mit einem darin ausgebildeten zylindrischen Kanal (27)« der ein offenes Eingangsende und ein Ausgangsende umfaßt, das an einer Wand endet« die sioh quer über den Kanal erstreokt« eine Öffnung in der Wand« die sioh quer Über die Aahse des Kanals (27) erstreokt und die symmetrisch bezUglioh der Achse des Kanals (27) angeordnet ist und eine ovale Form aufweist« wobei der Kanal eine Anzahl von mit Abstand angeordneten VorsprUngen (J4, 35« 40a« 40b) aufweist« die in der Wand des Kanals benachbart zum Eingangsende des Kanals derart ausgebildet sind« daß das Eingangsende des Kanals (27) eine allgemein ovale Querschnittcsform aufweist» und wobei sich die Vorsprünge von dem Eingangsende des Kanäle (27) aus in Richtung auf das Auegangeende über eine kurze Streoke erstrecken„

2. Sprühdüse nach Anspruch 1« dadurch gekennzeiohn et « daß die Vorsprünge (J4, j>5) durch Vorpressen der Wand gebildet sind« die die Anfangsfläche des Düsenkanals (27) bildet.

ο Sprühdüse naoh Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« daß die Vorsprünge entlang einer Linie senkrecht zur Hauptachse der Düsenöffnung ausgerichtet sind.

4. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Sprühdüse durch einen einzigen Materialkörper gebildet ist.

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5· Sprühdüse na oh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Düsenkörper durch eine mehrstüokige Anordnung gebildet ist, dad zumindest zwei dieser Teile den zylindrischen Kanal (27) definieren und daß einer dieser Teile (40) am Eingangsende des Kanals (27) angeordnet ist und die Vorsprünge (40a, 40b) aufweist.

6· Sprühdüse naoh Anspruch 1« daduroh gekennzeichnet, daS der Düsenkörper (12) eine Gegenbohrung (26) aufweist, die eine Schulter (22) um das Eingangsende des zylindrischen Kanals definiert und daß die Schulter Nuten (39) benaohbart zu dem Matezfel aufweist, das die Vorsprünge (34, 35) bildet.

7· Verfahren zur Herstellung einer Sprühdüse, naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse als ein Körper mit einem zylindrisohen Kanal (27) auegebildet ist, die zu einer Auslaßöffnung durch die Wand des Körpers führt und daß Vorsprünge (3^/ 35, 40a, 40b) im Eingangsende des zylindrischen Kanals (27) gebildet werden, so daß das Eingangsende des Kanals eine allgemein ovale Form aufweist, während der übrige Teil des Kanals eine kreisrunde Querschnittsform aufweist.

8. Verfahren naoh Anspruoh 7, daduroh gekennzeiofon e t , daß die Vorsprünge (40a, 4Ob) durch Ausformen ein«* Materialteils mit einer öffnung mit ovaler Form und durch Befestigen dieses Teils in dem Düsenkörper gebildet werden, wobei die öffnung durch das Teil (40) mit dem zylindrischen Kanal (27) ausgebildet ist, so daß der Kanal in der Düse durch die öffnung in dem Materialteil (40) und dem übrigen Teil des Kanals gebildet ist, während die ovale Form der öffnung in dem Materialteil (40) die Vorsprünge am Eingangsende des Kanals bildet.

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9* Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet * daß die Vorsprünge (34> 35) duroh Verformen des Materials gebildet werden« das den zylindrischen Kanal (27) umgibt» um Material naoh innen in Richtung auf die Aohse des zylindrischen Kanals an diametral mit Abstand angeordneten Punkten gedrückt wird* woduroh dl« Vorsprünge gebildet werdenο

10· Verfahren naoh Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material duroh Einpressen mit Abstand angeordneter Nuten (39) in der Wand des Materials verformt wird« die den zylindrischen Kanal umgibt·

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