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Vorrichtung zum Verteilen von fließfähigen Stoffen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art.
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Fließfähige Stoffe, insbesondere Flüssigkeiten, Lösungen, Enulsionen,
Suspensionen usw., aber auch Feststoffe in Form von Pulver, Staub od.dgl. müssen
für die verschiedensten Anwendungszwecke möglichst fein in der Atmosphäre verteilt
werden. Bei spielsweise ist das der Fall bei Mitteln zur 'Fngezieferbekämpfns btX
Markierungen im Gelände, beim Aullösen von Nebelschichten oaer beim Erzeugen von
ki.nstlichem Nebel. Insbesopdere im letzzeren Fall ist es für die beabsicn-tJgte
Wirkung erwünscht, in sehr kurzer Zeit eine größere Menge des fließfähigen Stoffes,
vorzugsweise eines oder mehrerer flüssiger Nebelstoffe, in der Luft auf einem möglichst
großen Raum zu verteilen. Geeignete flüssige Nebelbildner sind z.B. Titantetrachlorid
oder Chlorsulfonsäure.
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Zur Verstärkung der Nebeldichte unter gleichzeitiger Neutralisation
des Nebels können gegebenenfalls entsprechend der DT-CS 22 32 763 auch noch Verstärkungsstoffe
wie Amine, beispielsweise Triäthylamin oder Trimethylamin, zusammen mit dem bzw.
den Nebel-: bildnern verteilt werden.
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Aus der DT-OS 14 75 163 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der in sehr
kurzer Zeit größere Mengen eines fließfähigen Stoffes verteilt werden können. Bei
dieser Vorrichtung wird z.B. der durch den Abbrand eines Raketenfeststofftreibsatzes
erzeugte Druck benutzt, um den zu verteilenden Stoff aus einem Behälter über ein
Rohrsystem in eine Düse zu fördern und mittels der kinetischen jEnergle des durch
diese austretenden Treibgasstrahles zu verteilt eilen. Infolge der Entleerung des
Behälters über ein Rohrsystem
kann diese Vorrichtung nur in einer
vorgegebenen Position betrieben werden. Sie ist nicht als Wurfkörper verwendbar,
der in unterschiedlichen Lagen im Raum funktionsfähig sein muß.
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De Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszuDilden, daß sie geeignet ist, in sehr kurzer Zeit eine größere
Menge wenigstens eines fließfähigen Stoffes, vorzugsweIse eines Stoffes mit einer
flüssigen Phase, insbesondere flüssige A»belstoffe, in der Atmosphäre zu verteilen,
wobei die Funktion der Vorrichtung in jeder Lage im Raum einwandfrei gewährleistet
sein muß. Die Vorrichtung soll weiterhin möglichst einfach aufgebaut und auch nach
längerer Lagerzeit, beispielsweise 10 Jahre und mehr, noch zuverlässig funktionieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemät vorgesehen, die Vorrichtung
entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 auszubilden. Das Druckgas muß dabei,
um nach Funktionsauslösung leber die wenigstens eine Austrittsöffnung des Gehäuses
entweichen zu können, durch den zu verteilenden Stoff hindurchströmen.
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Hierbei kommt es zu einer starken Durchwirbelung des Stoffs im Gehäuse,
die sicherstellt, daß der zu verteilende Stoff auch dann noch einwandfrei mit hinausgetragen
wird, wenn gegen Ende des; Verteilungsvorgangs nur noch geringe Mengen des Stoffs
im Gehäuse vorhanden sind. Mit dieser erfindungsgemäßen Zwangsführung der Druckgase
in den zu verteilenden Stoff hinein und durch diesen hindurch ist in vorteilhafter
Weise die einwandfreie Funktion der Vorrichtung in jeder Position, d.h. ihre vollkommene
Lageunabhängigkeit gewährleistet. Die Vorrichtung kann daher nicht nur in definierter
Lage, beispielsweise an Fahrzeugen befestigt, eingesetzt, sondern auch z.B. als
Wurfkörper verwendet werden.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß Anspruch 2;
vorgesehen, als Druckgaseinrichtung einen heißes Druckgas erzeugenden Druckgasgenerator,
beispielsweise nach Art eines Raketenfeststofftreibsatzes oder eines pyrotechnischen
Satzes,
zu verwenden. Dieser Druckgasgenerator weist gegenüber einer
z.B.
