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Sprühdüse Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühdüse und lnsbesondere
auf 8prühdUsen zur Verwendung beim Versprühen von Materialien unter niedrigem Druck0
Sprilharbeiten mit niedrigem Druck ergeben eine Vielzahl von Vorteilen, Beispielsweise
steht die Düsenabnutzung in direktem Zusammenhang mit dem Sprühdruck. Die Verwendung
von rela tiv niedrigen Sprühdrücken vergrößert die brauchbare Lebensdauer einer
Düse dadurch, daß die erodierenden Wirkungen des.
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versprühten Materials auf die DUsenkanäle verringert werden0 In diesem
Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß eine Abnutzung äußerst unerwünscht ist,
weil bereits eine relativ geringe Düsenabnützung eine unerwünschte Vergrößerung
der Düsenkapazität hervorrufen kann. Eine Vergrößerung der DUsenkapazität ist insbesondere
dann gefährlich, wenn die Düse zum Versprühen von Chemikalien verwendet wird, weil
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.
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Weiterhin ergibt das Sprühen bei niedrigerem Druck den weiteren
Vorteil,
daß eine größere Teilchengröße in der versprüh ten Flüssigkeit ermöglicht wird0
Die größere Teilchengröße ist bei manchen Arten von Sprühvorgängen, wie z.B. bei
landwirtschaftlichen Anwendungen sehr erwünscht, weil größere Teilchen größen das
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 Sprüdhüse verwendet wrd0 Wenn der Betriebsdruck verringert
wird, wird der Grad der Atomisierung verringert, während die FlüssigkeitsTeilchengröße
in der versprühten Flüssigkeit vergrößert wird0 Die Teilchengröße wird verringert,
wenn der Sprühdruck vergrößert wird0 Obwohl die Vorteile eines Sprühvorganges mit
niedrigem Druck ohne weiteres erkennbar sind, waren bekannte SprUhdUsen bisher nicht
für niedrige Sprühdrilcke geeignet, weil bekannte Sprüh düsen dazu neigten, starke
Randbereiche (unerwünschte und relativ große Flüssigkeitsmengen) an den Enden des
Sprühmusters zu erzeugen. Es wurden Versuche unternommen, diese Neigung zur Erzeugung
einer Verstärkten Sprühwirkung an den Kanten zu ver ringern, wie dies beispielsweise
in den US Patentschriften 2 745 701 und 3 000 576 beschrieben ist. Bei dem Gegenstand
der US-Patentschrift 2 745 701 wird eine kreisförmige Perle am Eingangsende des
Düsenkanals verwendet und obwohl auf diese Weise ausgebildete Sprühdüsen eine im
wesentlichen gleichförmige Sprühverteilung an den Rändern bei relativ hohen Betriebsdrücken
ergeben, ist diese Wirkung nicht in gleicher Weise bei rela tiv niedrigen Betriebsdrücken
erzielbar, wie beispielsweise bei einem Druck im Bereich von 15,7 bis 31,5 kp/mm2
(10 bis 20 psig).
