DE2702191A1 - Spritzvorrichtung zum zerstaeuben von fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Spritzvorrichtu zum Zerstäuben von Flüssigkeiten
• Die ;erfindung betrifft eine Spritzvorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbesondere Farben oder Lacken, mit einem Zerstäuberkopf, der eine Düse zum hydrostatischen Zerstäuben unter Druck stehender Flüssigkeit in Form eines flachen Stroms und zwei beiderseits der Düse angeordnete Luftaustrittsöffnungen aufweist, durch die unter einem spitzen Winkel zur Flüssigkeitsstromrichtung Luftströme gegen den Flüssigkeitsstrom vor der Düse abgebbar sind.
• Bei einer bekannten Farbspritzpistole dieser Art sind die Luftaustrittsöffnungen etwa kreisförmig. Dementsprechend ist der Querschnitt der Luftströme senkrecht zu ihrer Strömungsrichtung ebenfalls etwa kreisförmig. Dies führt zu keiner befriedigenden Zerstäubung. Der Farbauftrag ist ungleichmäßig. Sodann treffen die Luftströme unter einem Winkel von etwa 680 auf den Farbstrom. Dementsprechend besteht die Gefahr, daß ein Teil der Luftströme an der Zusammentreff stelle der drei Ströme in Richtung auf die Düse umgelenkt wird und Farbe gegen den Zerstäuberkopf mitreißt, insbesondere bei niedrigem Farbdruck. Bei anderen bel:annten Ausführungen dieser Art ist zusätzlich zu den diametralen Luftaustrittsöffnungen eine Ringöffnung konzentrisch um die Düse herum im Zerstäuberkopf ausgebildet. Durch diese Ringöffnung wird ebenfalls Druckluft gegen den Farbstrom geblasen. Diese Ausbildung ist zum einen aufwendig und ergibt Zinn anderen weiterhin eine ungleich- @@ßige Ferbverteilung, Lnsbesndere im dereich der Schnalseitn d@@ @@@bshroms.
• Sedann ist es bekadat, die bjeiden lianetralen Luftströme auf den Außenkonus der Düse zu richted, und zwar sowlhl mit als auch ohde die zuaätzliche ingßrfnang. Hierbei ergibt sich die Konstruktive telwieui keit, die beiden Lm@ströme genau in einer zur Düse koa ialsu sbeng auszurichten. Geringfügige dy@@etrieabweichungen aufgund vo@ Serstellungstoleranzen des Zerstäuberkopfes führen beseits zu einer erheblichen Unsymmetrie des Querschnittsform des Ferbstroms und damit zu einer unsymmetrischen Farbverteilung und einem unglsichmäßigen Farbauftrag, insbesondere bei veränderlichem Luft- oder Farbdrack.
• Der Srfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzvorrichtung der singange geschildertan Art anzugeben, die bei cinfacher Ausbildung weitgchend unabhängig von bruckänderungen eine Flüssigkeitsrückströmung vermeidet und demmoch eine weitgehend symmetrische und gleichnäßge Flüssigkeitsverteilung ergibt.
• Jach der Erfindung is-t diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der spitze Winkel im Bereich von etwa 10° bis 300 liegt und die Luftaustrittsöffnungen so ausgebildet sind, daß durch sie flache Luftströme angebbar sind, deren ebenen sich je beiderseits der zur Flüssigkeitsstromebene senkrechten Mitbelebene des Flüssigkeitsstroms erstrecken.
• In dem genananten Windelbereich ist die Gefahr eines Farbrückschlags bzw. einer Farbrückströmung, weitgehend unabhängig vom Druck, vermieden, weil praktisch keine Luftströmungskomponenten von der Zusammentreffstelle aus gegen die Düse gerichtet sind.
