DE3337191A1

DE3337191A1 - Vorrichtung zum austragen von wirkstoffen

Info

Publication number: DE3337191A1
Application number: DE19833337191
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. Roth (FH), 7972 Isny
Original assignee: Motan 7972 Isny GmbH; Motan GmbH
Current assignee: Motan Swingtec 7972 Isny De GmbH
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1985-04-25
Also published as: DE3337191C2; GB2147988B; JPS6097067A; IN162964B; KR850003964A; GB8423821D0; KR930009080B1; US4622003A; GB2147988A

Description

Vorrichtung zum Austragen von Wirkstoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen von Wirkstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird der Wirkstoff mittels einer pulsierenden Gassäule im Schwingrohr vernebelt und dann aus dem Schwingrohr ausgestoßen. Der Kraftstoff wird während den Rückwärtsschwingungen vom Schwingrohr aus nach hinten geschleudert und dabei in einer Wirbelkammer gesammelt und danach wieder von&ieser zurückgeschleudert. Der beim Zurückschlagen der pulsierenden Gassäule in der Wirbelkammer entstehende überdruck wird in den Kraftstoffvorratsbehälter geleitet,so daß sich in ihm ein Druck aufbaut. In Abhängigkeit von diesem Druck erfolgt die Zufuhr des Kraftstoffes in einen Mischhals des Schwingfeuerbrenners, in dem der Kraftstoff mit Luft vermischt wird. In der anschließenden Brennkammer wird das Kraftstoff-Luftgemisch gezündet. Dem pulsierenden Gasgemisch wird am Ende des Schwingrohres der Wirkstoff, in der Regel mit Wasser oder öl vermischt, zugeführt. Da diese Trägermittel für den Wirkstoff kühler sind als die heiße pulsierende' Gassäule, wird dieser Wärme entzogen, wodurch die Frequenz der Gassäule abfällt. Da das Schwingsystem im Leerlauf, das heißt ohne Zufuhr von Wirkstoff, so eingestellt ist, daß die Gassäule im Resonanzbereich mit maximalem Druck arbeitet, fällt der Druck durch den Wärme-

entzug ab. Dadurch nimmt auch die Leistung der Vorrichtung ab. Durch das ständige Einströmen des Wirkstoffes wird außerdem die Masse der Gassäule erhöht, was ebenfalls zu einer Störung der Eigenfrequenz der Gassäule führen kann. Durch diese mechanische und thermodynamisehe Beeinflußung wird die Gassäule so stark aus dem Resonanzbereich gebracht, daß die Vorrichtung außer Takt gelangt, wodurch der Wirkstoff nicht mehr gleichmäßig verteilt ausgetragen werden kann. Die Verringerung der Frequenz der Gassäule führt nämlich zu einem Druckabfall im Schwingungssystem und damit zu einer Verringerung der Kraftstoffzufuhr. Die Vorrichtung unterbricht dann wegen zu geringer Kraftstoffzufuhr den Lauf und muß daher erneut gestartet werden, was umständlich ist und zu einem unerwünschten Zeitverlust führt, zumal das Gerät für einen Dauerbetrieb vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art so auszubilden, daß sich die Beeinträchtigung der Frequenz der Gassäule durch den Wirkstoffeintrag nicht auf den Lauf der Vorrichtung und den Wirkstoffaustrag auswirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung wird durch den beim Wirkstoffeintrag in die Vorrichtung auftretenden Druckabfall mit der Regeleinrichtung zusätzlicher Kraftstoff dem Schwingfeuerbrenner zugeführt. Dadurch wird der Druck im Schwingfeuerbrenner erhöht und der Druckabfall wenigstens annähernd ausgeglichen,so daß die Vorrichtung wieder bei optimalen Druckverhältnissen im Resonanzbereich arbeitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet daher stets mit maximalem Wirkungsgrad und bei kontinuierlicher gleichmäßiger Ausbringung des Wirkstoffes. Durch die Regeleinrichtung wird

