DE3834670A1 - Duese zum austragen von fluessigem duenger - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Düse zum Austragen von flüssigem Dünger gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Bei einer gattungsgemäßen, aus der EP-PS 00 37 747 bekannten Düse sind die Düsenbohrungen, aus denen der Flüssigdünger austreten soll, in einer Stirnwand des Düsenkörpers bzw. der darin enthaltenen Kammer an­ geordnet, die im wesentlichen rechtwinklig zu der Längs­ achse des Düsenkörpers verläuft. Die Düsenbohrungen sind äquidistant um diese Längsachse herum verteilt und verlaufen in einem sehr spitzen Winkel zu der Längsachse, d.h. fast parallel zur Längsachse. Da diese bekannte Düse in der Gebrauchsstellung hängend angeordnet ist, wobei die Längsachse der Kammer bzw. des Düsenkörpers vertikal verläuft, erstrecken sich die Düsenbohrungen auch nahezu in der Vertikalen.

Um ein Auflösen der aus den Düsenbohrungen austreten­ den Flüssigkeitsstrahle möglichst bald hinter den Düsenbohrungen zu erreichen, muß der Strahl mit einer erheblichen Geschwindigkeit ausströmen, damit die auf­ tretenden Turbulenzen das Aufreißen hervorrufen. Zu­ folge dieser Umstände haben die Flüssigkeitströpf­ chen, die mit der bekannten Düse erzeugt werden, eine hohe Geschwindigkeit in vertikaler Richtung, wobei die auf die Flüssigkeit wirkende Schwerkraft einem Abbrem­ sen der Flüssigkeitströpfchen in der Luft entgegen­ wirkt. Die Flüssigkeitströpfchen treffen deswegen mit einer hohen kinetischen Energie auf die Blätter der zu düngenden Pflanzen auf und zerstören dort die schützende Wachsschicht. Die Folge ist ein lokales Verätzen der Blattseiten an den Stellen, an denen die Flüssigkeitströpfchen die Wachsschicht beschä­ digt haben und direkt zu dem Gewebe des Blattes vor­ gedrungen sind.

Aus der DE-OS 30 04 864 ist eine Sprüheinrichtung zum Versprühen von Wasser bekannt, mit dessen Hilfe Bram­ men gekühlt werden sollen. Bei dieser Sprühvorrich­ tung wird die eigentliche Düse, an der die Sprühstrah­ len austreten, mit einem Wasser-/Luftgemisch gespeist, das über verhältnismäßig große Öffnungen seitlich austritt. Das Aufreißen des austretenden Strahls in einzelne Tröpfchen wird von der dem Wasser unter hohem Druck beigemischten Luft bewirkt.

Eine solche Anordnung ist für landwirtschaftliche Zwecke deswegen ungeeignet, weil zum Erzeugen der Tröpfchen die Vorrichtung einen zusätzlichen Luftkompressor erfor­ dert. Außerdem sind die Tröpfchen so klein, daß sie auf den Blättern der zu düngenden Pflanzen stehen blei­ ben und nicht ablaufen, wodurch Beschädigungen der Blatt­ seiten hervorgerufen werden.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Düse zum Austragen von flüssigem Dünger zu schaffen, bei der die Gefahr einer Beschädigung der Wachs­ schicht vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Düse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Wegen der starken Neigung der Düsenbohrungen gegenüber der Längsachse des Düsenkörpers treten bei der neuen Düse die Flüssigkeitströpfchen mit einer starken ho­ rizontalen Komponente aus. Da die Schwerkraft senkrecht dazu wirksam ist, wird durch sie nicht die bremsende Wirkung der umgebenden Luft aufgehoben, weshalb sich die kinetische Energie der einzelnen Flüssigkeits­ tröpfchen bis zum Auftreffen auf die Blätter wesent­ lich vermindern kann. Im Extremfall entspricht die kinetische Energie einem freifallenden Flüssigkeits­ tropfen, der alsbald wegen der Zähigkeit der Luft seine relativ niedrige Grenzgeschwindigkeit erreicht.