• Selbst bei hohem Luftdruck bzw. hoher Geschwindigkeit der beiden diametralen Luftströme ist die Geschwindigkeit dieser Komponenten nicht ausreichend, um eine merkliche Flüssigkeitsrückströmung zu erzwingen, selbst wenn die Flüssigkeit unter vergleichsweise geringem Druck aus der Düse ausströmt. Die Abflachung und entsprechend breite Ausdehnung der Luftströme iiihrt zu einer weitgehenden Umhüllung des Flüssigkeitsstroms,so daß schließlich ein gleichmäßiger und symmetrischer Flüssigkeitsauftrag auf dem zu besprühenden Gegenstand sichergestellt ist. Hierbei haben auch sich auf die alage und Form der Luftaustrittsöffnungeu auswirdende Merstellungstoleranzen keinen merklichen Einfluß auf die Wirkung der Spritzvorrichtung. Eine Ringöffnung und ein zusätzlicher über diese abgegebaner Luftstrom können entfallen.
• Besonders einfach is-t die Ausbildung der Lu.PtaustrittsöicfilunUeiz in Form von Schlitzen, um die flachen Luftströme zu erzielen.
• Wenn der Abstand der Zusammentreffstelle der Luftströme von der Düse etwa 8 bis 25 mm, insbesondere 10 bis 15 mm, beträgt, ist die Gefahr eines Flüssigkeitws-Rückschlage in einem großen Druck bereich vermieden und die feine Zerstäubung noch bei niedrigen Drücken sichergestellt.
• Besonders gering ist die Gefahr eines Flüssigkeitsr2ckschlags in einem Bereich des spitzen Winkels von etwa 100 bis etwa 250.
• Dieser Winkel ist dennoch hinreichend groß, um uje erforderliche Kraft zur Formung des Flüssigkeitsstroms sicherzustellen.
• Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die schlitzförmigen Luftaustrit-tsöffnungen etwa die Form von Kreisabschnitten in einer Querschnittsebene aufweisen, die parallel zur Ebene des zugehörigen Luftstronis ist. Auf diese Weise ergibt sich ein verhältnismäßig großer Öffnungswinkel der Luftaustrittsöffnungen und damit eine breite Auffächerung der Luftströme bei kleiner Öffnungsweite der Luftaustrittsöffnungen. Dennoch läßt sich eine derartige Schlitzform leicht herstellen.
• FUr eine allseitige Umhüllung des FlVissigkeitsstroms, also auch an seinen Schmalseiten, und zur Erzielung eines symmetrischen Flüssigkeitsauftrags, dessen Dicke in allen Randbereichen stetig zur Umgebung hin abnimmt, ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn sich die Luftaustrittsöffnungen parallel zur Fltlssigkeitsstromebene in einer Länge erstrecken, die ein Vielfaches der Länge des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes der DUse in derselben Richtung beträgt.
• Sodann kann die Spritzvorrichtung so stabil ausgbbildet sein, daß die Flüssigkeit wahlweise ohne Luft unter Hochdruck oder mit Luft unter Flüssigkeitshochdruck oder geringem Flüssigkeitsdruckzerstäuber ist. Die Spritzvorrichtung kann daher nach dem sogenannten Rluftlosen" Verfahren mit einem Flüssigkeitsdruck von etwa 250 bis 400 bar oder mit gleichem oder geringerem Flüssigkeitsdruck und einem Luftdruck ab 2 bar betrieben werden.
• Dies ermöglicht eine optimale Anpassung an den Jeweiligen Anwendungsfall, die Art der Jeweiligen Flüssigkeit und die verfügbaren Druckquellen.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer nach der Erfindung auagebildeten Farbspritzvorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des geschnittenen Teils der Fig. 1, Fig. 3 die Vorderansicht des Zerstäuberkopfes der Spritzvorrichtung und Fig. 4 die Schnittansicht eines Luitaustrittsschlitzes in seiner Ebene.
• Nach Fig. 1 hat die Spritzvorrichtung die Form einer Pistole.
• Sie dient zum Zerstäuben von flüssiger Farbe.