der ursprünglich im Leerlauf eingestellte Resonanzbereich also wiederhergestellt, so daß sich Störungen durch die Wirkstoffzufuhr nicht mehr auf das Resonanzverhalten der Vorrichtung und damit auf die Qualität des ausgetragenen Wirkstoffes auswirken können. Die Vorrichtung arbeitet daher bei ruhigem und konstantem Lauf. Da die Regelvorrichtung in Abhängigkeit vom Pulsationsdruck des'Schwingfeuerbrenners arbeitet, wird stets nur so viel zusätzlicher Kraftstoff zugeführt, wie zur Aufrechterhaltung des optimalen Arbeitsbereiches der Vorrichtung notwendig ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung und

Fig. 2

und 3 jeweils eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.

Die als Sprüh- und Nebelgerät ausgebildeten Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 bis 3 weisen einen Schwingfeuerbrenner 1 mit einem zylindrischen Schwingrohr 2 auf, der mit pulsierender Verbrennung arbeitet. Von einem Kraftstoffvorratsbehälter 3 aus wird über eine Saugleitung *! und eine als Dros-

sei ausgebildete Dosiereinrichtung 5 Benzin zur pulsierenden Verbrennung in die Brennkammer 6 über eine Zwei-Wege-Düse 7 mit einer (nicht dargestellten) Zerstäuberdüse einem Vergaser 8 zugeführt. Dieser weist eine (nicht näher dargestellte) Ventilkammer, die mit einer Wirbelkammer 9 über die Zwei-Wege-Düse in Verbindung steht,und einen an die Ventilkammer anschließenden Mischhals 10 auf. In der Wirbelkammer 9 wird das bei der pulsierenden Verbrennung zurückgeschleuderte Benzin gesammelt und bei entgegengesetzter Schwingung wieder aus dieser in Richtung auf das Schwingrohr zurückgeschleudert, so daß die Wirbelkammer eine Art Beruhigungskammer bildet, in der Benzin gesammelt wird. Wenn das durch Vermischen des Kraftstoffes mit der ebenfalls im Mischhals 10 über die Leitung 33 zügeführten Luft gebildete Kraftstoff-Luftgemisch einen im Mischhals angeordneten Prallkörper 11 passiert, wird es durch eine im Mischhals vorgesehene Zündspule 12 gezündet und pulsierend verbrannt. Unmittelbar vor dem freien Ende 13 des Schwingrohres 2 mündet eine Austragleitung 14, mit der aus einem Wirkstofftank 15 Wirkstoff auf öl- oder Wasserbasis zugeführt wird. Der Wirkstoff passiert hierbei ein in der Austragleitung 15 angeordnetes Sieb 16; an die Austragleitung ist außerdem eine Notabschaltung 17 angeschlossen.

In der Wirbelkammer 9 herrscht üblicherweise überdruck, der vor Inbetriebnahme des Schwingfeuerbrenners 1 mittels einer Luftpumpe 18 erzeugt wird. Diese ist über eine Leitung 3*1 jin der ein Rückschlagventil 35 und eine Drossel 36 angeordnet sind, mit der Wirbelkammer 9 verbunden, über die Verbindungsleitung 23 der Wirbelkammer 9 und des Kraftstoffvorratsbehälters 8 baut sich der überdruck ebenfalls im Kraftstoffvorratsbehälter 3 auf, wodurch über die Saugleitung 4 Kraftstoff in den Mischhals 1Θ gefördert wird. Der Vergaser 8 ist über eine Leitung 19 _s in der ein

Rückschlagventil 2o liegt, mit der Notabschaltung 17 verbunden. Das Rückschlägventil 2o öffnet in Richtung auf die Notabschaltung 17, so daß bei einem bestimmten Überdruck im Vergaser über die Notabschaltung die Wirkstoffzufuhr unterbrochen wird.

