DE4138471A1 - Aufschaeumduese fuer fluessigkeiten - Google Patents
Aufschaeumduese fuer fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aufschäumdüse für Flüssigkeiten
gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aufschäumdüsen mit einer Zerstäubungsdüse und einem mit
Abstand zur Zerstäubungsdüse angeordneten Sieb werden
beispielsweise an den Austrittsöffnungen von Wasserhähnen
oder handbetätigten Flüssigkeitszerstäubern für Haushalts
reinigungsmittel verwendet. Der aus der Zerstäubungsdüse
kegelförmig austretende Sprühstrahl tritt durch das
nachgeordnete Sieb. Beim Siebdurchtritt werden die feinen
Wassertröpfchen des Sprühstrahls verwirbelt. Infolge der
Verwirbelung wird dem abgegebenen Sprühstrahl zusätzlich
Luft zugeführt und dieser aufgeschäumt. Folglich wird der
von einem Wasserhahn abgegebene Wasserstrahl mit perligen
Luftblasen versehen. Im Fall des Haushaltsreinigers trifft
der abgegebene Sprühstrahl beispielsweise auf eine zu
reinigende Kachelwand als Schaum auf.
Aus der DE-PS 29 25 528 ist beispielsweise eine Schaum
sprühvorrichtung mit einer von Hand betätigten Pumpe
bekannt, die eine Zerstäubungsdüse und ein Sieb aufweist,
das im Sprühstrahl angeordnet ist. Nachteilig bei der
bekannten Schaumsprühvorrichtung ist, daß ein Sieb mit
einer ganz bestimmten Maschenweite von 0,074-0,25 mm
erforderlich ist. Die bekannte Schaumsprühvorrichtung
schließt die Anwendung von Sieben mit einer kleineren oder
einer größeren Maschenweite aus.
Bei Aufschäumdüsen, die an Wasserhähnen zur Anwendung
kommen, müssen Siebe mit einer möglichst großen Maschen
weite verwendet werden, damit die kleinen Poren des Siebes,
die die offene Siebfläche bilden, nicht zu schnell ver
kalken. Das Aufschäumen mit feineren Sieben ist daher kaum
möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Aufschäumdüse für
Flüssigkeiten zu schaffen, bei der unterschiedlichste
Maschenweiten zum Einsatz kommen können.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Sieb mindestens einen siebfreien
Durchbruch auf. In erfinderischer Weise wird hierdurch die
offene Siebfläche vergrößert und der Umstand ausgenutzt,
daß die auf das Sieb auftreffende Flüssigkeitsteilchen
unterschiedliche Größen und Massen aufweisen. Ein Flüssig
keitsteilchen mit einer geringeren Masse besitzt eine
kleinere kinetische Energie und ein kleineres Trägheits
moment als ein Flüssigkeitsteilchen mit größerer Masse.
Beispielsweise bei einer handbetätigten Schaumerzeugungs
verrichtung wird der Sprühstrahl von einer Zerstäubungsdüse
kegelförmig abgegeben. Besonders im äußeren Bereich des
Sprühstrahlkegels bewegen sich fein vernebelte Flüssig
keitsteilchen, während sich im axialen Bereich des Haupt
sprühstrahls größere Flüssigkeitsteilchen mit einer höheren
kinetischen Energie bewegen. Treffen die äußeren Flüssig
keitsteilchen auf ein Sieb mit einer kleinen Maschenweite,
wie sie beim Stand der Technik benutzt wird, schlagen viele
nebelförmige Tröpfchen auf den Siebstäben auf und verlieren
aufgrund der geringen kinetischen Energie und des geringen
Massenträgheitsmomentes die Fortbewegungsgeschwindigkeit.
Folglich bleiben die Tröpfchen im Sieb hängen, sammeln sich
dort an und behindern den nachströmenden, feinnebligen
Sprühstrahl. Folglich tritt bei den bekannten Schaum
sprühvorrichtungen ein periodisches Abtropfen der Flüssig
keitsteile auf, die im Sieb unter Verlust ihrer Bewegungs
energie hängengeblieben sind. Erfindungsgemäß werden je
nach Anwendungsfall in den Bereichen, in denen feinneblige
Tröpfchen mit einer geringeren Masse durchfliegen, größere
Maschenweiten eingesetzt, um den Flug der Masseteilchen
nicht zu behindern.