• Die fltlssige Farbe und Luft werden unter Druck über den Handgriff 1 einem Zerstäubungskopf 2 zugeführt. Die Druckluit wird dabei über einen aus mehreren getrennten Abschnitten 3, 4, 5 gebildeten Kanal einem Ringraum 6 in einer Überwurfmutter 7 zugeführt. Aus diesem tritt sie über zwei zylindrische Kanjäle 8 und 9 sowie zwei als Schlitze ausgebildete Öffnungen 10 und 11 in Form zweier schleierartiger Luftströme 13 und 14 aus. Die Schlitze 10 und 11 sind in einem Einsatz 15 ausgebildet. Dieser weist einen radialen Bund 16 auf, hinter den die Überwurfmutter 7 greift.
• Die flüssige Farbe gelangt zunächst über einen Kanal 17 in einen iRaum 18 eines Ventils, dessen Verschlußstück 19 am Ende eines Ventilschafts 20 sitzt, der mittels des Abzugshebels 21 verschiebbar ist, um das Ventil zu öffnen. Der Ventilschaft 20 betätigt gleichzeitig ein die Druckluftzufuhr steuerndes Ventil irn hinteren Teil 22 der Spritzpistole. Bei vom Ventilsitz 23 abgehobenem Verschlußstück 19 gelangt die Farbe über Kanäle 24 und die durchgehende Bohrung mit lnnensechskant eines Zwischenstücks 25 in eine Düse 26 aus Hartmetall. Diese weist einen flachen Zerstaubuilgs schl itz 27 auf, überben die Farbe ebenfalls als flacher Strom 28 austritt. Die Luftaustrittsschlitze 10 und 11 und dementsprechend die Luftströme 13 und 14 schließen mit dem Farbstrom 28 einen spitaen Winkel von (im beverzugten Fall) etwa 20° ein. Die Abstände der Luftaustrittsschlitze 10 und 11 vom Farbzerstä.ubungsschlitz 27 der Düse 26 bzw. vom Farbstrom 28 sind gleich und so gewihlt, daß der Zusammentreffpunkt 29 der drei Ströme 13, 14, 28 einen Abstand von vorzugsweise etwa 10 nlmm von der Düse 26 hat.
• Wie Fig. 3 deutlicher zeigt, erstrecken sich die Schlitze 10 und 11 gleich weit zu beiden Seiten einer senkrecht zu allen Schlitzen verlaufenden Ebene 30. Die Schlitze 10 und 11 sind darüber hinaus wesentlich länger, etwa 3mal so lang - in Richtung senkrecht zur beine 30 - wie der Schlitz 27. Di Länge der Schlitze 10, 11 liegt hier bei etwa 3 mm. Die Spitze 31 der Düse 16 ragt in eine Bohrung 32 des binsatzes 15. Die Weite der Schlitze 10 und 11 in der Ebene 30 liegt in der gleichen Größenordnung wie die des Schlitzes 27.
• Nach Fig. 4 hat die Ansicht des Schnitts eines Schlitzes 10 (bzw. 11) in einer lsbene parallel zur Ebene des zugehörigen Luftstroms 13 (bzw. 14) etwa die Form eines Kreisabschnitts 33.
• Die angegebenen Formen und Abmessungen sowie die relative Lage der Schlitze 10, 11 in Bezug auf die des Schlitzes 27 stellen sicher, daß die aus der Düse 26 ausströmende Farbe fein zerstäubt wird und ein gleichmäßiger Farbauf-trag etwa in Form langgestreckten ellipse erzielt wird, von deren ländern aus, also auch von den stark gekrümmten Randabschnitten der Ellipse aus, die Dicke des Farbauftrags ohne scharfen Kontrast allmählich (stetig) zur Umgebung hin abnimmt. Sodann ist aufgrund des flachen Winkels, unter dem der Farbstrom und die Luftströme zusammentreffen, sowie aufgrund des verhältnismäßig großen Abstands des Zusammentreffpunkts 29 von der Düse 26 sichergestellt, daß selbst bei hohem Luftdruck keine oder allenfalls eine schwache Komponente der Luftströme 13, 14 vom Zusammentreffpunkt 29 aus zurück zur Düse 26 verläuft und demzufolge keine Farbe auf die Düse 26 bzw. den Zerstäubungskopf 2 zurückströmt. Die Möglichkeit des Zurückströmens der Farbe und damit eines Verklebens der Düse 26 ist inyso höherem Maße vermieden, Je niedriger der Druck ist, unter dem die Luft aus den Schlitzen 10, 11 austritt und je höher der Farbaustrittsdruck ist.