Der Wirkstofftank 15 ist mit einer Leitung 21 mit einem Ventil 22 der Ventilkammer verbunden, das zur Erzeugung eines ausreichenden Überdruckes im Wirkstofftank dann geöffnet wird, wenn beim VerbrennungsVorgang der Repulsationsdruck entsteht. Das Ventil 22 ist vorzugsweise ein in Richtung auf/len Wirkstofftank 15 öffnendes Rückschlagventil, mit dem bei Druckabfall im Schwingbrennersystem gewährleistet ist, daß der zum Wirkstoffaustrag erforderliche Überdruck im Wirkstofftank in einem solchen Fall aufrechterhalten bleibt.

Die Leistung der Brennkammer 6 des Schwingfeuerbrenners 1 ist druckabhängig, weil in Abhängigkeit des über die Wirbelkammer 9 und eine diese mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 3 verbindende Verbindungsleitung 23 im Kraftstoffvorratsbehälter herrschenden Druckes Kraftstoff der Zwei-Wege-Düse 7 zugeführt wird. Durch die Schwingung des Brenners und die dadurch entstehende schwingende Gassäule wird der über die Leitung I^ zugeführte Wirkstoff zerstäubt und ausgetragen. Die Vorrichtung ist so eingestellt, daß die schwingende Gassäule im Leerlauf, also ohne Zufuhr des Wirkstoffes, im Resonanzbereich arbeitet. In diesem Bereich arbeitet die Vorrichtung mit maximalem Druck. Beim Einbringen des Wirkstoffes in das Schwingrohr 2 wird das schwingende System gestört. So

wird der schwingenden Gassäule durch die kühlere Wirkstoffflüssigkeit Wärme entzogen, wodurch die Frequenz im Resonanzsystem sinkt. Der Wärmeentzug ist bei Verwendung von Wasser als Trägermittel für den Wirkstoff besonders groß. Der Druck im gesamten System fällt somit ab. Da die Vorrichtung dann nicht mehr im Resonanzbereich arbeitet, sinkt ihre Leistung ab. Der Druckabfall kann noch durch die Masse des Wirkstoffes verstärkt werden. Durch das ständige Einströmen des Wirkstoffes in das Schwingrohr 2 wird die Masse der schwingenden Gassäule unabhängig von der Frequenz geändert. Dies kann zur Störung.der Eigenfrequenz der Gassäule im Resoiaazbereich führen. Durch beide Einflüsse, den Wärmeentzug und die Massezunahme, kann die Frequenz des schwingenden Systems so stark abfallen, daß die Vorrichtung aus dem optimalen Resonanzbereich herauskommt und außer Takt gelangt oder-gar stillgesetzt wird. Dadurch wird der Wirkstoff nicht mehr gleichmäßig und kontinuierlich ausgetragen.

Um dies zu vermeiden, ist die Wirbelkammer 9 über eine Druckluftleitung 2k mit einem Membranschalter 25 verbunden. Er ist mit einer Membran 26 versehen, die mit einem als Ventilstößel ausgebildeten Stellglied 27 verbunden ist, das bei normalem Druck, d.h.bei einem Druck im System, wenn dieses im Resonahzbereich arbeitet, gegen die Kraft einer Feder 28 in Schließstellung (Fig. 1) gehalten ist. Mit dem Stellglied 27 wird ein Ventil 29 betätigt, das in einer Bypaß-Leitung 3o der Ansaugleitung k liegt. Irväer Bypaß-Leitung liegt in Strömungsrichtung vor dem Ventil 29 ein zweites Ventil 31. Wenn nun in der Wirbelkammer. 9 und im Kraftstoffvorratsbehälter 3 bei Wirkstoffzugabe der Druck absinken sollte und die Vorrichtung aus dem Resonanzbereich gerät, wirkt sich dieser Druckabfall über die Leitung 2k auf die Membran 26 aus. Sie kann wagen des Druckabfalles von der Feder 28 in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1 nach

