DE3709563A1

DE3709563A1 - Spruehvorrichtung zum aufspruehen von insbesondere trennmittel

Info

Publication number: DE3709563A1
Application number: DE19873709563
Authority: DE
Inventors: Theophil Bauer
Original assignee: Theophil Bauer
Current assignee: WOLLIN GMBH MASCHINEN + APPARATEBAU, 7073 LORCH, D
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-10-13
Also published as: DE8712921U1; DE3709563C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sprühvorrichtung zum Aufsprühen von Flüssigkeit durch Druckluft, insbesondere von Trennmitteln für Gießereiformen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Mit einer derartigen Sprühvorrichtung werden insbesondere Druckgußformen in Gießereien vor Eingießen des flüssigen Metalls eingesprüht, um das fertige Werkstück leichter entformen zu können. Hierbei ist es wichtig, daß nicht zuviel Flüssigkeit aufgesprüht wird, weil dieses zu ungewünschten Hohlräumen im Werk stück führen kann, aber auch zu der Entwicklung von giftigen Gasen führt, ganz abgesehen davon, daß schon aus Kostengründen Sprühmittel so sparsam wie möglich aufgetragen werden sollten.

So sind die verschiedensten Arten von Sprühvorrichtungen bekannt, mit entsprechend unterschiedlichsten Zwei stoffdüsen. Grundsätzlich sind dabei die außen mischenden Zweistoffdüsen und die innen mischenden Zweistoff düsen zu unterscheiden. Besonders bei den außen mischen den Zweistoffdüsen, bei denen die Luft von außen dem zentralen Flüssigkeitskegel zugeführt wird, besteht die Gefahr des Nachtropfens oder Nachspritzens der Düse. Immerhin ist der Volumenanteil etwa 30% Flüssig keit, so daß sich nachspritzende oder nachtropfende Überschüsse, wenn die Luftzufuhr bereits gestoppt ist, als nachteilige Flüssigkeitsansammlungen auswirken können. Diese Nachteile wirken sich besonders dann aus, wenn ein derartiger Sprühkopf mit vielen Einzeldüsen ausgestattet ist, die in die unterschiedlichste Richtung, beispielsweise auch unten sprühen, so daß zu den künstli chen Sprühkräften noch jene natürlichen hinzukommen, wie beispielsweise das nach unten gerichtete Eigengewicht der Flüssigkeit.

Bei einer bekannten Sprühvorrichtung dieser Art (DE- OS 25 35 587) die als innen mischende Zweistoffdüse ausge bildet ist, wird die Druckluft in ein Düsenrohr geblasen, in welches über separate Flüssigkeitskanäle die Flüssig keit zuströmt und dort nach dem Venturieprinzip zum Düsenrohrausgang hin mitgerissen wird.

Bei einer anderen bekannten Sprühvorrichtung der eingangs genannten Art (DE-OS 32 17 777) wird als außen mischende Zweistoffdüse die Flüssigkeit zentral durch den Düsen körper geführt, wobei außen herantretende Luft die gewünschte Zerstäuberaufbereitung bewirkt.

