DE3404565C2

DE3404565C2 - Verteilsystem zur tropfenförmigen Verteilung flüssiger Medien

Info

Publication number: DE3404565C2
Application number: DE19843404565
Authority: DE
Inventors: Fritz 8801 Schnelldorf Nixel
Original assignee: Chemowerk Bayern GmbH Fabrik für Kunststoffbehälter, 8801 Schnelldorf
Priority date: 1983-05-07
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1987-02-19
Also published as: DE3404565A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotierende Verteileinrichtung zum Verteilen von Flüssigkeiten (Fig. 1). Eine Düse oder mehrere Düsen (3), integriert in eine Einheit (4), die auf einen hohlen Lagerzapfen (1) mit einer oder mehreren Öffnungen (2) drehbar gelagert ist, so daß bei einem externen Antrieb oder Eigenantrieb mittels turbinenförmiger Ausildung der Düsen durch die gleichförmige Drehung der Düsen und eine mittels Drehschieberprinzip erzielte Mengendosierung eine weitgehend gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeiten mit beliebigem Trockenmasseanteil, insbesondere Gülle, Flüssigdünger, Klärschlamm und Spritzmittellösungen ermöglicht wird. Bei Eigenantrieb kann die Drehzahl der düsenbestückten Einheit mittels geeigneter Einrichtung wie z. B. durch eine Fliehkraftbremse nivelliert und somit konstante Verteilbilder erzeugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilsystem zur tropfenförmigen Verteilung flüssiger Medien mit einem beliebigen Trockenmasseanteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, vorzugsweise zu einer annähernd exakten Verteilung von Gülle, Flüssigdünger, Klärschlamm und Spritzmittellösungen.
Flüssigkeiten auch mit Dickstoffanteilen müssen oft möglichst gleichmäßig auf eine vorgegebene Fläche verteilt werden. Bekannt sind Systeme, bei denen der aus einer oder mehreren Düsen austretende Flüssigkeitsstrom über ein beliebig gestaltetes nachgeordnetes Prallblech verteilt wird sowie oszillierende Düsen, welche durch ihre Pendelbewegung einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom zerstreuen.
Die Verteilgenauigkeit bei der Verwendung von Prellblechen ist prinzipiell schlecht und hängt darüber hinaus sehr stark von der Viskosität des Mediums sowie von der geometrischen Form und Einstellung des Bleches ab. Fertigungsabweichungen, z. B. in Form von Schweißverzug oder selbst geringfügige Einstellfehler des Pralltellers führen zu gravierenden Abweichungen vom idealen Streubild.
Die pendelnde Düse ist diesbezüglich relativ unempfindlich. Ihr Verteilbild wird jedoch geprägt von der Winkelgeschwindigkeit des Aggregates. Diese wird im Umkehrbereich bis zum Nullpunkt verringert und somit die an diesem Punkt ausgebrachte Menge entsprechend erhöht. Diese negative Begleiterscheinung wird auch in der KTBL-Schrift Nr. 279, herausgegeben 1982 vom Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. mit Förderung des Bundesministers für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, auf S. 73 erläutert. Darüber hinaus ist für die Pendelmechanik ein vergleichsweise aufwendiger Antrieb erforderlich.
Bekannt ist ein Streukopf für Beregnungsanlagen (DE-PS 8 25 916). Das Streustück dreht sich kontinuierlich und wird über einen Ringkanal vom Verteilerstück mit Wasser versorgt. Da alle Düsen gleichzeitig in alle Richtungen Flüssigkeit versprühen, ist eine Beschränkung des Streubildes auf eine festgelegte Fläche nicht möglich. Darüber hinaus kann die durch jede Düse strömende Flüssigkeitsmenge je nach Verstopfungsgrad beliebig variieren, so daß insbesondere bei Medien mit beliebigem Trockenmasseanteil keine gleichmäßige Verteilung gewährleistet ist.
Ebenfalls zur Beregnung dient ein Verteilerkopf nach DE-OS 32 08 442, der einen axial angeordneten Drehschieber zur gezielten Beaufschlagung von Düsenöffnungen aufweist. Wegen der Empfindlichkeit der Düsen gegen feste Bestandteile im Wasser ist ein im Verteilerkopf integriertes Sieb vorgesehen. Desweiteren werden mehrere Düsen gleichzeitig beaufschlagt, so daß bei inhomogenen Flüssigkeiten ein gleichmäßiger Förderstrom durch jede Düse nicht erzwungen werden kann. Aus diesen Gründen ist dieses Funktionsprinzip nicht geeignet, um Flüssigkeiten mit einem beliebigen Trockenmasseanteil zu verteilen.
Bekannt ist darüber hinaus ein mit gekrümmten Schlitzen versehenes Schleuderrad (SU 6 21 386). Hierbei werden verschiedene spaltenförmige, radial angeordnete Kanäle gleichzeitig mit der zu verteilenden Flüssigkeit beaufschlagt. Das Aggregat ist bei inhomogenen Flüssigkeiten, insbesondere bei beliebigem Trockenmasseanteil stark verstopfungsgefährdet. Eine gleichmäßige Verteilung durch alle Kanäle ist unwahrscheinlich und keinesfalls gesichert. Darüber hinaus ist die Höhe von Austrittsöffnung und Austrittskanälen ausdrücklich identisch, so daß Faserstoffe u. ä. leicht in den Spalt zwischen Verteilerrohr und Schleuderteller gelangen können. Die Verteilung ist daher nur für Flüssigkeiten mit gleichmäßig guten Fließeigenschaften geeignet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Flüssigkeiten jeglicher Art auch mit Trockenmasseanteilen mit einem möglichst niedrigen Variationskoeffizienten, d. h. mit möglichst guter Quer- und Längsverteilung, auf die vorgesehene Fläche auszubringen, insbesondere auch Gülle trotz der üblicherweise enthaltenen Fest- und Faserstoffe gleichmäßig auszubringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Um den Streubereich vorteilhafterweise auf einen Kreisausschnitt zu beschränken, wird der Flüssigkeitszufluß für den nicht zu bestreuenden Flächenteil unterbrochen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, auf dem stationären Teil (1) sich eine seitliche Öffnung (2) befindet, über welche der vorbeidrehende Düsenquerschnitt temporär mit Flüssigkeit beaufschlagt wird. Um dennoch einen fortwährenden Flüssigkeitsstrom zu ermöglichen, wird hierfür die Anordnung mehrerer Einzeldüsen (3) in einer drehbaren Einheit (4) vorgeschlagen. Hierbei können Einzeldüsen während der Rotation nacheinander oder überlappend mit Flüssigkeit beaufschlagt werden, so daß die Strömung durch jeden einzelnen Kanal unabhängig vom Durchflußwiderstand erzwungen wird.
Um eine pflanzengerechte Tropfenbildung im austretenden Flüssigkeitsstrom zu erzielen, muß die Drehzahl der düsenbestückten Einheit (4) mindestens 30 U/min betragen. Behinderungen der Düsenkopfdrehung durch faserige Flüssigkeitsbestandteile können durch geeignete Aussparungen (5) an den aneinander gleitenden Flächen verringert oder beseitigt werden.
Der Antrieb für die Drehung des Düsenkopfes (4) kann durch eine von außen zugeführte Energie z. B. durch elektrischen, mechanischen oder hydraulischen Antrieb erfolgen sowie bei einer entsprechenden turbinenartigen Gestaltung der Düsen durch den austretenden Flüssigkeitsstrom selbst. Bei diesem Eigenantrieb stellt sich die Drehzahl des Aggregates entsprechend der augenblicklich vorhandenen Antriebsenergie und den inkonstanten gegenwirkenden Bremsmomenten insbesondere durch schwankende Lagerreibung wegen unterschiedlichem Verschmutzungsgrad mit Feststoffen nicht immer auf einen gleichbleibenden Wert ein. Die Verteilmenge der austretenden Flüssigkeit auf die einzelnen Flächenbereiche ist bei den turbinenartig gekrümmten Düsen jedoch abhängig von der Intensität der Ablenkung des austretenden Flüssigkeitsstrahles, wobei diese wiederum von der Drehzahl des Düsenkopfes mitbestimmt wird. Drehzahländerungen des Düsenkopfes bewirken somit eine Veränderung des Verteilbildes.
Um eine annähernd konstante Drehzahl des Düsenkopfes bei selbsttätigem Turbinenantrieb sicherzustellen, wird die Anwendung einer Drehzahlregelung vorgeschlagen, indem z. B. der Düsenkopf mit einer Fliehkraftbremse gekoppelt wird.
Das einfache Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung erlaubt gleiche Winkelgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles über den gesamten Streubereich und ist durch den Schwenkbetrieb unempfindlich gegen fertigungs- oder montagebedingte Abweichungen der Verteileinheit und gewährleistet damit eine sehr hohe Verteilgenauigkeit.

