DE3826690A1

DE3826690A1 - Atomisation method for liquids

Info

Publication number: DE3826690A1
Application number: DE3826690A
Authority: DE
Inventors: Walter Swoboda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1990-02-08

Abstract

Atomisation method for liquids, and atomisation device for implementing the method. The liquid mist generated by a swirl nozzle (turbulence nozzle) (1) is separated in part by baffles (5, 6) arranged downstream of the nozzle. By means of the variable distance between nozzle and baffles, the liquid throughput (flow rate) can be regulated in a ratio of 1:25. <IMAGE>

Description

State of the art

In der Technik, der Medizin und vielen anderen Bereichen ist es erforderlich, kleine Flüssigkeitsmengen zu zer stäuben.In technology, medicine and many other areas it is necessary to crush small amounts of liquid dust.

Dies ist auf dem sonst üblichen Weg mittels einer Drall düse durch die unter Druck gesetzte Flüssigkeit aus einem einfachen Grund nicht möglich, da für kleine Mengen unter 1 l/h die Düsenquerschnitte so klein sein müßten, daß ein problemloser Betrieb nicht gewährleistet wäre.This is the usual way using a swirl nozzle through the pressurized liquid from a simple reason not possible because for small amounts below 1 l / h the nozzle cross sections should be so small that a trouble-free operation would not be guaranteed.

Die angewandten Zerstäubungsverfahren unterscheiden sich daher von der sonst üblichen Druckzerstäubung. Insbesondere der rauhe Betrieb bei Ölbrennern kleiner Leistung hat sich als problematisch erwiesen. So hat sich für diesen Bereich in der Praxis lediglich die Zerstäubung mittels Druckluft bewährt. Durchgesetzt hat sich dieses Ver fahren jedoch wegen der teuren und komplizierten Geräte nicht. The atomization processes used differ therefore from the usual pressure atomization. In particular, the rough operation with oil burners is smaller Performance has proven problematic. So it turned out in practice only atomization for this area proven with compressed air. This ver has prevailed drive because of the expensive and complicated equipment Not.

Obwohl weltweit mit der Ultraschallzerstäubung experi mentiert wurde, wird dieses Verfahren nur in der Medizin technik und der Zerstäubung von Wasser eingesetzt.Although experi This procedure is only used in medicine technology and the atomization of water.

Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren für die einfache Zerstäubung kleiner Flüssigkeits mengen zu entwickeln.The invention is based, another object Process for easy atomization of small liquids develop quantities.

Advantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs sowie des Anspruchs 4 gelöst mit den Vortei len für die verschiedenen Anwendungszwecke, sowohl kleine als auch größere Flüssigkeitsmengen mit einfachen Mitteln zu zerstäuben.This task is characterized by the characteristics of the The main claim and claim 4 solved with the advantage len for different purposes, both small as well as larger amounts of liquid with simple means to atomize.

Als Zerstäubungseinrichtung dient eine übliche Dralldüse. Mittels einer oder mehrerer Blenden stromab der Düsenöff nung wird ein definierter Teil des Flüssigkeitsnebels abgefangen, welcher sich in einer Auffangkammer nieder schlägt und zur Druckpumpe zurückgeführt werden kann. Die Blenden und die Dralldüse sind in ihrem Abstand zuein ander variabel angeordnet, so daß je nach Ausführung der Blenden eine Regelung des Durchsatzes bis zu einem Verhält nis von 1:25 oder auch mehr möglich ist. Auf diese Weise kann mit einer Düse für einen Durchsatz von 2,5 l/h auch 0,1 l/h Flüssigkeit zerstäubt werden.A conventional swirl nozzle serves as the atomizing device. Using one or more orifices downstream of the nozzle opening voltage becomes a defined part of the liquid mist intercepted, which settles in a collecting chamber strikes and can be returned to the pressure pump. The orifices and the swirl nozzle are spaced apart other variably arranged so that depending on the version of the Dazzle regulation of throughput up to a ratio nis of 1:25 or more is possible. In this way can also be used with a nozzle for a throughput of 2.5 l / h 0.1 l / h liquid can be atomized.

In der besonderen Ausgestaltung der Öffnungen in den Blen den kann die Form des austretenden Flüssigkeitsnebels be einflußt werden. In the special design of the openings in the balls the shape of the emerging liquid mist can be be influenced.