Während bei der innenmischenden Zweistoffdüse, also dem zuerst beschriebenen bekannten Fall, der Flüssigkeits transport weitgehend luftabhängig erfolgt, indem die Mischung bereits vor der Enddüse stattfindet, wird bei der außen mischenden Zweistoffdüse, also dem zweiten beschriebenen bekannten Fall, kein Einfluß der Luft auf die Flüssigkeit vor Austritt aus der Enddüse vorge nommen - es findet keine Venturiewirkung statt. In beiden Fällen allerdings kann Flüssigkeit auch nach Beenden der Druckluftzufuhr durch die Enddüse nachtropfen oder nachspritzen, schon allein infolge der Massenträg heit der Sprühflüssigkeit.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung mit den kennzeich nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Nachströmen von Flüssigkeit gesperrt wird durch Unterbrechen der Flüssigkeitssäule stromauf der Düse. Das verbleibende Restvolumen zwischen Düse und fremdgesteuerten Ventil verbleibt in diesem Düsenraum schon allein aufgrund der inneren Zähigkeit der Flüssig keit, wenn einmal das Ventil geschlossen ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Fremdsteuermittel Druckluft, die zur Fremd steuerung des Ventils dem zur Düse führenden Druckluftka nal entnommen werden kann. Auf diese Weise wird auch erreicht, daß eine Besprühung tatsächlich erst dann stattfinden kann, wenn auch Druckluft zur Verfügung steht, um die notwendige Zerstäubung zu erreichen, wobei das Ventil erst dann schließt, wenn auch dieser Luftdruck abnimmt. In jedem Fall schließt das Ventil noch bevor die Luftzufuhr beendet ist, da auch nach Abnehmen des Druckes aufgrund der Luftelastizität ein gewisses Nachblasen noch gegeben ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das bewegliche Ventilglied einen druckluftbetriebenen Antriebskolben auf, sowie eine der Druckluftstellkraft entgegenwirkende Schließfeder, wobei der Antriebskolben als Manschette elastischen Materials ausgebildet sein kann. In Abstimmung der Federkraft zu Luftdruck und Kolbenquerschnitt läßt sich die Steuercharakteristik dieses Ventils recht genau bestimmen. Grundsätzlich sind solche Manschetten aus der Hydraulik oder Pneumatik an sich bekannt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsenöffnungen für Luft und Flüssigkeit in einem Düsenkörper angeordnet mit zentraler Spritzöffnung für die Flüssigkeit, insbesondere wie bei einer außenmi schenden Düse und es ist das bewegliche Ventilglied achsgleich zu dieser Spritzöffnung angeordnet, wobei der Flüssigkeitszufluß zum Ventilglied radial erfolgt und der Abfluß aus dem Ventil axial über einen entsprechen den Ventilsitz. Die in Öffnungsrichtung wirkende Fläche in dem das bewegliche Ventilglied umgebenden Ringraum ist dabei so klein gehalten, daß auch bei verhältnismäßig hohem Flüssigkeitsdruck das Ventil erst öffnet, wenn aufgrund des ohnehin höheren Luftdruckes und der Mitwir kung des Antriebskolbens das Ventil gegen die Kraft der Schließfeder öffnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Düsenkörper, das bewegliche Ventilglied mit dem Antriebskolben und die entsprechenden Kanalabschnitte in einem Ventilblock angeordnet, der buchsenartig ausge bildet in eine entsprechende Sackbohrung des Sprühblocks einsetzbar ist, und radial Dichtringe aufweist, die die einzelnen Axialabschnitte für die Medienluft und Flüssigkeit voneinander trennen. Bei entsprechender Gestaltung des Sprühblocks, vor allem der Anordnung der Druckkanäle für Luft und Flüssigkeit kann je nach Bedarf ein solcher Ventilblock ausgetauscht werden und gegen einen etwas anderen beispielsweise mit anderem Öffnungsdruck ausgetauscht werden, ganz abgesehen von der Möglichkeit leichter Reparaturen ausführen zu können oder derartige Teile zu reinigen. So können in einem solchen Ventilblock die Drossel- und Kanalgestaltung so gewählt werden, daß dadurch eine dem jeweiligen Einsatz entsprechende Anpassung der Querschnitte entspre chend einer gewünschten Volumenverteilung von Luft und Flüssigkeit beim Einsprühen erzielbar ist. Das Abdichten mit derartigen Radialdichtringen oder auch O-Ringen ist ebenfalls aus der Pneumatik und Hydraulik bekannt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Ventilblock und der diesen aufnehmende Sackbohrung in Axialrichtung abgestuft, so daß das Einsetzen wesent lich vereinfacht ist und wobei durch eine Stufe in Sackbohrung und Ventilblock ein Ringkanal entstehen kann, der als Teil des Flüssigkeitskanals dient. Von diesem Ringkanal zweigt dann der Kanalabschnitt zum Ventil hin ab und es mündet in ihn der vom Hauptkanal abzweigende und zu diesem Ventilblock führende im Durch gang einstellbare Flüssigkeitskanal.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist stromauf des fremdgesteuerten Ventils im Flüssigkeitska nal und/oder Luftkanal ein Drosselventil mit änderbarem Querschnitt angeordnet. Auch hierdurch kann das Luftflüs sigkeitsverhältnis abgestimmt werden, unabhängig vom Querschnitt der die Medien zuführenden Hauptkanäle für Luft und Flüssigkeit.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung als Längsschnitt durch einen Sprüh block dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In einem als Gehäuse dienenden Sprühblock 1 sind zwei nur als Bruchabschnitt dargestellte, aber an sich durch gehende Bohrungen 2 und 3 vorgesehen, von denen die eine als Flüssigkeitskanal 2 und die andere als Luftkanal 3 dient. An diese Kanäle ist, wie nicht näher darge stellt, jeweils eine Versorgungsvorrichtung angeschlos sen, nämlich einerseits eine Flüssigkeitsversorgungsan lage mit Tank und Pumpe für ein flüssiges Trennmittel, wie es zum Aufspritzen auf Gußformen verwendet wird, um nach dem Gießvorgang das Werkstück leicht aus der Form entfernen zu können und andererseits eine Druckluft anlage, wie sie heute in jeder Gießerei vorhanden ist. Der Luftdruck ist hierbei wesentlich höher als der Flüssigkeitsdruck eingestellt.