Claims

1. Verteilsystem zur tropfenförmigen Verteilung flüssiger Medien mit einem beliebigen Trockenmasseanteil bestehend aus einer oder mehreren Düsen (3), die in einer drehbar gelagerten Einheit (4) angeordnet sind, und dem Lagerzapfen (1), auf dem diese Einheit sich dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen als Hohlkörper ausgebildet ist und im Bereich der umlaufenden Düseneintrittsquerschnitte eine oder mehrere Öffnungen besitzt, die zusammen mit den sich vorbeibewegenden Drehdüsen einen oder mehrere Drehschieber bilden, mit deren bzw. dessen Hilfe die Düsen zwangsweise gesteuert mit der zu verteilenden Flüssigkeit beaufschlagt werden und die düsenbestückte Einheit (4) gegen Verschieben in axialer Richtung gesichert ist, so daß die Drehachse der Düseneinheit (4) vertikal, horizontal oder in beliebigen Zwischenstellungen angeordnet werden kann.

2. Verteilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor und/ oder Stator mit radial zwischen den aneinander gleitenden Berührungsflächen angeordneten Aussparungen ausgestattet sind.

3. Verteilsystem nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung im Lagerzapfen (1) eine geringere Höhe aufweist, wie die Düsenöffnungen.

4. Verteilsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (6) der drehbaren Einheit gegenüber dem Stator in die Lagerung (7) derselben integriert ist und die hydrodynamische Lagerung durch die mittels des Systems zu verteilende Flüssigkeit erfolgt.

5. Verteilsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse oder einzelne Düsen einer Einheit zumindest teilweise als Turbine ausgebildet sind, so daß der Antrieb der düsenbestückten Einheit (4) durch den austretenden Flüssigkeitsstrahl erfolgt.

6. Verteilsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der düsenbestückten Einheit durch externe Drehmomenteinleitung erfolgt.

7. Verteilsystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer annähernd gleichmäßigen Strahlablenkung die düsenbestückte Einheit (4) mit einer drehzahlregulierenden Einrichtung, die vorzugsweise als fliehkraftabhängige Bremse ausgebildet ist, gekoppelt ist.

8. Verteilsystem nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer tropfenförmigen Strahlausbildung die Mindestdrehzahl der düsenbestückten Einheit 30 U/min beträgt.

9. Verteilsystem nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur weitgehend exakten Verteilung von Flüssigkeiten mit oder ohne Dickstoffanteilen, insbesondere für Flüssigdünger, Gülle, Klärschlamm und Spritzmittellösungen geeignet ist.