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Allgemein erreichen die heutigen Betriebsdrücke bei landwirtschaftlichen
Anwendungen von 4,72 bis 9,45 kp/mm²(30 bis 60 psig) und sind in einigen Fällen
noch höher. Bei der USPatentschrift 3 000 576 wird eine spezielle Düsenkanalform
verwendet, die eine eingeschnürte Öffnung zwischen der Flüssigkeitszufuhr und dem
Düsenkanal aufweist, um eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit,
jedoch
niedrigem Druck zu ermöglichen0 Diese Anordnung ruft e inen relativ hohen Grad der
Teilohenatomisierung hervor und erzeugt damit nicht die gewünschte große Teilchengröße,
die wei ter 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 Betriebs drücken ermöglicht, wobei das von der Sprühdilse
bei den niedrigen Betriebsdrücken gebildete Spruhmuster eine weiter einer gleich
förmigen Verteilung angenäherte Verteilung des Sprühmusters hervorruft, ohne daß
sich eine stärkere Verteilung an den Rändern ergibt, wie dies bei den bekannten
Sprühdüsen der Fall war, Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen noch näher erläutert0 In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine
Querschnittsansicht einer typischen Dusen anordnung. bei der eine Ausführungsform
der Sprühdüse Verwendung finden kann; Fig0 2 eine Endansicht der Düsenanordnung
nach Fig0 1; Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Sprühdüse
entlang der Linie 3-3 nach Figo 2;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht
der Düse nach Figo 3, Jedoch entlang der Linien 4-4 nach Fig0 2 unter rechten Winkeln
zu dem in Fig. 3 gezeigten Schnitt; Fig0 5 eine Endansicht der SprWhdUse nach den
Figg. 3 und 4 bei Betrachtung vom Eingangsende des Düsenkanals und entgegengesetzt
zur Betrachtungsrichtung nach Fig. 2; Fig0 6 eine Schnittansicht, die ein Verfahren
zur Her stellung der Düse nach den Figgo 3 bis 5 zeigt; Fig0 7 eine Schnittansicht
einer weiteren Ausführungsform der Sprühdüse; FIg. 8 eine Querschnittsansicht der
Düse nach Fig0 7, wo bei der Schnitt entlang einer Ebene gelegt ist, die sich unter
rechten Winkeln zu dem Schnitt nach Fig. 7 erstreckt; Fig. 9 eine Endansicht der
Sprühdüse nach den Figg. 7 und 8 bei Betrachtung vom Eingangsende des Sprühdüsen-Öffnungskenals
aus ; Fig0 10 eine Darstellung des durch eine Ausführungsform der Sprühdüse erzeugten
Sprühmusters ; Fig0 11 ein Diagramm des Sprühmusters mit unerwünscht starken Rändern.
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In der Zeichnung ist insbesondere in Fig. 1 eine Düsenanordnung dargestellt9
wie sie in der US-Patentschrift 2 745 701 gezeigt ist0 Die Düsenanordnung umfaßt
einen Körper 10 mit einer großen durchgehenden zylindrischen Öffnung 11, eine ebene
Seiten aufweisende
Düsenspitze 12, die als getrennter Teil hergestellt
ist und an dem äußeren Ende des Körpers 10 befestigt ist» eie Filtereinheit 13 in
der zylindrischen Öffnung 11 des Körpers mit einem ringförmigen Flansch 14 am äußeren
Ende» der zwi schen der Düsenspitze 12 und dem äußeren Ende des Körpers 10 liegt,
und eine Kupplung 15, mit der die Düsenspitze oder Düsenkappe 12 an dem Körper 10
befestigt ist0 Der Körper 10 weist bei 16 ein Innengewinde auf dem von der Düsenkappe
12 entfernten Ende auf, um den Anschluß eines Rohres oder anderer Einrichtungen
zu ermöglichen, durch die die Flüssigkeit der Düse zugeführt wird» während das andere
Ende tJes Körpers bei 17 ein Außengewinde aufweist, damit die Kupplung 15 aufschraubbar
isto Die Kupplung 15 ist eine Flanschmutter, bei der das äußere Ende des Flansches
wie dies bei 15a gezeigt ist» nach innen gewendet ist, um über einen ringförmigen
Flansc'h í8 gm unteren Ende der Düsenkappe zu greifen, um diese gegen das äußere
Ende der Filtereinheit 13 und den Flansch 14 der Filter einheit gegen das äußere
Ende des Dusenkörpers zu drücken, Die Kupplung 15 und der Körper 10 weisen jeweils
über ein n Teil ihrer Länge eine äußere Sechskantform auf, wie dies bei 19 bzwO
20 gezeigt ist oder es können andere Einrichtungen für den Eingriff eines Werkzeuges
zum Verbinden und Lösen der Teile vorgesehen sein, Die dargestellte Filtereinrichtung
13 weist einen hohlen zylin drischen Körper 21 auf, der von einem zylindrischen
Sieb 22 umgeben ist0 Der Körper 21 der Filtereinrichtung weist eine Reihe von querverlaufenden
Schlitzen 24 durch seine Wand hindurch auf, vorzugsweise an mehreren Stellen um
die Wand herum, beispielsweise an diametral entgegengesetzten Seiten, so daß die
durch das untere Ende der Dusenanordnung eingeführte Flüssig kelt durch das Sieb
in das Innere des Körpers 21 der Filtereinm richtung gelangt.