Die wegen des Verdüsens der Flüssigkeit notwendige kinetische Energie wird weitgehend nach dem Austritt der Flüssigkeit aus der Düse in der Luft vernich­ tet, und zwar selbst bei Tropfen mit großen Volu­ men.

Außerdem hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäß dimensionierten Düse Sprühstrahlen auftreten, bei de­ nen die Flüssigdüngertröpfchen Größen haben, die ein Ablaufen, auch von gering geneigten Blattseiten, nicht verhindern, weil das Gewicht der Tröpfchen ausreicht, um die Haftkräfte auf der Blattseite zu überwinden.

Je nach dem, welche Verteilungscharakteristik beim Einsatz der Düse erreicht werden soll, können die Düsenbohrungen unterschiedliche Winkel aufweisen, wodurch unterschiedliche Reichweiten der einzelnen Sprühstrahlen zustandekommen. Wenn dagegen sämtliche Düsenbohrungen in derselben die Längsachse recht­ winklig schneidenden Ebene liegen oder auf derselben zu der Längsachse konzentrischen Kegelfläche, er­ geben sich rotationssymmetrische Verhältnisse, was das Austragverhalten der Düse unabhängig von ihrer Einbaulage bezüglich der Längsachse macht. Die ro­ tationssymmetrischen Verhältnisse werden unterstützt, wenn die Drosselöffnung konzentrisch zu der Längs­ achse angeordnet ist.

Um um die Düse herum eine möglichst gleichmäßige Ver­ teilung zu bekommen, ist die Anzahl der Düsenboh­ rungen vorzugsweise wenigstens vier.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Düse dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Düse in einer perspektivischen Darstellung und

Fig. 2 die Düse nach Fig. 1 in einem Axialschnitt.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Düse 1 zum Austragen von flüssigem Dünger in ihrer Gebrauchslage veranschau­ licht. Sie besteht aus einem Düsenkörper 2, der ei­ nen unteren zylindrischen Abschnitt 3 kleineren Durchmessers sowie einen oberen zylindrischen Ab­ schnitt 4 größeren Durchmessers aufweist, wobei beide zylindrische Abschnitte 3, 4 durch einen etwa kegel­ stumpfförmigen Übergangsbereich 5 einstückig mit­ einander verbunden sind. Eine Stufenbohrung 6 führt von dem oberen zylindrischen Abschnitt 4 her bis in den unteren zylindrischen Abschnitt 3 des Düsen­ körpers 2 und ist zu dessen Längsachse 7 koaxial. Da die Stufenbohrung 6 als Sackbohrung ausgeführt ist, ist sie an ihrem unteren Ende von einer Stirn­ wand 8 des unteren zylindrischen Teils 3 verschlos­ sen.

Die Stufenbohrung 6 enthält einen oberen zylindri­ schen Abschnitt 9 großen Durchmessers, der an einer Schulter 11 in einen zylindrischen Bereich 12 kleine­ ren Durchmessers übergeht. Dieser Bereich 12 befin­ det sich im wesentlichen in dem zylindrischen Ab­ schnitt 3 des Gehäuses 2 und bildet eine Kammer für die zu verdüsende Flüssigkeit, während der Abschnitt 9 mit dem größeren Durchmesser den Einlaß für die Kammer 12 darstellt. Sie ist von einer zylindrischen Innenwand 13 und der dem Einlaß 9 gegenüberliegen­ den Wandfläche 14, die die Innenseite der Stirnwand 8 bildet, begrenzt. In der Ringschulter 11 ist eine Flachsenkung 15 vorhanden, deren Tiefe, gesehen in Achsrichtung, der Dicke einer eingelegten Scheibe 16 und deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Scheibe 16 mit einer zu der Achse 7 koaxialen Drossel­ öffnung 17 entspricht. Die Oberseite der eingelegten Scheibe 16 geht somit glatt in den nicht abgesenkten Bereich der Ringschulter 11 über. Zum Abdichten dient ein in den Einlaß 9 eingelegter Gummiring 18 mit rechteckigem Querschnitt, dessen Außen­ durchmesser dem Innendurchmesser des Einlasses 9 entspricht und dessen Öffnung 19 einen Durchmesser aufweist, der wesentlich größer als der Durchmesser der Drosselöffnung 7 ist. Im gezeigten Ausführungs­ beispiel ist der Durchmesser der Öffnung 19 ge­ ringfügig größer als der Durchmesser der Kammer 12.