Vom Flüssigkeitskanal 2 zweigt ein Versorgungskanal 4 ab, dessen Eingang 5 durch ein verstellbares Dros selglied 6 im Querschnitt änderbar ist und dessen Ausgang in einen Ringkanal 7 mündet, der durch die stufenförmige Ausbildung einer im Sprühblock 1 angeordneten Sackbohrung 8 und eines in dieser Sackbohrung angeordneten buchsen artigen Ventilblocks 9 gebildet wird. Zwischen diesem Ventilblock 9 und Sackbohrung 8 sind drei Ringdichtungen 11 vorhanden, die den durch den Ringkanal 7 gebildeten Bereich zu zwei anderen Bereichen abdichtet, die durch in der Mantelfläche des Ventilblocks 9 angeordnete Ringnuten 12 und 13 gebildet werden und die druckluftver sorgt sind. Die Druckluft erhalten sie aus einem Versor gungskanal 14, der vom Luftkanal 3 abzweigt und dessen Eingang 15 ebenfalls durch ein Drosselglied 16 im Quer schnitt steuerbar ist.

In einer zentralen Bohrung des Ventilblocks 9 ist ein bewegliches Ventilglied 17 axial verschiebbar angeord net, das zu seinem Ventilsitz 18 hin durch eine Schließ feder 19 belastet ist, die sich rückseitig am Boden der Sackbohrung 8 abstützt. An dem beweglichen Ventil glied 17 ist eine Kolbenmanschette 21 angeordnet, die in einer Zylinderbohrung 22 radial dichtend geführt ist und auf ihrer der Feder 19 abgewandten Seite einen Arbeitsraum 23 begrenzt, der durch eine Radialbohrung 24 mit der luftführenden Ringnut 13 verbunden ist.

Zwischen Ventilglied 17 und der es aufnehmenden zentralen Bohrung 25 ist ein Ringraum 26 vorhanden, der über eine Radialbohrung 27 mit dem Flüssigkeit führenden Ringkanal 7 verbunden ist und am Ventilsitz 18 endet.

Am Ausgang des Ventilsitzes 18 ist ein kugelförmiger Düsenkörper 28 angeordnet, der über einen Schraubnippel 29 am Ventilblock 9 festgespannt ist. Durch dabei einge quetschte Ringdichtungen 31 werden zwischen Ventilblock 9, Düsenkörper 28 und Schraubnippel 29 zwei Räume be grenzt, nämlich ein zum Ventilsitz 18 hin offener Flüssig keitsraum 32 und ein über einen Kanal 33 mit der Luftfüh renden Ringnut 12 verbundenen Luftraum 34. Diesen Räumen liegen im Düsenkörper 28 die Düsenöffnung 35 für Flüssig keit und die Düsenöffnungen 36 für Luft gegenüber.

Der Ventilblock 9 weist nach außen einen Flansch 37 auf, mit dem er über Schrauben 38, von denen nur eine dargestellt ist, am Sprühblock 1 festgespannt ist.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: Wenn über den Flüssigkeitskanal 2 und den Luftkanal 3 jeweils das Sprühmittel bzw. die Luft unter Druck zugeführt wird, gelangt die Flüssigkeit über den Versor gungskanal 4 zum Ringkanal 7 und von dort über die Radialbohrung 27 zum Ringraum 26 vor den Ventilsitz 18 und die Luft über den Versorgungskanal 14 und die Ringnuten 12 und 13 einerseits zu dem Arbeitsraum 23 und andererseits in den Luftraum 34 und von dort über die Düsenöffnungen 36 nach außen. Bei ausreichendem Druck im Arbeitsraum 23 wird das bewegliche Ventilglied 17 gegen die Kraft der Schließfeder 19 verschoben, so daß die Flüssigkeit aus dem Ringraum 26 über den Ventilsitz 18 und durch die Düsenöffnung 35 ebenfalls nach außen gelangt. Bei Abfallen des Luftdruckes wird das bewegliche Ventilglied 17 durch die Feder 19 wieder auf den Ventilsitz 18 geschoben, so daß die Flüssigkeits zufuhr damit gesperrt ist. Die beim Austritt gewünschte Mengenproportion zwischen Luft und Flüssigkeit wird durch die Drosselglieder 6 bzw. 16 eingestellt.