• Die Drücke lassen sich daher in weiten Grenzen entsprechend dem gewünschtell Anwendlllgsfall ändern, ohne daß die Farbe auf die Düse zurückströmt oder die Intensität der Zerstäubung oder Gleichmäßigkeit des Farbauftrags, ohne Nasenbildung, und ohne daß der kontrastlose Ubergang des Farbauftrags auf dem zu färbenden Gegenstand wesentlich beeinträchtigt wird. Die Farbspritzpistole ist daher so stabil ausgelegt, daß sie wahlweise nach dem sogenannten "luftlosen" Verfahren unter Farbhochdruck bis zu etwa 400 bar oder unter geringerem Farbdruck und bei Luftdrücken ab etwa 2 bar betreibbar ist, entsprechend dem verfügbaren Druck.
• So ist der Luftdruck mittels eines Drehknopfes 34 eines im Luft-Kanalabschnitt 3 angeordneten Ventils und der Farbdruck an der nicht dargestellter Farbdruckquelle einstellbar.
• Anderungen der Drücke aufgrund unbeabsichtigter Enderungen der Drücke der Druckquelle oder Druckquellen haben eben-alls keiuen wesentlichen Einfluß auf die $irIcung der Spritzvorrichtung.

Claims (8)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Spritzvorrichtung zun Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbebesondere Farben oder Lacken, mit einet Zerst-iuberkopf, der eine Düse zwn hydrostatischen Zerstäuben unter Druck stehender Flüssigkeit in Form eines flachen Stroms und zwei beiderseits der Düse angeordnete Luftaustrittsöffnungen aufweist, durch die unter eine!n spitzen Winkel zur Flüssigkeitsstromrichtung Luftströme gegen den Flüssigkeitsstrom vor der Düse abgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel im Bereich von etwa 100 bis 300 liegt und die Luftaustrittsöffnungen (10, 11) so ausgebildet sind, daß durch sie flache Luftströme (13, 14) abgebbar sind, deren Ebenen sicHiSeiderseits der zur palussigkeitsstromebene senkrec;hten Mittelebene (30) des Flüssigkeitsstroms (28) erstrecken.
2. 2. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen als Schlitze (10, 11) ausgebildet sind
3. 3. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zusammentreffstelle (29) der Luftströme (13, 14, 28) von der Düse (26) etwa 8 bis 30 mm beträgt.
4. 4. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel etwa 100 bis 250 beträgt.
5. 5. Spritzvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zusammentreffstelle (29) der Luftströme (13, 14, 28) von der Ddæe (26) etwa 10 bis 15 mm beträgt.
6. 6. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Luftaustrittsöffnungen (10, 11) etwa die Form von Kreisabschnitten (33) in einer Querschnittsebene aufweisen, die parallel zur Ebene des zugehörigen Luftstroms (13, 14) ist.
7. 7. Spritzvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnungen (10, 11) parallel zur Flüssigkeitsstromebene in einer Länge erstrecken, die ein Vielfaches der Länge des FlUssigkeitßschlitzes (27) der DUse (26) in derselben Richtung beträgt.
8. 8. Spritzvorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie so stabil ausgelegt ist, daß die Flussigkeit wahlweise ohne Luft unter Hochdruck oder mit Luft unter Fl(1ssigkeitshochdruck oder geringerem Flüssigkeitsdruck zerstäubbar ist.