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mit Preßluft gefüllten Druckgaseinrichtung den Vorteil auf, daß er
bis zur Funktionsauslösung nicht unter Druck steht, was insbesondere bei sehr langer
Lagerfähigkeit günstig ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß die von diesem Druckgasgenerator
abgegebene Druckgasmenge, bezogen auf seine Baugröße, sehr groß und auch der Druck
dementsprechend hoch ist, so daß sich große Mengen des zu verteilenden Stoffs in
sehr kurzer Zeit auch über größere EntSerizangen mit einem relativ kleinen Druckgasgenerator
einwandfrei verteilen lassen. Bei einer zu verteilenden Flüssigkeit, Lösung, Suspension
od.dgl., d.h. einem Stoff mit wenigstens einer flüssigen Phase, besteht darüber
hinaus der Vorteil, daß das heiße Druckgas des Druckgasgenerators beim Hindurchströmen
durch den zu verteilenden Stoff einen mehr oder weniger großen Teil der flüssigen
Phase verdampft, wodurch es noch zu einer stärkeren, das Ausstoßen des zu yerteilenden
Stoffes begünstigenden Verwirbelung im Gehäuse kommt.
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Gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, das den zu vertenlenden Stoff enthaltende
Gehäuse und die Druckgaseinrichtung, z.B. eine Brennkammer mit Feststofftreibsatz,
als voneinander unabhänçge Einheiten auszubilden, die je nach Anwendungsfall miteinander
kombi nierbar sind. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, den zu verteilenden
Stoff hinsichtlich Art und Menge entsprechend den Erfordernissen des konkreten Einzelfalles
auszuwählen und mit der Druckgaseinrichtung, die gegebenenfalls auch in unterschiedlichen
Ausführungen zur Verfügung stehen kann, zur vollständigen Verteilvorrichtung zusammenzusetzen.
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Um das Hineinströmen des Druckgases in den zu verteilenden Stoff und
das Ausströmen des Gemisches aus dem Gehäuse zu ermöglichen, kann die den zu verteilenden
Stoff einschließende Wandung z.B.
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mit Öffnungen versehen werden, die mit einer unter Gasdruckeinwirkung
aufreißenden Membran verschlossen sind. Vorteilhafter ist es Jedoch, entsprechend
Anspruch 4 den zu verteilenden Stoff in einen besonderen Behälter einzufüllen, der
unter der Sinwirkung des Gasdrucks zerstört wird und so einen besonders intensiven
Kontakt
zwischen zu verteilendem Stoff und Druckgas ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil im Vergleich zum direkten Einbringen des zu verteilenden
Stoffes in das Gehäuse ist ferner die einfache Austauschbarkeit von Behältern mit
unterschiedlichen Stoffen gegeneinander. Der zerstörbare Behälter kann z.B. as einer
dünnen Metallfolie wie etwa Aluminium, aus Kunststoff-wie beispielsweise PTFE oder
auch aus Glas hergestellt werden. Das letztere wird bevorzugt bei stark korrosiven
zu verteilenden Stoffen verwendet.
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Ein ungenutztes Abströmen des Druckgases über den Raum zwischen der
Behälteraußen- und der Gehäuseinnenwand sollte möglichst verhindert werden. Sofern
nach Anspruch 5 hierfür besondere Dichtungselemente vorgesehen sind, können diese
bei stoßempfindlichen Behältern aus z.B. Glas gleicheitig als Dämpfungselemente
gegen über äußeren mechaniE:~hen Beanspruchungen dienen.
