DE4118538A1 - Zweistoffduese - Google Patents
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- B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
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- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/10—Spray pistols; Apparatus for discharge producing a swirling discharge
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zwei
stoffdüse zur Feinverdüsung von Flüssigkeiten
oder Suspensionen mit einer Zufuhr für das zu
verdüsende Medium und einer Hilfsmittelzufuhr.
Derartige Zweistoffdüsen sind bekannt und ver
breitet. Sie werden überall dort eingesetzt,
wo eine Flüssigkeit oder Suspension besonders
fein verdüst bzw. vernebelt werden soll. Als
Hilfsmittel für die Verdüsung dient Luft oder
ein Gas bzw. eine Gaszusammensetzung, abhängig
von der Art des zu verdüsenden Mediums und den
Einsatzbedingungen der Düse. Die konstruktive
Gestaltung der Zweistoffdüse bestimmt sich
dabei insbesondere nach der Art des zu verdü
senden Mediums. So sind beispielsweise Zwei
stoffdüsen bekannt, bei welchen ein ringförmi
ger Kanal, welcher die Hilfsmittelzufuhr dar
stellt, einen zentralen, axialen Kanal für die
Zufuhr des zu verdüsenden Mediums umgibt. Bei
derartigen Düsen findet die Mischung von
Hilfsmittel und zu verdüsenden Medium in einer
Mischzone statt, welche innerhalb oder außer
halb der Düse liegen kann. Des weiteren sind
solche Zweistoffdüsen bekannt, bei welchen die
Vermischung von Hilfsmittel und zu verdüsenden
Medium in einer Mischkammer innerhalb der Düse
stattfindet, wobei in der Mischkammer Elemente
zur Verwirbelung bzw. zur Erzeugung von Turbu
lenzen angeordnet sind. Die durch die erhöhten
Turbulenzen hervorgerufene bessere Vermischung
von Hilfsmittel und zu verdüsendem Medium
trägt im allgemeinen dazu bei, die Tröpfchen
größe zu verringern.
Die bekannten Zweistoffdüsen arbeiten nicht
für sämtliche verdüsbaren Medien mit einem
zufriedenstellenden Ergebnis. Insbesondere
ist bei verschiedenen Problemstoffen die
Tröpfchengröße zu groß, d. h. eine Nebelbildung
findet nicht statt. Dementsprechend besitzt
das verdüste Medium ein schlechtes Ober
flächen-Volumen-Verhältnis mit der Folge einer
nur geringen Reaktivität. Die bekannten Zwei
stoffdüsen sind zudem aufwendig und somit
teuer in der Herstellung. Schließlich läßt bei
der Verdüsung von Problemstoffen die Zuverläs
sigkeit bekannter Zweistoffdüsen zu wünschen
übrig, nachdem die relativ fein gearbeiteten
Kanäle zum Verstopfen neigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die
Aufgabe zugrunde, eine Zweistoffdüse zu schaf
fen, mit welcher ein Verdüsen von Problemstof
fen bei der Ausbildung feinster Tröpfchen mög
lich ist. Die Düse soll dabei einfach aufge
baut und somit kostengünstig herstellbar sein.
Zudem soll sie ein hohes Maß an Betriebs
sicherheit und Wartungsfreundlichkeit
besitzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese
Aufgabe durch eine Zweistoffdüse mit folgenden
Merkmalen gelöst:
- - Eine im wesentlichen zylindrische Misch kammer ist stirnseitig abgeschlossen durch einen Düseneinsatz mit einer zentralen Düsenbohrung und einer kegelförmigen Innenanschrägung sowie durch einen hinte ren Abschluß.
- - Die Zufuhr für das zu verdüsende Medium besteht aus einem Rohr, welches koaxial bezüglich der Mischkammer ausgerichtet ist und den hinteren Abschluß durchsetzend in die Mischkammer eintaucht.
- - Die Hilfsmittelzufuhr besteht aus einem Rohr, welches tangential in die Mischkam mer eintaucht und - in Düsenlängsrichtung - in eine größere Höhe über dem Düsenein satz mündet als das Zuführungsrohr für das zu verdüsende Medium.
Die Mischkammer verfügt somit über keinerlei
Einbauten zur Erzeugung eines Dralls oder der
gleichen, welche eine Verstopfungsneigung
begünstigen. Die erfindungsgemäße Anordnung
der beiden Zuführungsrohre bezüglich einander
und bezüglich des Düseneinsatzes sorgt für
eine gute Luftwirbelbildung und somit eine
optimale Zerstäubung bzw. Vernebelung des zu
verdüsenden Mediums. Ein Pulsieren oder
Abreißen des Strahls tritt nicht auf.