Im Sprühkegel einer Dralldüse befinden sich die größeren Tröpfchen, bedingt durch die Zentrifugalkraft, vorzugs weise in den äußeren Randzonen. Durch eine Blende mit einer oder mehreren Öffnungen, welche so angeordnet sind, daß sich der Flüssigkeitsnebel der Randzonen an den Blen den niederschlägt, wird bewirkt, daß ein großer Teil der größeren Tröpfchen abgeschieden wird. Durch diese Maß nahmen stehen besonders bei geringen Durchsätzen kleine Flüssigkeitströpfchen zur Verfügung.The larger ones are in the spray cone of a swirl nozzle Droplets, due to the centrifugal force, preferred wise in the outer marginal zones. Through a cover with one or more openings, which are arranged so that the liquid mist of the peripheral zones on the balls which causes a large part of the larger droplets is separated. By that measure small, especially with low throughputs Liquid droplets available.

drawing

In der Zeichnung sind 3 Ausführungsbeispiele dargestellt.3 exemplary embodiments are shown in the drawing.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt eine handelsübliche Dralldüse 1, welche wie bekannt in einem Düsenhalter 2 eingeschraubt ist. Die Auf fangkammer 3 ist mittels der Führung 4 auf dem Düsen halter 2 gegeneinander verschiebbar angeordnet. Stromab der Düse 1 befindet sich in der Auffangkammer 3 die Blende 5, weiter stromab die Blende 6. Fig. 1 shows a commercially available swirl nozzle 1 , which is screwed into a nozzle holder 2 , as is known. On the catch chamber 3 is arranged by means of the guide 4 on the nozzle holder 2 against each other. The orifice 5 is located in the collecting chamber 3 downstream of the nozzle 1 and the orifice 6 further downstream.

Die Blende 5 befindet sich je nach Durchmesser der Blenden öffnung 7 in einem bestimmten Abstand zur Düse 1.The orifice 5 is located at a certain distance from the nozzle 1 , depending on the diameter of the orifice 7 .

In der gezeigten Form wird lediglich ein Teil der durch die Düse 1 zerstäubten Flüssigkeit durch die Blendenöffnung hindurchtreten und für den gewünschten Zweck zur Verfügung stehen. Da der Zerstäubungswinkel der Düse 1 größer ist als die Blendenöffnung 7, wird ein großer Teil der Flüssig keit an der Blende 5 auftreffen und an dieser herunterlau fen und sich unten in der Auffangkammer 3 sammeln. Über die Leitung 8 kann die überschüssige Flüssigkeit zurückgeführt werden.In the form shown, only part of the liquid atomized by the nozzle 1 will pass through the aperture and be available for the desired purpose. Since the atomization angle of the nozzle 1 is greater than the aperture 7 , a large part of the liquid speed will hit the aperture 5 and fen down on this and collect below in the collecting chamber 3 . The excess liquid can be returned via line 8 .

Die Blende 6 hat die Aufgabe zu verhindern, daß evtl. außen an der Blende 5 herablaufende Flüssigkeit stromab gelangen kann. The diaphragm 6 has the task of preventing any liquid running down the diaphragm 5 from flowing downstream.

Die von den Blenden 5 und 6 gebildete sekundäre Auffang kammer 9 ist über die Öffnung 10 mit der primären Auf fangkammer 3 verbunden, so daß ablaufende Flüssigkeit ebenfalls über die Leitung 8 zurückgeführt werden kann. Der mittels Strichen angedeutete Flüssigkeitsstrahl zeigt, daß bei einer gegebenen Öffnung 7 in der Blende 5 und dem Abstand zwischen Blende 5 und Düse 1 die Möglichkeit be steht, durch Veränderung dieses Abstandes bei gleichblei bendem Flüssigkeitsdurchsatz in der Düse 1 durch mehr oder weniger starkes Abscheiden der zerstäubten Flüssigkeit die aus der Blendenöffnung 7 austretende Menge zu regu lieren.The secondary collecting chamber 9 formed by the diaphragms 5 and 6 is connected via the opening 10 to the primary collecting chamber 3 , so that liquid which runs off can also be returned via the line 8 . The liquid jet indicated by dashes shows that with a given opening 7 in the orifice 5 and the distance between the orifice 5 and the nozzle 1 there is the possibility of changing this distance with a constant liquid flow rate in the nozzle 1 by more or less strong separation of the atomized liquid to regulate the amount emerging from the aperture 7 .