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Sollen zwei oder mehrere Stoffe, z.B. Neblbildner und Verstärkungsstoff,
verteilt werden, so ist nach einen weiteren Vorschlag der Erfindung eine Ausbildung
gemäß Anspruch 6 vorteilhaft. Dabei sind sämtliche Behälter mit dem gemeinsamen
Druckraum der Druckgaseinrichtung direkt verbunden, d.h. bezüglich dieser nicht
hintereinander, sondern nebeneinander angeordnet, so daß die Behälter bei Druckgaseinwirkung
praktisch gleichzeitig zerstört werden und damit die zu verteilenden Stoffe in der
gewünschten Weise gleichmäßig verteilt werden.
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Die erfindungsgemäße Verteilvorrichtung kann stationär, z.B.
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an einem Fahrzeug fest angebracht, betrieben oder auch als Wurfkörper,
der von Hand geworfen oder mittels einer Ausstoßladung aus einem Wurfbecher ausgestoßen
wird, verwendet werden. Nach Anspruch 7 kann er aber auch als Nutzlast einer Rakete,
eines Geschosses od.dgl. zum Einsatz gelangen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung im Längsschnitt in einem Ausführungsbeispiel
und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert.
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Das zylindrische Gehäuse 1 und die Druckgaseinrichtung 2 sind z.B.
aus Stahl hergestellt und mittels der Schraubverbindung 3 auswechselbar miteinander
verbunden. Die Druckgaseinrichtung 2 ist als Brennkammer 4 mit dem druckgaserzeugenden
Treibsatz 5 und dem Bodenstück 6 ausgebildet. Der hier als Innenbrenner ausgebildete
Treibsatz 5 ist in bekannter Weise in der Brennkammer der Brennkammer gehalten und
auf seiner äußeren Mantelfläche und den beiden Stirnflächen mit eincr nicht gezeigten
Abbrandisolierung versehen.
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Er ist z.B. aus einem doppelbasigen Treibstoff ohne Lösungsmittel
gepreßt. Im Gehäuse 1 ist der zerstörbare Behälter 7 aus z.B. temperaturbeständigem
Glas mit der Flüssigkeit 8, wie etwa Chlorsulfonsäure, angeordnet und über die beiden
Dichtungsringe 9 mittels der Druckgaseinrichtung 2 gegen den Distanzring 10 verspannt.
Die beiden am vorderen und hinteren Ende des Behälters 7 angeordnetenDichtungsringe
9 sind ebenso wie die elastsche Zwischenlage 11 z.B. aus elastischem Schaumstoff
hergestellt und schützen den Behälter 7 zusätzlich vor Beschädigungen infolge äußerer
mechanischer Einwirkungen.
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Den vorderen Abschluß der Vorrichtung bildet die im Abstand vom Behälter
7 angeordnete Lochscheibe 12, die Gehäusestirnwand 13 mit den z.B. vier Austrittsöffnungen
14 sowie die Umlenkplatte 15, Die Lochscheibe 12 verhindert, daß Splitter des unter
Druckgaseinwirkung zerstörbaren Behälters 7 aus der Vorrichtung austreten und zu
einer Gefährdung der Umgebung führen.
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In der Brennkammer 4 ist zentrisch das Zündergehäuse 16 mit der Anzündmischung
17 aus z.B. Bor-Kaliumnitrat angeordnet und mittels der Schrauben 18 am Bodenstück
6 befestigt. Koaxial im Bodenstück 6 ist ferner der Anzünder 19 angeordnet. Mittels
des Sicherungsringes 20 ist das Bodenstück 6 innerhalb der Brennkammer 4 fixiert,
so daß es seine Lage in der Brennkammer auch unter Druckgaseinwirkung des Treibsatzes
5 beibehält.
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Um die Vorrichtung aus einem nicht gezeigten Wurfbecher ausstoßen
zu können, ist im Verschlußstück 21 die z.B. über die
verschraubte
Öffnung 22 eingefüllte Ausstoßladung 23 angeordnet.