Der zylindrische Abschnitt 3 ist in der Nähe seiner Stirnwand 8 mit insgesamt acht geraden Düsenbohrungen 21 versehen, deren Längsachsen 22 die Achse 7 des Düsenkörpers 2 rechtwinklig schneiden. Die Düsenboh­ rungen 21 durchsetzen einerseits die zylindrische Innenwand 13, um an Öffnungen 23 in die Kammer 12 zu münden und sie durchsetzen andererseits auch die Außenseite des zylindrischen Abschnittes 3, wo sie an Öffnungen 24 ins Freie münden.

Für die Halterung der Düse 1 an einem nicht veranschau­ lichten Rohrsystem zur Zuführung des flüssigen Dün­ gers ist in dem oberen zylindrischen Abschnitt 4 eine Befestigungseinrichtung 25 in Gestalt eines Bajonett- oder Renkverschlusses vorgesehen. Hierzu sind in der zylindrischen Innenwand des Einlasses 9 zwei sich bezüglich der Achse 7 diametral gegenüberliegende und in Achsrichtung verlaufende Nuten eingearbei­ tet, die knapp unterhalb des oberen Endes des zylindri­ schen Abschnittes 4 in jeweils zugehörige, in Umfangs­ richtung verlaufende Schlitze 27 übergehen. An der Übergangsstelle von der Nut 26 in den Schlitz 27 be­ findet sich eine Schrägfläche 28 mit einer von der Nut 26 wegweisenden Hinterschneidung, die ein Sichern des Bajonettverschlusses auf einem hierzu komple­ mentären Halteteil gewährleisten soll.

Bei dieser Düse 1 gelangt im Gebrauch der zu ver­ düsende flüssige Dünger über ein Rohrleitungssystem in den Einlaß 9, wobei der Einlaß 9 an dem zuführen­ den Rohrsystem durch die Gummidichtung 18 abgedich­ tet ist. Der flüssige Dünger kann deshalb nur durch die Drosselöffnung 17 in die Kammer 12 einströmen, aus der er durch die Düsenbohrungen 21 ins Freie austritt. Der Geschwindigkeitsvektor der austreten­ den Flüssigkeitsteilchen ist wegen der Anordnung der Düsenbohrungen 21 im wesentlichen horizontal gerichtet, so daß die entstehenden Flüssigkeits­ tröpfchen nach dem Austritt aus den Öffnungen 24 praktisch keine vertikale Geschwindigkeitskomponente aufweisen. In vertikaler Richtung werden sie erst allmählich durch die Schwerkraft beschleunigt, wäh­ rend andererseits die horizontale Geschwindigkeits­ komponente, die, um die notwendigen Turbulenzen zu erzeugen, verhältnismäßig hoch ist, durch die Luft­ reibung abgebremst werden kann. Bei dieser Ausfüh­ rung der Düse 1 wird die horizontale Geschwindig­ keitskomponente, beginnend von ihrem Maximalwert, an den Öffnungen 24 in entsprechender Entfernung von der Öffnung 24 nahezu auf null abgebremst, während andererseits die Tröpfchen in vertikaler Richtung nur allmählich durch die Schwerkraft be­ schleunigt werden. Sie treffen deswegen mit außer­ ordentlich niedriger Geschwindigkeit auf die Blatt­ oberfläche auf und sind wegen der geringen in ihnen wohnenden kinetischen Energie nicht in der Lage, die Wachsschicht auf den Blättern zu beschädigen.