Wie die Erfindung weiter lehrt, wird der im Verhältnis zur
Maschenweite wesentlich größere siebfreie Durchbruch im
Bereich des Hauptsprühstrahls angeordnet, in dem sich
Flüssigkeitsteilchen mit einer größeren Masse und damit
höheren kinetischen Energie bewegen. Bei Haushaltsschaum
sprühvorrichtungen, die die erfindungsgemäße Aufschäumdüse
verwenden, liegt der Durchbruch bevorzugt in der Mitte des
Siebes und damit auf der axialen Verlängerung der Zer
stäubungsdüse. Erfindungsgemäß werden zur Verwirbelung die
Ränder des Durchbruchs herangezogen, denn die kinetische
Energie des axialen Hauptflüssigkeitsstromes ist so groß,
die Verwirbelung und das Einmischen von Luftteilen herbei
zuführen, ohne daß die Masseteilchen im Bereich der Sieb
ebene zum Bewegungsstillstand kommen. Die hohe kinetische
Energie reicht aus, die Verwirbelungsarbeit und zusätzlich
die Arbeit zur geradlinigen Fortbewegung nach Durchtritt
aus dem Sieb aufrechtzuerhalten. Die kinetische Energie
des Hauptstrahlstroms wird im wesentlichen um den Energie
betrag herabgesetzt, der zur Verwirbelung erforderlich ist.
Je nach Größe des Durchmessers des Durchbruchs wird ein
größerer oder kleinerer Anteil des axialen Hauptsprüh
strahles erfaßt. Die Größe des Durchmessers des Durchbruchs
kann so bestimmt werden, daß die Wirbeleffekte aufgrund der
Siebränder den gesamten axialen Hauptsprühstrahl erfassen
und eine sichere Verwirbelung aller Flüssigkeitsteilchen
erzielt wird. Gleichzeitig erfaßt der verwirbelte axiale
Hauptsprühstrahl nach Durchtritt der Siebebene die äußeren
feinnebligen Flüssigkeitsteilchen, die mitgerissen und
eingemischt werden. Bis zum Auftreffen auf der zu reinigen
den Wand verwirbelt sich der ausgetretene Sprühstrahl
selbst weiter, was einen verbesserten Schaum mit einem
hohen Luftanteil erzeugt.
Tritt der Sprühstrahl kegelförmig aus der Zerstäubungsdüse
aus, kann das Sieb mit dem erfindungsgemäßen Durchbruch so
weit in axialer Richtung an die Zerstäubungsdüse angenähert
werden, daß die Ränder des Durchbruchs den Sprühstrahl
nicht mehr erfassen. In diesem Fall wird die Wirkung des
Siebes aufgehoben, was bei den bekannten Schaumsprühvor
richtungen durch Wegschwenken des Siebes erzielt wird. In
vorteilhafter Weise schränkt die Erfindung eine derartige
Schaumsprühvorrichtung für den Haushaltsbereich in der
Anwendung, zwischen der Schaumerzeugung und der Sprüh
strahlabgabe zu wählen, nicht ein.
Die Erfindung bewirkt weiter den Vorteil, daß zur Zufuhr
von Luft keine zusätzlichen Lufteintrittsöffnungen erfor
derlich sind, die zwischen der Zerstäubungsdüse und dem
Sieb bei bekannten Schaumsprühvorrichtungen notwendig sind.
Die Luftzufuhr erfolgt bei der Erfindung von außen über das
Sieb. Folglich kann die Zerstäubungskammer zwischen der
Zerstäubungsdüse und dem Sieb ohne Durchbrüche und
Bohrungen ausgebildet werden, was die Herstellungskosten
der erfindungsgemäßen Aufschäumdüse verringert.
Die Durchbrüche können unterschiedliche Gestalt aufweisen,
und ebenso sind mehrere Durchbrüche vorsehbar. Bevorzugt
wird ein mittiger Durchbruch von mindestens 0,26 mm ver
wendet. In anderen Ausführungsformen sind Durchbrüche mit
einem Durchmesser von 0,6-1 mm insbesondere bei Schaum
sprühvorrichtungen für den Haushaltsbereich geeignet.