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Die Düsenkappe 12 weist einen großen ausgebohrten Hohlraum oder eine
Gegenbohrung 26 auf, die mit dem Inneren des Körpers 21 der Filtereinrichtung in
Verbindung steht und zu einer einen relativ kleinen Durchmesser aufweisenden Bohrung
oder einem zylindrischen Kanal 27 mit einem konvexen oder domförmigen äußeren Ende
28 führt9 durch das die Sprühöffnung 29 gebildet ist, Die Sprühöffnung 29 ist vorzugsweise
in dem Ende der Düse am Boden eines Kanals oder einer Nut 30 ausgenommen, die sich
in einer Richtung quer über das Düsenende erstreckt und am Boden ist diese Nut 30
mit einer kleinen Nut 31 mit allgemein V-förmiger Form in der dargestellten Weise
versehen. die durch das domförmige äußere Ende 28 der Bohrung oder des Kanals 27
hin durchschneidet, um die Düsenöffnung 29 zu bilden, die eine lange schmale Form
und eine bogenförmige Kontur vom Ende zu Ende aufweist» die dem abgerundeten Ende
28 der Bohrung 27 an der Stelle entspricht, an der sich die Offhung quer über diese
Bohrung erstreckt.
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Auf diese Weise bilden die Düsenkörperöffnung 11, der relativ große
Düsenkappen-hohlraum 26 und die einen kleinen Durchmesser aufweisende Bohrung 27
zusammen einen Kanal, durch den Flüssig keit zur Düsenöffnung 29 geführt wird und
auf Grund des geringen Durchmessers der Bohrung 27 fließt die Flüssigkeit dadurch
diese Bohrung hindurch und zur OfNnung 29 mit einer stark beschleu nigten Geschwindigkeit0
Allgemein ist die Bohrung 27 mit einer abrupten Schulter um das Eingangsende herum
versehen wie dies im wesentlichen bei 32 in den Figg. 4 und 7 gezeigt ist und sie
weist eine betracht liche Länge im Verhältnis zu ihrem Durchmesser auf, um einen
langen geradlinigen Weg für die beschleunigte Flüssigkeitsströmung sicherzustellen,
bevor diese die Offnung 29 erreicht0
Düsen dieser Art können eine
abgestufte Bohrungsform aufweisend die zu dem Düsenöffnungskanal führt, wie dies
durch die innere Bohrung 26 und die Gegenbohrung 26a in den Figg. 3 und 4 gezeigt
ist.
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Die Tiefe der Gegenbohrung kann unterschiedlich sein und kann in einigen
Fällen fortgelassen sein, wie dies in der Darstellung der Düse nach Fig. 1 gezeigt
ist.
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Erfindungsgemäß ist das Eingangsende des Düsenöffnungskanals an entgegengesetzten
Seiten dadurch eingeschnürt, daß mit Abstand angeordnete und allgemein parallele
Vorsprünge in dieser OfNnung gebildet werden0 Dies ist bei 34 und 35 in den Figgo
4, 5 und 6 dargestellte Hierdurch wird eine allgemein ovale Quer schnittsform am
Eingangsende des Düsen~ffnungskanals 27 gebildet, während der übrige Teil des Düsenöffnungskanals»
der zur O££nung führt, eine gleichförmige kreisrunde Querschnittsform aufweist0
Die Länge dieser Einschnürung sollte in der Größen ordnung von ungefähr einem Drittel
der Lunge des Düsenöffnungs kanals liegen.
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Die Einschnürung am Eingangsende des Düsenöffnungskanale kann zweckmäßigerweise
durch die Verwendung eines Preßwerkzeuges 36 ausgebildet werden, das, wie dies in
Fig0 6 gezeigt ist, in die Bohrung 26 des Düsenkörpers eingesetzt wird, die zu dem
Düsen öffnungskanal führt. Diametral mit Abstand angeordnete Preis spitzen 37 und
38 des Preßwerkzeuges 36 werden dann in die Wand oder Schulter der Bohrung gepreßt,
die den Düsenöffnungskanla 27 umgibt. Hierdurch werden diametral mit Abstand angeordnete
und allgemein V-förmige Einprägungen 29 gebildet, wie dies im Querschnitt der Fig.