- Io -

rechts ausgelenkt werden. Sie nimmt dabei das Stellglied 27 mit, wodurch das Ventil 29 geöffnet wird. Dadurch kann über die Bypaß-Leitung 3o hinter der Dosiereinrichtung 5 in die Zwei-Wege-Düse 7 zu dem aus der Ansaugleitung 4 geförderten Kraftstoff zusätzlich Kraftstoff eingespeist werden. Durch diese zusätzliche Kraftstoffzufuhr wird der Druck in der Brennkammer 6 wieder erhöht und der Druckabfall ausgeglichen, so daß die gewünschten optimalen Druckverhältnisse herrschen, bei denen die Vorrichtung im Resonanzbereich arbeitet. Somit kann der Druckabfall selbsttätig einwandfrei ausgeglichen werden, so daß ein maximaler Wirkungsgrad der Vorrichtung und ein gleichmäßiger und kontinuierlicher Wirkstoffaustrag sichergestellt sind. Je nach Druckabfall wird die Membran 26 unterschiedlich weit ausgelenkt, so daß der Kraftstoff in der jeweils erforderlichen Menge über die Bypaß-Leitung 3o zugeführt wird. Sollte der Druckabfall beim Einbringen des Wirkstoffes in das Schwingrohr 2 geringer werden oder sogar nicht mehr auftreten, wird die Membran 26 infolge des höheren Druckes in Gegenrichtung P zurückgelenkt undjfladurch das Ventil 29 wieder geschlossen. Der Kraftstoff wird dann ausschließlich über die Saugleitung 4 zugeführt.

Um die Startverhältnisse beim Anlassen der Vorrichtung nicht ungünstig zu beeinflussen, wird durch Schließen des zweiten Ventiles 31 verhindert, daß über die Bypaß-Leitung 3o zusätzlicher Kraftstoff in den Mischhals Io eingeführt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist anstelle der Bypaß-Leitung eine Zuleitung 32 vorgesehen, die unmittelbar in den Kraftstoffvorratsbehälter 3a mündet. In dieser

- li -

Leitung sind die Ventile 29a und 31a vorgesehen, von denen das Ventil 29a durch den Membranschalter 25a mit der Membran 26a betätigt wird. Der Membranschalter 25a ist über die Druckleitung 24a mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 3a verbunden. Ein Druckabfall im Schwingsystem macht sich über die Wirbelkammer 9a und die Verbindungsleitung 23a im Kraftstoffvorratsbehälter 3a bemerkbar. Entsprechend sinkt auch der Druck in der Zuleitung 32 und damit im Membranschalter 25a. Die Feder 28a kann daher in der beschriebenen Weise die Membran 26a in Fig. 2 nach rechts auslenken. Über das mit der Membran 26a verbundene Stellglied 27a wird das Ventil 29a geöffnet, so daß Kraftstoff über die Zuleitung 32 hinter der Dosiereinrichtung 5a zusätzlich in die Zwei-Wege-Düse 7a eingespeist werden kann.

Auch bei dieser Ausführungsform wird somit die Kraftstoffzufuhr selbsttätig an die Dimckverhältnisse im Schwingsystem angepaßt. Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel gleich ausgebildet wie die Ausbildungsform nach Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 liegt das Ventil 29b entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 in der Bypaß -Leitung 3ob derßaugleitung^ 4b. Das Ventil 29b wird durch das Stellglied 27b des Membranschalters 25b betätigt, der über die Leitung 24b mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 3b verbunden ist.Tritt beim Wirkstoffeintrag in das Schwingrohr 2b ein Druckabfall ein, dann macht er sich über die Wirbelkammer 9b, die Verbindungsleitung 23b,