Nach einer anderen Weiterbildung ist es möglich, für den
axialen Hauptsprühstrahl ein dünnmaschiges Sieb zu ver
wenden, das von einem siebfreien Raum umgeben wird. Diese
Ausführungsform läßt sich beispielsweise an einem Wasser
hahn anbringen, wobei der axiale Hauptsprühstrahl verstärkt
aufgeschäumt wird. Das sehr engmaschige Sieb läßt sich in
diesem Bereich verwenden, weil hier die Flüssigkeitsteil
chen eine hohe kinetische Bewegungsenergie aufweisen. Die
äußeren feinnebligen Tröpfchen von geringerer Masse können
an dem äußeren siebfreien Raum, der das
feinmaschige Sieb umgibt, ungehindert aus der Aufschäumdüse
austreten. Erfindungsgemäß kann das feinmaschige Sieb
zusätzlich einen Durchbruch aufweisen, der die zuvor be
schriebene Wirkung eines Vollsiebes mit einem zentralen
Durchbruch aufweist. Diese zweite Ausführungsform, bei der
das feinmaschige Sieb von einem siebfreien Raum umgeben
ist, die gleichfalls bei den bekannten Schaumsprühvorrich
tungen zur Anwendung gelangen kann, ist neben der bevorzug
ten Anwendung an einem Wasserhahn beispielsweise als Auf
schäumdüse für einen Badezimmerduschkopf oder eine Dental
munddusche einsetzbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Auf
schäumdüse und
Fig. 2 verschiedene Ausführungsformen verschiedener Siebe.
Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer erfindungs
gemäßen Aufschäumdüse in einer Schnittdarstellung längs der
Schnittachse A. In einem röhrenförmigen Gehäuse 1, das
beispielsweise in eine handelsübliche Schaumsprühvorrich
tung mit einer handbetätigten Pumpe oder einen Wasserhahn
einsetzbar ist, befindet sich eine Zerstäubungsdüse 2,
deren Düsenkanal 9 längs der Achse A ausgerichtet ist. Der
Zerstäubungsdüse 2 wird eine zu vernebelnde Flüssigkeit 14
unter Druck zugeführt. Ein Pumpsystem 6, das die Flüssig
keit 14 durch den Düsenkanal 9 drückt, wird in Fig. 1 durch
einen Pumpkolben 6 dargestellt. Wird die erfindungsgemäße
Aufschäumdüse in einen Wasserhahn eingesetzt, kann der
Pumpkolben 6 entfallen.
Die durch den Düsenkanal 9 gepreßte Flüssigkeit 14 wird an
der Spitze und Austrittsöffnung des Düsenkanals vorzugs
weise kegelförmig zerstäubt. Der kegelförmige Sprühstrahl
ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Der von der
Zerstäubungsdüse 2 abgegebene Sprühstrahl 7 trifft in
axialer Richtung auf ein Sieb 3, das gleichfalls auf der
Achse A liegt. Die Siebebene steht senkrecht zu der Achse
A. Das in Fig. 1 gezeigte ebene Sieb 3 weist erfindungs
gemäß einen Durchbruch 8 auf, der im Hauptstrahl des Sprüh
strahls 7 liegt. Der Hauptstrahl des Sprühstrahls 7 deckt
sich in seiner Bewegungsrichtung im wesentlichen mit der
Achse A. Aufgrund der hohen kinetischen Energie des Haupt
strahls erfolgt eine Verwirbelung an den Rändern des Durch
bruchs 8, und der verwirbelte Hauptstrahl kann ungehindert
austreten. Der feinneblige Anteil des Sprühstrahls 7, der
im wesentlichen den axialen Hauptstrahl umgibt, durchläuft
das Sieb 3, wobei erfindungsgemäß die Maschenweite an die
kinetische Energie der feinnebligen, äußeren Flüssigkeits
teile angepaßt ist.
Das Sieb 3 wird von einer Halterung 4 getragen, die auf das
vordere Ende des röhrenförmigen Gehäuses 1 aufgesteckt ist.