Der Düseneinsatz wird bevorzugt von vorn in
ein die Mischkammer umgebendes Mantelrohr ein
geschraubt. Dieses Merkmal dient der Erhöhung
der Wartungsfreundlichkeit, indem durch Ent
fernen des Düseneinsatzes durch einfaches Her
ausschrauben die Mischkammer von vorne zugäng
lich ist. Darüberhinaus können verschiedene
Düseneinsätze gegeneinander ausgetauscht wer
den, wenn die Art des zu verdüsenden Mediums
wechselt. Zweckmäßigerweise ist auch der hin
tere Abschluß der Mischkammer ein das Mantel
rohr eingeschraubter Boden, mit welchem das
Zuführungsrohr das zu verdüsende Medium fest
verbunden ist.
Eine besonders feine Verdüsung bzw. Vernebe
lung des zu verdüsenden Mediums ergibt sich,
wenn die Höhe der Mündung des Hilfsmittelzu
führrohres über dem Düseneinsatz mindestens
doppelt so groß ist wie die Höhe der Mündung
des Zuführrohres für das zu verdüsende Medium
über dem Düseneinsatz; optimal ist der drei
fache Wert.
Die kegelförmige Anschrägung des Düsenein
satzes besitzt bevorzugt einen doppelten
Öffnungswinkel von etwa 120°. Das Verhältnis
der Durchmesser von Mischkammer und Düsenboh
rung des Düseneinsatzes liegt bevorzugt zwi
schen drei und zwölf. Eine entsprechende
Gestaltung des Düseneinsatzes trägt zur weite
ren Verbesserung der Vernebelung bei.
Das Verhältnis der Höhe der Mündung des
Zuführrohres für das zu verdüsende Medium über
dem Düseneinsatz zum Durchmesser der Mischkam
mer liegt bevorzugt zwischen 0,03 und 0,6.
Besonders bevorzugt ist der Bereich zwischen
0,2 und 0,5. Das Verhältnis der Durchmesser
von Zuführungsrohr für das zu verdüsende
Medium und Mischkammer liegt bevorzugt zwi
schen 0,2 und 0,5. Die Zuführungsrohre für das
zu verdüsende Medium einerseits und für das
Hilfsmittel anderseits besitzen zweckmäßiger
weise im wesentlichen den gleichen Innendurch
messer.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläu
tert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfin
dungsgemäße Zweistoffdüse und
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zweistoff
düse gemäß Fig. 1 entlang der Linie
II-II.
Die Mischkammer 1 der Zweistoffdüse wird
begrenzt durch ein Mantelrohr 2, den Düsenein
satz 3 sowie den den hinteren Abschluß 4 bil
denden Boden. Der Düseneinsatz 3 und der hin
tere Abschluß 4 sind in das Mantelrohr einge
schraubt. Zu diesem Zweck besitzt letzteres an
beiden Enden ein Innengewinde, und der Düsen
einsatz und der hintere Abschluß besitzen ein
entsprechendes Außengewinde.
Der Düseneinsatz 3 besitzt eine Düsenbohrung
5, welche in ihm zentral angeordnet ist, so
daß die Achse der Düsenbohrung mit der Achse
der Mischkammer zusammenfällt. Auf seiner der
Mischkammer 1 zugewandten Seite besitzt der
Düseneinsatz 3 eine kegelförmige Innenanschrä
gung 6, deren doppelte Öffnungswinkel 120°
beträgt. An der äußeren Stirnfläche 7 des
Düseneinsatzes 3 sind zwei Sackbohrungen 8
angeordnet, welche der Aufnahme der Zapfen
eines Zapfenschlüssels dienen, mittels welchem
die Montage bzw. Demontage des Düseneinsatzes
3 im Mantelrohr 2 erfolgt.
In einer zentralen Bohrung des hinteren
Abschlusses 4 ist das Zuführrohr 9 für das zu
verdüsende Medium M aufgenommen. Das Zuführ
rohr 9 ist dabei mit dem hinteren Abschluß 4
fest verbunden; es taucht mit der Länge l in
die Mischkammer 1 ein.
In einer tangentialen Bohrung des Mantelrohres
2 ist das Zuführrohr 10 für das die Vernebe
lung fördernde Hilfsmittel H aufgenommen. Das
Zuführrohr 10 ist mit der tangentialen Bohrung
im Mantelrohr fest verbunden. Das Zuführrohr
taucht in die Mischkammer 1 ein; seine Mündung
11 ist abgeschrägt.