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Das Verschluß stück 21 ist über radiale Scherstifte 24 mit der Brennkammer
4 verbunden. Die Ausstoßladung 23 wird in bekannter Weise über die beiden Kontaktringe
25, die beiden Leitungen 26 und die Zündpille 27 elektrisch gezündet. Zwischen der
Brennkammer 4 und dem Bodenstück 6 bzw. zwischen dem letzteren und dem Verschlußstück
21 sind die Dichtllngsringe 28 bzw. 29 angeordnet. Die Ausstoßladung 23 entfällt,
wenn die Vorrichtung stationär betrieben werden soll.
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Sofern beispielsweise zwei verschiedene Stoffe verteilt werden sollen,
die erst im Augenblick der Verteilung miteinander vermischt werden dürfen, kann
der Behälter 7 mit einer Zwischenwand, wie durch die gestrichelte Linie 30 angedeutet,
versehen oder auch hier geteiLt werden, so daß man zwei voneinander unabhär.gige
Behälter mit z.B. halbkreisförmigem Querschnitt erhält. Statt aessen kann beispielsweise
aber auch vorgesehen werdan, den einen Behälter als den anderen ringförmig umsvhließend
anzuordnen. In jedem Falle ist dabei das hintere Ende des unterteilten Behälters
bzw. der voneinander unabhängigen Behälter mit dem gemeinsamen Druckraum 31, 32
verbunden, in dem sich das Druckgas des Treibsatzes 5 sammelt. Der Druckraum 32
ist mit dem Druckraum 31 über die wenigstens eine Öffnung 33 in der vorderen Stirnwand
der Brennkammer 4 verbunden.
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Die Funktion der Verteilvorrichtung ist wie folgt: Nach Anlegen der
Zündspannung an die Kontaktringe 25 wird die Ausstoßladung 23 durch die Zündpille
27 initiiert. Durch den sich aufbauenden Druck werden die Scherstifte 24 abgeschert
und die Vorrichtung aus dem nicht gezeigten Wurfbecher ausgestoßen. Der Anzünder
19 wird durch die Flamme der Ausstoßladung 23 gezündet und zündet seinerseits, gegebenenfalls
verzögert, die Anzündmischung 17.
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Damit wird der Treibsatz 5 initiiert. Im Druckraum 31, 32 entsteht
nun ein heißes, unter hohem Druck stehendes Druckgas, das den gegen die Wandung
des Gehäuses 1 mit den Dichtungsringen 9 abgedichteten Behälter 7 zerspringen läßt
und ihn mit der Flüssigkeit
8 gegen die Lochscheibe 12 drückt.
Die Flüssigkeit 8 wird durch das heiße Druckgas zum größten Teil verdampft und durch
die Austrittsöffnungen 14 hinausgedrückt. Die Bruchstücke des Behälters 7 werden
von der Lochscheibe 12 abgefangen. Die Zwangsführung der Druckgase des Treibsatzes
5 durch die Flüssigkeit 8 aufgrund des hohen Druckgefälles zwischen dem Druckraum
31, 32 und den Austrittsöffnungen 14 bewirkt eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung
in jeder Position. Die Form der gebildeten Verteilungswolke ist durch die Anordnung
und Abmessungen der Umlenkplatte 15 beeinflußbar.
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Diese Vorrichtung ermöglicht es z.B., durch das Verteilen von Flüssignebelstoffen
innerhalb von weniger als 2 s einen ausreichenden Sichtschutz etwa bei der Vernebelung
von Panzern zu erhalten, während bei bekannten Vorrichtungen mit Feststoffnebelmischungen
hierfür wenigstens 10 s erforderlich sind. Der Behälter 7 mit der Flüssigkeit 8
und die Brerirkammer 4 mit dem Treibsatz 5 bilden dabei zwei Imabhängige Baugruppen.
Das bedeutet, daß sie jederzeit ausgewe^hselt werden können. Je nach Anwendungsfall
kann vor dem Einsatz der Vorrichtung z.B. die erforderliche zu verteilende Flüssigkeit
8 mit dem entsprechenden Behälter 7 eingesetzt werden. Ebenso läßt sich die gewünschte
Antriebsvorrichtung, z.B. Ausstoßladung, Rakete, Granate od.dgl.) vor dem Einsatzfall
einfach montieren.
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L e e r s e i t e