Zwischen der Halterung 4 und dem Gehäuse 1 kann ein Gewinde
ausgebildet sein, um den Abstand X zwischen der Siebebene
und der Zerstäubungsdüse 2 zu variieren. Durch Annähern des
Siebes 3 an die Zerstäubungsdüse 2 kann erzielt werden, daß
der Sprühstrahl 7, ohne das Sieb 3 zu berühren, durch den
Durchbruch 8 hindurchtreten kann. In diesem Fall wird die
Verwirbelungsfunktion des Siebes 3 aufgehoben und der
Sprühstrahl 7 tritt im wesentlichen als dünner Strahl aus.
Fig. 2 zeigt vier verschiedene Ausführungsformen des er
findungsgemäßen Siebes. Fig. 2a zeigt die Ausführungsform
des Siebes 3 aus Fig. 1 in der Vorderansicht. Die Maschen
15, die das Sieb 3 bilden, erstrecken sich nur bis zu dem
Mittenbereich, in dem der relativ großflächige Durchbruch 8
als siebfreier Raum ausgebildet ist. Die Verwirbelung des
Hauptstrahls des Sprühstrahls 7 erfolgt im wesentlichen
durch den Siebrand 17, der gleichfalls den Durchbruch 8
abgrenzt. Auch wenn in Fig. 1 das Sieb 3 als ebenes Sieb
dargestellt ist, sind in anderen Ausführungsformen konkav
oder konvex gekrümmte Siebe einsetzbar. Durch die konvexe
oder konkave Krümmung läßt sich die Verwirbelungswirkung
neben dem Abstand X und dem Durchmesser des Durchbruchs 8
besser an die kinetische Energie der unterschiedlichen
Masseteilchen in dem Sprühstrahl 7 anpassen. Durch die
Verkrümmung des Siebes kann der Weg verkürzt oder ver
längert werden, bis die Masseteilchen des Flüssigkeits
stromes auf das Sieb auftreffen. Beispielsweise kann der
Siebrand 17 des Siebes 3 in Fig. 1 mehr in Richtung der
Zerstäubungsdüse 2 verlagert sein, wobei der äußere Sieb
bereich in der gezeichneten Ebene verbleibt. Damit gelangt
der Siebrand in einen Bereich, bei dem der Sprühstrahl 7
eine noch höhere kinetische Energie aufweist und eine ge
steigerte Verwirbelung erzielt wird. Umgekehrt kann der
Siebrand 17 von der Zerstäubungsdüse 2 wegweisen und auf
das anzusprühende Objekt gerichtet sein.
Der Durchmesser des Durchbruchs 8, 10, 11 beträgt mindestens 0,26 mm
und kann bevorzugt auf 0,6-1 mm gesteigert werden. Dies
entspricht einem Bereich der Öffnungsfläche des Durchbruchs
8 von 0,049-0,785 mm2.
In Fig. 2b ist ein Sieb 3 gezeigt, bei dem der zentrale
Durchbruch 8 von Zusatzdurchbrüchen 10 umgeben ist. Die
Durchbrüche 10 können in beliebiger Weise angeordnet sein.
Fig. 2c zeigt eine Ausführungsform eines Siebes 3 mit einem
Längsdurchbruch oder Längsloch 11. Ebenfalls besteht in
Abwandlung der Gestaltung des Siebes zu den vorgenannten
Ausführungsformen das Sieb 3 aus parallelen Streben 12, was
aufgrund der größeren Sieböffnungsweite gegenüber dem
Kreuzgittermuster nach Fig. 2a eine höhere Öffnungsweite
ergibt und einen leichteren Durchtritt von feintröpfigen
Flüssigkeitsteilchen zuläßt.
Fig. 2d zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Aufschäumdüse, bei der im Mittenbereich ein feinmaschiges
Sieb 3 angeordnet ist. Das feinmaschige Sieb 3 wird durch
Stege 13 beispielsweise an der Halterung 4 fixiert und wird
durch einen siebfreien Raum 16 umgeben. Nach der gezeigten
Anordnung in Fig. 2d bildet der siebfreie Raum einen ring
förmigen Durchbruch 16. Der siebfreie Raum wird beispiels
weise durch das Gehäuse 1 begrenzt. Im Mittenbereich des
feinmaschigen Siebes 3 kann wiederum ein Durchbruch 8 vor
gesehen sein, weshalb sich in der Ausführungsform nach Fig.
