DE2845638A1

DE2845638A1 - Tropfenbildungsverfahren und -vorrichtungen

Info

Publication number: DE2845638A1
Application number: DE19782845638
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Walzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Walzel Peter Dr-Ing 4047 Dormagen De
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1980-04-30

Description

Tropfenbildungsverfahren- und Vorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen zum Erzeugen von Tropfen aus Flüssigkeiten insbesondere aus Pasten.
Bekanntlich ist man in vielen Fällen bestrebt, gleich große Tropfen zu erzeugen. Deshalb wendet man periodische Schwingungen an um die Tropfenbildung gleichförmig anzuregen.
Eine bekannte Möglichkeit besteht darin, die Düse aus der die Flüssigkeit austritt zu vibrieren. Dies hat den Nachteil, daß die Tropfenbildung bei hochviscosen Stoffen unkontrolliert abläuft. Außerdem müssen für die notwendigen hohen Beschleunigungen vom Schwingungserreger großer Blindleistungen aufgebracht werden.
Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, in die Leitung, die zu einer stillstehenden Düse führt, eine Kammer anzubringen, deren Volumen periodisch verändert wird. Dies wird z.B. durch Beschallen eines Behälters mit einem Lautsprecher oder durch das mechanische Abquetschen des Zuführungsschlauches verwirklicht. Andere bekannte Ausführungen sehen einen vibrierten Kolben in der Leitung zur Düse vor.
Ein großer Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß eine nur beschränkte Leistung aufgebracht werden kann und daß die Amplitude der erzeugten Druckschwingung von der Durchflußmenge und von dem Druckverlust in der Düse abhängt.
Erfindungsgemäß sollen nun die Erzeugung von Tropfen aus flüssigen Stoffen dadurch erfolgen, daß der Stoff von einem Vorratsbehälter, dessen Volumen für den Stoff veränderlich ist, über eine Drossel zu einer oder mehreren Düsen gelangt, wobei zwischen Drossel und Düse eine Leitung zu einer mit dem Stoff gefüllten Kammer besteht, deren Volumen periodisch verändert wird.
Es ist zur Ausführung des neuen Verfahrens vorteilhaft, wenn der Stoff in der Vorratskammer mit einem Gas unter Druck gesetzt wird.
Eine andere M@glichkeit zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht darin, eine Vorratskammer zu verwenden, die mindestens eine bewegliche Wand besitzt, welche mit einer Feder oder mit einem Gas belastet wird.
Vorteilhaft zur Ausführung des neuen Verfahrens ist es, wenn der Druckverlust in der Drossel verändert werden kann, weil dadurch die Bedingung zur Tropfenbildung dem verwendeten Stoff und der Durchflußmenge angepaßt werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Art des neuen Verfahrens besteht darin, als Drossel einen Spalt zu verwenden, dessen Geometrie verändert werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des neuen Verfahrens wird dadurch erreicht, daß sowohl die Kammer, deren Volumen periodisch verändert wird, als auch die Drossel durch den gleichen in seiner Breite veränderbaren Spalt gebildet wird.
Eine Möglichkeit zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht darin, die periodische Volumensänderung der Kammer mittels eines Magneten zu bewirken.
Eine andere Möglichkeit zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht darin, die periodische Volumensänderung der Kammer mittels einer Ölhydraulik zu bewirken.
Eine weitere Möglichkeit zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht darin, die periodische Volumensänderung der Kammer mittels eines Druckluftvibrators zu bewirken.
Eine zusätzliche Möglichkeit zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht darin, die periodische Volumensänderung der Kammer mittels rotierender Unwuchtmassen zu bewirken.
Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens benutzt einen vibrierten Stempel, der in eine Buchse hineinreicht, mit welcher er einen Spalt und eine Kammer bildet und eine Leitung, die von der Kammer zur Düse führt.
Eine andere vorteilhafte Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens sieht statt der Buchse eine stillstehende Wand vor, mit welcher der vibrierte Stempel einen Spalt bildet, wobei von einem Loch in der stillstehenden Wand eine Leitung zur Düse führt.
Von Vorteil ist es, wenn der vibrierte Stempel bis in die Vorratskammer hinein und durch sie hindurch reicht.
Günstig ist es, wenn der Stempel von einer Feder, deren Spannung verändert werden kann, gehalten wird.
Es ist vorteilhaft, daß die Spannung der Feder mit einer Spindel verändert werden kann.
Eine Möglichkeit zur Verwirklichung des neuen Verfahrens besteht in einer Vorrichtung, die eine rotierende Welle aufweist, welche Erhebungen und Vertiefungen hat oder unrund ist oder exzentrisch gelagert ist und mit einer stillstehenden Wand einen Spalt bildet, wobei von einem Loch in der Wand eine Leitung zur Düse führt.
Es ist zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen dem Rotationsmittelpunkt der Welle und der stillstehenden Fläche verändert werden kann.
Eine andere vorteilhafte Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens besteht aus zwei ineinander angeordneten und gegeneinander beweglichen Zylindern, die einen veränderbaren Spalt bilden, wobei der äußere Zylinder hohl und durchbohrt ist und an ihm die Düsen angeordnet sind.
Günstig ist es, wenn der innere Zylinder oder der äußere Zylinder oder beide Erhebungen und Vertiefungen aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der äußere und der innere Zylinder um ihre Achse rotieren.
Selbstverständlich kann der äußere Zylinder auch stillstehen und der innere rotieren oder am äußeren abrollen. Auch eine gleichzeitige Roll-und Rotationsbewegung ist möglich.