Die Eintauchtiefe l des Zuführrohres 9 für das
zu verdüsende Medium in die Mischkammer 1 ist
in der Weise gewählt, daß die Höhe h1 der Mün
dung 12 des Zuführrohres 9 über dem Düsenein
satz 3 ein Drittel der Höhe h2 beträgt, welche
das Zuführrohr 10 für das Hilfsmittel H über
dem Düseneinsatz 3 liegt. Der Durchmesser d1
der Mischkammer beträgt den fünffachen Wert des
Durchmessers d2 der Düsenbohrung 5 und den
dreifachen Wert der Höhe h1 der Mündung 12 des
Zuführrohres 9 über dem Düseneinsatz 3. Beide
Zuführrohre 9, 10 besitzen dabei den gleichen
Innendurchmesser.
Claims (11)
1. Zweistoffdüse zur Feinverdüsung von Flüs
sigkeiten oder Suspensionen mit einer
Zufuhr für das zu verdüsende Medium und
einer Hilfsmittelzufuhr mit folgenden
Merkmalen:
- - Eine im wesentlichen zylindrische Misch kammer (1) ist stirnseitig abgeschlossen durch einen Düseneinsatz (3) mit einer zentralen Düsenbohrung (5) und einer kegelförmigen Innenanschrägung (6) sowie durch einen hinteren Abschluß (4).
- - Die Zufuhr für das zu verdüsende Medium (M) besteht aus einem Zuführrohr (9), welches koaxial bezüglich der Mischkammer (1) ausgerichtet ist und den hinteren Abschluß (4) durchsetzend in die Mischkam mer (1) eintaucht.
- - Die Hilfsmittelzufuhr besteht aus einem Zuführrohr (10), welches tangential in die Mischkammer (1) eintaucht und - in Düsen längsrichtung - in einer größeren Höhe (h₂) über dem Düseneinsatz (3) mündet als das Zuführrohr (9) für das zu verdüsende Medium.
2. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Düseneinsatz (3) von vorn in ein
die Mischkammer (1) umgebendes Mantelrohr
(2) eingeschraubt ist.
3. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hintere Abschluß (4) in ein die
Mischkammer (1) umgebendes Mantelrohr (2)
eingeschraubt und mit dem Zuführrohr (9)
für das zu verdüsende Medium (M) fest ver
bunden ist.
4. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der doppelte Öffnungswinkel (α) der
kegelförmigen Anschrägung (6) des Düsen
einsatzes (3) 120° beträgt.
5. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h2) der Mündung (11) des
Hilfsmittelzuführrohres (10) über dem
Düseneinsatz (3) mindestens doppelt so
groß ist wie die Höhe (h1) der Mündung
(12) des Zuführrohres (9) für das zu ver
düsende Medium über dem Düseneinsatz (3).
6. Zweistoffdüsen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h2) der Mündung des Hilfs
mittelzuführrohres (10) über dem Düsenein
satz (3) dreifach so groß ist wie die Höhe
(h1) der Mündung (12) des Zuführrohres (9)
für das zu verdüsende Medium über dem
Düseneinsatz (3).
7. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Durchmesser von
Mischkammer (1) und Düsenbohrung (5)
zwischen drei und zwölf liegt.
8. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Höhe (h1) der Mün
dung (12) des Zuführrohres (9) für das zu
verdüsende Medium über dem Düseneinsatz
(3) zum Durchmesser (d1) der Mischkammer
(1) zwischen 0,03 und 0,6 liegt.
9. Zweistoffdüsen nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Höhe (h1) der Mün
dung (12) des Zuführrohres (9) für das zu
verdüsende Medium über dem Düseneinsatz
(3) zum Durchmesser (d1) der Mischkammer
(1) zwischen 0,2 und 0,5 liegt.
10. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführrohre (9, 10) für das zu
verdüsende Medium (M) und das Hilfsmittel
(H) im wesentlichen den gleichen Innen
durchmesser besitzen.
11. Zweistoffdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis des Innendurchmessers
des Zuführrohres (9) für das zu verdüsende
Medium zum Durchmesser (d1) zu der Misch
kammer (1) zwischen 0,2 und 0,5 liegt.
Priority Applications (1)
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DE4118538A DE4118538C2 (de) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | Zweistoffdüse |
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ID=6433283
Family Applications (1)
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DE4118538A Expired - Fee Related DE4118538C2 (de) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | Zweistoffdüse |
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