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es gelungen, einen max. Durchsatz von 2,5 kg/h durch Abscheiden der zerstäubten Flüssigkeit an der Blende auf eine aus der Blendenöffnung effektiv austretenden Menge von 0,10 kg/h zu reduzieren.With the method described above, it was possible to a max. Throughput of 2.5 kg / h by separating the atomized liquid on the aperture on one of the Aperture opening effectively exiting amount of 0.10 kg / h to reduce.

Soll nun die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung die max. Flüssigkeitsmenge durchsetzen, so kann die Düse 1 durch Verschieben des Düsenhalters 2 in der Führung 4 stromab zur Blendenöffnung 7 soweit verschoben werden, daß keine Flüssigkeit mehr abgeschieden wird.If the device shown in Fig. 1 is now the max. Push through the amount of liquid so that the nozzle 1 can be displaced downstream of the aperture 7 by moving the nozzle holder 2 in the guide 4 so that no more liquid is separated.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Die im Düsenstock 2 eingeschraubte Düse 1 ist wiederum im Gleit stück 4 verschiebbar angeordnet. Die Auffangkammer 3 ist stromab mit der Blende 5 versehen. Fig. 2 shows another embodiment. The screwed in the nozzle assembly 2 nozzle 1 is in turn slidably arranged in the 4 piece. The collecting chamber 3 is provided with the diaphragm 5 downstream.

Im Gegensatz zu Fig. 1 ist die Blende 5 außer der zen trischen Öffnung 7 noch mit den sekundären Öffnungen 7 a versehen. Auf diese Weise wird der Winkel des Flüssigkeits nebels größer.In contrast to FIG. 1, the aperture 5 is provided with the secondary openings 7 a in addition to the central opening 7 . In this way, the angle of the liquid mist becomes larger.

Die Fig. 2a zeigt die Blende 7 in der Vorderansicht. Die Blende muß in ihrer Fläche so bemessen werden, daß nur ein dünner Flüssigkeitsfilm abläuft. Damit ist auch gewährleistet, daß infolge der Adhäsion zwischen der Flüs sigkeit und der Blendenoberfläche keine Flüssigkeit in die Blendenöffnungen läuft. Fig. 2a shows the aperture 7 in the front view. The area of the diaphragm must be dimensioned so that only a thin film of liquid runs off. This also ensures that no liquid runs into the aperture openings due to the adhesion between the liquid and the aperture surface.

Wenn bei größeren Leistungen aus konstruktiven Gründen der Blendendurchmesser nicht groß genug ausgeführt werden kann, ist es auch möglich, daß mehrere Blenden hintereinander angeordnet werden. Dabei sollte stromab der Düse die erste Blende mit den größten Öffnungen vorgesehen werden. Die je weils folgenden Blenden werden mit immer kleineren Öff nungen ausgeführt.If, for greater performance, the Aperture diameter cannot be made large enough it is also possible that several panels in a row to be ordered. The first should be downstream of the nozzle Aperture with the largest openings can be provided. The ever because the following apertures are getting smaller and smaller carried out.

In Fig. 3 ist eine solche Anordnung dargestellt. Die Blen de 5 ist mit der Mittelöffnung 7 und den großen Sekundär öffnungen 7 a versehen.Such an arrangement is shown in FIG. 3. The Blen de 5 is provided with the central opening 7 and the large secondary openings 7 a .

Stromab davon sitzt die Blende 5 a mit den kleineren Öffnun gen 7 b. Damit die Düse weit genug stromab verschoben wer den kann, um die volle Düsenleistung zu erhalten, kann die Blende 7 a verschiebbar angeordnet werden. In diesem Fall kann die Blende 7 a von hier nicht gezeigten Federn in ihrer Position gehalten werden. Da die Mittelöffnung 7 an der Blende 7 a kleiner ist als die Düse 1, kann die Düse 1 die Blende 7 a stromab auf die Blende 7 b drücken. Auf diese Weise geht der Sprühwinkel der Düse voll durch die Mittelöffnung der Blende 7 b, daher wird in dieser Stellung der Düse keine Flüssigkeit abgeschieden und so wird der volle Durchsatz erreicht.Downstream of it sits the aperture 5 a with the smaller openings 7 b . So that the nozzle can be moved far enough downstream to get the full nozzle performance, the aperture 7 a can be slidably arranged. In this case, the aperture 7 a can be held in position by springs, not shown here. Since the central opening 7 at the orifice 7 a is smaller than the nozzle 1 , the nozzle 1 can press the orifice 7 a downstream onto the orifice 7 b . In this way, the spray angle of the nozzle goes fully through the central opening of the diaphragm 7 b , therefore no liquid is separated in this position of the nozzle and the full throughput is achieved.