den Kraftstoffvorratsbehälter 3b und die Leitung 2¹Ib im Membranschalter 25b bemerkbar. Die Membran 26b wird in der beschriebenen Weise ausgelenkt und über das Stellglied 27b das Ventil 29b geöffnet. DenKraftstoff fließt dann von der Saugleitung 4b über die Bypaß-Leitung 3ob zusätzlich zum Kraftstoff in der Saugleitung 4b zur Zwei-Wege-Düse 7b. Die Ausfuhrungsform nach Fig. 3 entspricht im übrigen dem Ausführungsbeispiel nach Fig.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 mündet die Druckleitung 24a bzw. 24b des Membranschalters 25a bzw. 25b in den Kraftstoffvorratsbehälter 3a bzw. 3b. Da oberhalb des Wirkstoffes im Behälter ein verhältnismäßig großer Luftraum vorhanden ist, wirken sich die Druckänderungen im Schwingsystem nicht schlagartig auf den Membranschalter 25a, 25b aus. Der Luftraum wirkt vielmehr als Beruhigungsraum, durch den ein gewisser Druckausgleich stattfindet. Die Regelung der zusätzlichen Kraftstoffzufuhr erfolgt daher träger als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Nur kurzzeitige Druckschwankungen lassen daher den Membranschalter 25a, 26b noch nicht ansprechen, wodurch ein gleichmäßiger Lauf der Vorrichtung erreicht wird.

Claims

Patentanwalt - - · - _ -

»g. WaSier JasWseh O O Q 7 1 Q

j£itl, Mar^üUraöe 40 OOO/ IiJl

MOTAN Gesellschaft mit A 37739/bri

beschränkter Haftung

Max-Eyth-Weg 42 1 2. OkI 1983

Isny

Ansprüche

Vorrichtung zum Austragen von Wirkstoffen, insbesondere tragbares Sprühgerät, mit einem Schwingfeuerbrenner, einem an eine Austragleitung angeschlossenen Behälter für den Wirkstoff, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, der über eine Saugleitung den mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Schwingfeuerbrenner speist, der ein Schwingrohr aufweist, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (24 bis 3o; 32, 24a bis 29a; 24b bis 27b, 29b, 3ob), mit der bei Druckabfall im Schwingfeuerbrenner (1) in Abhängigkeit vom Pulsationsdruck des Schwingfeuerbrenners zusätzlich Kraftstoff dem Schwingfeuerbrenner zuführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (24 bis 3o; 32, 24a bis 29a; 24b bis 27b, 29b, 3ob) mindestens ein Ventil (29, 29a, 29b) aufweist, das in einer Kraftstoffzuführleitung (3o, 3ob, 32) der Regeleinrichtung liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführleitung (3o, 3ob) eine Bypaß-Leitung der Saugleitung (4, 4b) des Kraftstoffvorratsbehälters (3, 3b) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (29, 29a, 29b) durch ein vom Pulsationsdruck bewegbares Betätigungsglied (25 bis 27; 25a bis 27a; 25b bis 27b) betätigbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (25 bis 27; 25a bis 27a; 25b bis 27b) in einer/Druckluft leitung (24, 24a, 24b) liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (24a, 24b) das Betätigungsglied (25a bis 27a; 25b bis 27b) mit dem Kraftstoffvorratsbehälter (3a,3b) "«erbindet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

bei der der Schwingfeuerbrenner mit einer Wirbelkammer verbunden ist, die über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (24) das Betätigungsglied (25 bis 27) mit der Wirbelkammer (9) verbindet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (25 bis 27; 25a bis 27a; 25b bis 27b) eine Membran (26₃ 26a, 26b) aufweist, die mit einem Ventilstößel (27, 27a, 27b) des Ventiles (29, 29a, 29b) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8₃ dadurch gekennzeichnet, daß in der Kraftstoffzuleitung (3o, 32) ein zweites Ventil (31, 31a), vorzugsweise ein Zwei-Wege-Ventil, liegt.

lo. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (31» 31a) in Stromungsrichtung des Kraftstoffes vor dem ersten Ventil (29, 29a) liegt.