Statt der Zylinder können auch andere Rotationskörper z.B. in Kugel-Tonnen- oder Kegelform verwendet werden.
Das neue Verfahren dient insbesondere zur Herstellung von Tropfen aus hochviskosen Stoffen und Pasten. Übliche Trapfengrößen sind dabei 2 - 0,050 rrpn.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Skizzen näher erläutert.
Figur 1 zeigt das Schema einer Vorrichtung zur Erzeugung von Tropfen aus Flüssigkeiten und Pasten.
Die Leitung 1 ist die Zuleitung des Stoffes zum Vorratsbehälter 2, dessen Volumen für den Stoff veränderlich ist. Der Stoff gelangt über die Leitung 3 zur Drossel 4 und von dort zur Leitung 5. An sie ist eine Leitung 6 zu einer Kammer 7, die mit dem Stoff gefüllt ist und deren Volumen periodisch geändert wird, angeschlossen. Von der Leitung 5 gelangt der Stoff zu den Düsen 8. Vorratsbehälter 2 wird über die Leitung 9 mit Druckgas versorgt.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens.
Der Stoff tritt bei 1 in den Vorratsbehälter 2 ein. In ihm befindet sich der vibrierte Stempel 10, der bis in die Buchse 11 hineinreicht, mit ihr den als Drossel wirkenden Spalt 4 und die Kammer 7 bildet.
Von dort führt eine Leitung 5 zur Düse 8. Der vibrierte Stempel 10 führt durch die Vorratskammer 2 hindurch und wird von der Feder 12 gehalten, deren Vorspannung mit der Spindel 13 verändert werden kann.
Bei 9 ist ein Anschluß für das Druckgas vorgesehen. Es kann entweder auf die freie Stoffoberfläche - rechte Seite in der Figur oder auf eine zwischengeschaltete bewegliche Wand 14 - hier als Membrane gezeichnet - wirken.
Figur 3 zeigt eine andere Ausführung des vibrierten Stempels 10, der mit einer stillstehenden Wand 15 den veränderlichen Spalt 4 bildet, wobei vom Loch 16 die Leitung 5 zur Düse 8 führt.
Figur 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführung des vibrierten Stempels 10, der mit der stillstehenden Wand 15 den veränderlichen Spalt 4 bildet, wobei die Leitung 5 vom Loch 16 zur Düse 8 führt.
Figur 5 zeigt eine Ausführung einer Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens. Die unrunde rotierende Welle 17 bildet mit der stillstehenden Wand 15 den veränderlichen Spalt 4, wobei von dem Loch 16 die Leitung 5 zur Düse 8 führt.
Figur 6 zeigt eine andere Ausführung einer Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens. In dem hohlen äußeren Zylinder 18, der die Düsen 8 trägt, ist der innere Zylinder 19 angeordnet. Beide Zylinder bilden den veränderlichen Spalt 4.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Erzeugung von Tropfen aus Flüssigkeiten und Pasten dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stoff von einem Vorratsbehälter, dessen Volumen für den Stoff veränderlich ist, über eine Drossel zu einer oder mehreren Düsen gelangt, wobei zwischen Drossel und Düse eine Leitung zu einer mit dem Stoff gefüllten Kammer besteht, deren Volumen periodisch verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in der Vorratskammer mit einem Gas unter Druck gesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer mindestens eine bewegliche Wand besitzt, die mit einer Feder oder mit einem Gas belastet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlust in der Drossel verändert werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß als Drossel ein Spalt verwendet wird, dessen Geometrie verändert werden kann.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kammer, deren Volumen periodisch verändert wird als auch die Drossel durch den gleichen in seiner Breite veränderbaren Spalt gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Volumensänderung der Kammer mittels eines Magneten bewirkt wird
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Volumensänderung der Kammer mittels einer Ulhydraulik erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Volumensänderung der Kammer mittels eines Druckluftvibrators bewirkt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Volumensänderung der Kammer mittels rotierender Unwuchtmassen erfolgt.
11. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 7 bis 10 gekennzeichnet durch einen vibrierten Stempel, der in eine Buchse hineinreicht und mit ihr einen Spalt und eine Kammer bildet, von welcher eine Leitung zur Düse führt.
12. Vorrichtung zur Verwirklichung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10 gekennzeichnet durch einen vibrierten Stempel, der mit einer stillstehenden Wand einen Spalt bildet, wobei von einem Loch in der stillstehenden Wand eine Leitung zur Düse führt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12 gekennzeichnet durch einen vibrierten Stempel der bis in die Vorratskammer hinein und durch sie hindurch reicht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13 gekennzeichnet durch eine Feder die den vibrierten Stempel hält und deren Federkraft verändert werden kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14 gekennzeichnet durch eine Spindel, mit der die Federkraft verändert wird.
16. Vorrichtung zur Verwirklichung des neuen Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10 gekennzeichnet durch eine rotierende Welle, die Erhebungen und Vertiefungen aufweist, oder unrund ist oder exzentrisch gelagert ist und mit einer stillstehenden Wand einen veränderlichen Spalt bildet, wobei von der Wand eine Leitung zur Düse führt.
17. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 gekennzeichnet durch zwei ineinander angeordneten und gegeneinander beweglichen Zylindern, die einen veränderlichen Spalt bilden, wobei der äußere Zylinder hohl und durchbohrt ist und an ihm die Düsen angeordnet sind.