Die Blenden können auch anders ausgeführt werden, wenn eine Leistungsregulierung erfolgen soll. Eine Blende kann auch als stufenlos verstellbare Irisblende ausgeführt werden. Auch eine Anordnung von verstellbaren Schlitzen oder gegeneinander verschiebbaren Gittern ist möglich. Üblicherweise wird eine 2-stufige Ausführung ausreichen, es kann jedoch auch eine stufenlose Regelung erfolgen. The panels can also be designed differently, if performance regulation should take place. An aperture can also be designed as a continuously adjustable iris diaphragm will. Also an arrangement of adjustable slots or grids that can be moved against each other are possible. Usually a 2-stage version will suffice, however, stepless regulation can also take place.

Ebenso ist es möglich, vor der Düse eine Blende rotieren zu lassen, welche mit Bohrungen oder Schlitzen versehen ist. Über die Drehzahl ist eine Regulierung des Flüssig keitsdurchsatzes möglich. Der Antrieb der drehenden Blende kann z. B. bei Ölbrennern über das Drucköl oder durch den Luftstrom erfolgen. Die drehende Blende kann auch als Venti latorflügel ausgebildet werden.It is also possible to rotate an aperture in front of the nozzle to leave, which have holes or slots is. The liquid is regulated via the speed throughput possible. The drive of the rotating aperture can e.g. B. in oil burners on the pressure oil or by Airflow. The rotating screen can also be used as a venti lator wings are formed.

Damit sichergestellt ist, daß bei allen Betriebszuständen die Blendenöffnungen nicht von der Flüssigkeit überdeckt werden, sollten die Öffnungen in der Blende größer als 3 mm sein. Die Mittelöffnung sollte bei einem Sprühwinkel der Düse von 60° mindestens 5 mm Durchmesser aufweisen, denn bei manchen Ausführungen der Blenden und Auffang kammern wird eine Vergrößerung des Sprühwinkels bewirkt.This ensures that in all operating conditions the aperture is not covered by the liquid the openings in the aperture should be larger than 3 mm. The center opening should be at a spray angle the 60 ° nozzle has a diameter of at least 5 mm, because with some versions of the panels and catch chambers causes an increase in the spray angle.

Wenn die Zerstäubungseinrichtung für Ölbrenner eingesetzt wird, kann ein Teil der Verbrennungsluft bereits in die Auffangkammer eingeblasen werden.When the atomizer is used for oil burners part of the combustion air can already enter the Collection chamber are blown.

Ebenso kann auch erwärmtes Heizöl verwendet werden.Heated heating oil can also be used.

Für manchen Anwendungszweck kann es vorteilhaft sein, die Blenden 5 und 6 als sich stromab verengende oder erwei ternde Düsen auszubilden.For some applications, it may be advantageous to design the orifices 5 and 6 as narrowing or expanding nozzles downstream.

Claims

1. atomization process for liquids and Einrich device for performing the method, characterized in that the sprayed from a swirl nozzle ( 1 ) in a catch chamber ( 3 ) on liquid mist is separated by means of one or more apertures ( 5 , 6 ).

2. Atomization method according to claim 1, characterized in that the amount of liquid separated and thus also the amount available by changing the distance between the orifices ( 5 , 6 ) and the swirl nozzle ( 1 ) is adjustable.

3. atomization method according to claim 1 and 2, characterized in that the shape and amount of the emerging liquid mist can be determined by the size, shape and number of openings ( 7 , 7 a ) in the diaphragms ( 5 , 6 ).

4. A device for performing the method according to claim 1-3, characterized in that in a catch chamber ( 3 ) coaxially a nozzle holder ( 2 ) with swirl nozzle ( 1 ) and downstream one or more apertures ( 5 , 6 ) are arranged .

5. Device according to claim 4, characterized in that the nozzle holder ( 2 ) and the diaphragms ( 5 , 6 ) are axially displaceable.

6. Device according to claim 4, characterized in that the diaphragms ( 5 , 6 ) have at least one Mittelöff opening ( 7 ).

7. Device according to claim 4-6, characterized in that around the central opening ( 7 ) radially arranged secondary openings ( 7 a ) are available.

8. Device according to claim 4-7, characterized in that the openings ( 7 , 7 a ) in the diaphragms ( 5 , 6 ) enlarge downstream.