Während bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sämt­ liche Düsenbohrungen 21 um die Achse 7 äquidistant verteilt und in einer die Achse 7 rechtwinklig schnei­ denden Ebene angeordnet sind, ist es auch möglich, die Düsenbohrungen 21 um die Achse 7 herum ungleichmäßig verteilt anzuordnen. Um für die einzelnen Sprühstrah­ len unterschiedliche Reichweiten zu erzielen, können die Düsenbohrungen 21 auch in Winkeln von bis zu ± 20° gegenüber der oben erwähnten Ebene verlaufend ausgeführt sein. In diesem Falle würden, wenn alle Düsenbohrungen 21 unter gleichem Winkel verlaufen, sie auf einer gedachten Kegelfläche liegen, deren Spitze auf der Achse 7 liegt.

Die Drosselbohrung 17 und die Düsenbohrungen 21 sind derart aufeinander abgestimmt, daß bei einem Betrieb der Düse mit reinem Wasser im Druckbereich zwischen 1 bar bis 3 bar Tröpfchen mit einem mittleren Volumen­ durchmesser zwischen 0,5 und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0,9 und 1,1 mm auftreten. Hierdurch wird ein günstiger Kompromiß zwischen dem Abbremsen der Tröpfchen in der Luft einerseits und dem Haftenbleiben der Tröpfchen auf den Blattseiten erzielt. Werden die Tröpfchen zu klein, bleiben sie auf der Blattseite stehen und kön­ nen nicht ablaufen, während Tröpfchen mit zu großem Durchmesser bis zum Auftreffen auf das Blatt nicht ge­ nügend abgebremst werden und mechanische Beschädigungen hervorrufen können. Die Drosselbohrung hat dabei ei­ nen Durchmesser von ca. 1,8 mm.

Claims (11)

1. Düse zum Austragen von flüssigem Dünger mit einem länglichen, eine Längsachse aufweisenden und mit einer Befestigungseinrichtung versehenen Düsen­ körper, der eine bezüglich der Längsachse symmetrisch angeordnete Kammer mit einem Einlaß zum Eintritt der zu verdüsenden Flüssigkeit in die Kammer ent­ hält, und mit einer Anzahl von um die Längsachse verteilt angeordneten Düsenbohrungen, die in die Kammer münden und eine Außenumfangsfläche des Dü­ senkörpers durchsetzend ins Freie führen, wobei zwischen dem Einlaß einerseits und den Mündungen der Düsenbohrungen in der Kammer andererseits eine Drosseleinrichtung angeordnet und die Längsachse der Düse in Gebrauchslage senkrecht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) an ihrem dem Einlaß (9) gegenüberliegenden Ende (14) verschlos­ sen ist, daß jede Düsenbohrung (21) mit einer die Längsachse (7) schneidenden Ebene einen Win­ kel zwischen ± 20° einschließt, und daß die Dros­ seleinrichtung (17) sowie die Düsenbohrungen (21) derart abgestimmt sind, daß bei einem Betriebs­ druck im Bereich von 1 bar bis 3 bar reines Was­ ser in Sprühstrahlen austritt, bei denen der mittlere Volumendurchmesser der Tröpfchen zwischen 0,5 und 1,5 mm liegt.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (24) der Düsenbohrungen (21) in der Außenfläche des Düsenkörpers (2) auf gleicher Höhe liegen.

3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Düsenbohrungen (21) in einer die Längsachse (7) rechtwinklig schneidenden Ebene liegen.

4. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Düsenbohrungen (21) auf einer zu der Längs­ achse (7) konzentrischen Kegelfläche liegen.

5. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung lediglich eine zu der Längs­ achse (7) konzentrisch angeordnete Drosselöffnung (17) aufweist.

6. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) zylindrisch ist.

7. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Düsenbohrungen (21) wenigstens acht be­ trägt.

8. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrungen (21) äquidistant angeordnet sind.

9. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (9) die Längsachse (7) konzentrisch umgibt.

10. Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (17) 1,8 mm beträgt.

11. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (17) sowie die Düsenboh­ rungen (21) derart abgestimmt sind, daß bei ei­ nem Betriebsdruck im Bereich von 1 bar bis 3 bar reines Wasser in Sprühstrahlen austritt, bei denen der mittlere Volumendurchmesser der Tröpfchen zwischen 0,9 und 1,1 mm liegt.