6 zu erkennen ist. Dieser Preßvorgang verformt oder verschiebt das Metall, das den
Düsenöffnungskenal umglbt, so daß das Metall in Richtung auf die Achse des Kanals
27 gepreßt wird, um die Vorsprünge 34 und 35 zu bilden.
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Das Ergebnis dieses Preßvorganges, der ein nicht kreisförmiges Eingangsende
des Düsenöffnungskanals ergibt, besteht darin» die Strömungsriohtung durch den Düsenöffnungskanal
aufzureißen und einen turbulenten Zustand hervorzurufen.
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Die Auswirkung dieses Vorganges besteht darin, daß ein Flüssig keitsverteilungsmuster
erzielt wird, wie dies in Fig0 10 dar gestellt ist.
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In Fig0 10 ist der Düsenkörper bei 12 dargestellt und das Sprüh muster
ist mit P bezeichnet. Es ist zu erkennen, daß das Sprühmuster eine sich verjüngende
Form aufweist, was eine allgemein gleichförmige Verteilung über das gesamte Sprühmuster
und eine allgemein gleichförmige Verteilung von einem Ende zum anderen des Sprühmusters
anzeigte Dies ist das gewünschte Sprühmuster, das beim Sprühen mit niedrigem Druck
erwünscht ist und das durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Sprühdüsen erzielt
wird0 Dieses Sprühmuster unterscheidet sich von Sprühmustern, wie sie in Fig, 11
dargestellt sind» in der eine bekannte Sprühdüse mit N bezeichnet ist, während das
sich bei der Verwendung derartiger bekannter DUsen bei relativ niedrigen Sprühdrücken
ergebende Sprühmuster mit P8 bezeichnet ist. Die starken Ränder, die be reits weiter
oben erwähnt wurden» sind schematisch an den Enden des Sprühmusters dargestellt
und mit dem Buchstaben E bezeichnet.
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Diese starke Verteilung an den Enden des Sprühmusters ist das Unerwünschte
an bekannten Sprühdüsen, wenn diese bei niedrigen Sprühdrücken betrieben werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Preßvorgänge und damit die erzeugen Vorsprünge
entl ng einer Ebene ausgeriohtet sind, die sich senkrecht zur Hauptachse der langgestreckten
oeffnung 27 in der Düse erstreckt0 Das Ergebnis der Vorsprünge be- staht darin,
daß ein Sprühmuster hervorgerufen wird, das ein Verteilungsschema von der Form aufweist,
wie
es in Fig. 10 dargestellt ist, wobei das Muster bei Betrieb mit niedrigem Druck
mehr oder weniger verjüngt und ge formt ist, das sich stark von der relativ dichten
Randvertei lung an den Kanten des Musters unterscheidet, das mit bekannten Düsen
erzeugt wird und das in Figo 11 dargestellt ist.
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Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Sprühdüse.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Düsenkappe mit 12 bezeichnet und
mit einem Öffnungskanal 27 und einer Auslaßöffnung versehen, die ähnlich der nach
den Figg. 1 bis 3 ist. In Fig. 7 sind die Vorsprünge am Eingangsende des Öffnungskanals
in einer getrennten Einsatzscheibe 40 ausgebildet, die in dem Kanal mit größerem
Durchmesser angeordnet ist» der an den Düsenöffnungekanal 27 angrenzt. Der Einsatz
liegt gegen die Schulter 32 anO Dieser Einsatz kann zweckmäßigerweise durch Ausformen
oder durch andere Ausbildung der Vorsprünge 40a und ffiOb hergestellt werden, die
die mehr oder weniger ovalförmige Querschnittsform (Fig. 9) des Druchlasses 40e
zum Düsenöffnungskanal an einer Stelle bilden, die der nach den Figg. 1 bis 5 ähnlich
ist.
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P a t e n t a n s p r ü c h e :