Alle in der Beschreibung den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination mitein ander erfindungswesentlich sein.

1 Sprühblock
2 Flüssigkeitskanal
3 Luftkanal
4 Versorgungskanal
5 Eingang zu 4
6 Drosselglied
7 Ringkanal
8 Sackbohrung
9 Ventilblock
10 -
11 Ringdichtungen
12 Ringnut
13 Ringnut
14 Versorgungskanal
15 Eingang zu 14
16 Drosselglied
17 Ventilglied
18 Ventilsitz
19 Schließfeder
20 -
21 Kolbenmanschette
22 Zylinderbohrung
23 Arbeitsraum
24 Radialbohrung
25 zentrale Bohrung
26 Ringraum
27 Radialbohrung
28 Düsenkörper
29 Schraubnippel
30 -
31 Ringdichtungen
32 Flüssigkeitsraum
33 Kanal
34 Luftraum
35 Düsenöffnungen
36 Düsenöffnungen
37 Flansch
38 Schrauben

Claims

1. Sprühvorrichtung zum Aufsprühen von Druckluft und Flüssigkeit, insbesondere von Trennmitteln für Gieße reiformen, mit einem als Gehäuse dienenden Sprühblock (1) und mit mindestens einer Sprühdüse (28) die über pro Medium separate, im Sprühblock (1) verlaufen de Kanäle (2, 3, 4, 14) versorgt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Steuerung der Flüssigkeit in der zur Düse (28) führenden Flüssigkeitsleitung (4, 7, 26, 27, 32), stromauf der Düsenöffnung (35), ein fremdgesteuertes Ventil (17-22) angeordnet ist.

2. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekenn zeichnet, daß als Fremdsteuermittel Druckluft dient.

3. Sprühvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeich net, daß die Druckluft zur Fremdsteuerung des Ventils (17-22) dem zur Düse führenden Druckluftkanal (14) entnommen wird.

4. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilglied (17) des Ventils (17-22) mit einem druckluftbetätigbaren Antriebskolben (21) und einer Schließfeder (19) zusam menwirkt.

5. Sprühvorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeich net, daß der Antriebskolben als Manschette (21) elastischen Materials ausgebildet ist.

6. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen für Flüssigkeit (35) und Luft (36) in einem Düsenkör per (28) angeordnet sind, mit zentraler Düsenöffnung (35) für die Flüssigkeit und daß das bewegliche Ventilglied (17) achsgleich zu dieser Düsenöffnung (35) angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit stromauf des Ventilsitzes (18) radial zufließt und der Ausgang über den Ventilsitz (18) axial erfolgt.

7. Sprühvorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeich net, daß der Düsenkörper (28), das bewegliche Ventil glied (17) mit dem Antriebskolben (21) und die entspre chenden Kanalabschnitte (12, 13, 24, 27, 33) in einem Ventilblock (9) angeordnet sind, der buchsenar tig ausgebildet in einer entsprechenden Sackbohrung (8) des Sprühblocks (1) eingesetzt ist, mit Radialdicht ringen (11), die entsprechende Axialabschnitte für Luft und Flüssigkeit voneinander trennen.

8. Sprühvorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeich net, daß sich die achsgleich angeordnete Schließfeder (19) an dem Boden der Sackbohrung (8) abstützt.

9. Sprühvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (9) und die Sackbohrung (8) in Axialrichtung gestuft sind.

10. Spritzvorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeich net, daß durch eine Stufe in Sackbohrung (8) und Ventilblock (9) ein Ringkanal (7) gebildet wird und daß dieser Ringkanal (7) der Flüssigkeitsführung dient.

11. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (9) einen Flansch (37) aufweist, der an einer Außenwand des Sprühblocks aufliegt.

12. Sprühvorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeich net, daß der Ventilblock (9) mit den Flansch (37) durchdringenden Schrauben (38) am Sprühblock (1) befestigt ist.

13. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che dadurch gekennzeichnet, daß stromauf des fremdge steuerten Ventils (17-22) im Flüssigkeitskanal (4) und/oder Luftkanal (14) ein Drosselventil (6, 16) angeordnet ist.

14. Sprühvorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeich net, daß das Drosselventil über ein im Sprühblock (1) verdrehbares Drosselglied (6) im Querschnitt änderbar ist.