2d in radialer Richtung ein siebfreier Raum ergibt, an den
ein Siebbereich anschließt, der wiederum in einen sieb
freien Raum übergeht. Hierbei wird das zentrale Sieb 3
hauptsächlich von dem axialen Hauptstrom des Sprühstrahls 7
beaufschlagt, der eine hohe kinetische Energie aufweist.
Somit lassen sich feinmaschige Siebe verwenden, die weit
unterhalb der Maschenweite von 0,074 mm liegen, die der
Stand der Technik verwendet. Damit ist ein noch besseres
und feinperligeres Aufschäumen möglich. Der Siebrand 17,
der die siebfreien Räume von dem Maschenbereich abgrenzt,
kann mit Einfassungen, Wülsten und profilierten Stegen
versehen sein, die zur Stabilität beitragen und die Verwirbelung
erhöhen. Infolge der Verwirbelungswirkung der
Durchbruchbänder der Durchbrüche 8, 10, 11, 16 lassen sich
erfindungsgemäß unterschiedlichste Maschenweiten verwenden,
die außerhalb des vom Stand der Technik (0,074-0,25 mm) Bereichs
liegen.
Das Bezugszeichen 5 kennzeichnet eine Zerstäubungskammer,
die bei der Erfindung luftdicht verschlossen
sein kann, weil über die Durchbrüche 8, 10, 11, 16
ausreichend Luft zugeführt werden kann, um den durch
das Sieb tretenden Flüssigkeitsstrom aufzuschäumen.
Claims (13)
1. Aufschäumdüse für Flüssigkeiten mit einer Zerstäubungs
düse, die eine unter Druck zugeführte Flüssigkeit zer
stäubt, und einem mit Abstand zur Zerstäubungsdüse ange
ordneten Sieb, das in der Achse des von der Zerstäubungs
düse abgegebenen, kegelförmigen Sprühstrahls liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sieb (3) mindestens einen siebfreien Durchbruch
(8, 10, 11, 16) aufweist.
2. Aufschäumdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchbruch (8) im Hauptstrahl des kegelförmigen
Sprühstrahls (7) angeordnet ist.
3. Aufschäumdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß neben dem im Hauptstrahl des Sprühstrahls (7) ange
ordneten Durchbruch (8) weitere Zusatzdurchbrüche (10)
vorgesehen sind, die den Durchbruch (8) umlagern.
4. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchbrüche (8, 10, 11, 16) Langlöcher sind.
5. Aufschäumdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchbruch (16) das Sieb (3), das im Hauptstrahl
des Sprühkegels des Sprühstrahls (7) angeordnet ist, ring
förmig umgibt.
6. Aufschäumdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sieb (3) über Stege (13) mit der Siebhalterung (4)
verbunden ist.
7. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sieb (3) aus parallel zueinander angeordneten
Siebstreben (12) besteht.
8. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sieb (3) in Richtung der Sprühachse (A) konvex oder
konkav gekrümmt ist.
9. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (x) zwischen dem Sieb (3) und der Zer
stäubungsdüse (2) in axialer Richtung verstellbar ist.
10. Aufschäumdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (x) zwischen dem Sieb (3) und der Zer
stäubungsdüse (2) so weit verringerbar ist, daß die Sieb
ränder (17), die den Durchbruch (8, 11) bilden, außerhalb
des Sprühkegels des Sprühstrahls (7) liegen.
11. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeich
net, daß die Wandung des Gehäuses (1) in dem Abschnitt
zwischen der Zerstäubungsdüse (2) und dem Sieb (3), der
eine Zerstäubungskammer (5) bildet, durchbruchsfrei ver
schlossen ist.
12. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeich
net, daß der Durchbruch (8, 10, 11) eine Fläche von 0,049-
0,785 mm2 aufweist.
13. Aufschäumdüse nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeich
net, daß die Siebränder (17), die den Maschenbereich des
Siebes (3) von dem Durchbruchbereich (8, 10, 11, 16) ab
grenzen, durch Randwülste eingefaßt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914138471 DE4138471A1 (de) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | Aufschaeumduese fuer fluessigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914138471 DE4138471A1 (de) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | Aufschaeumduese fuer fluessigkeiten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4138471A1 true DE4138471A1 (de) | 1993-05-27 |
Family
ID=6445382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914138471 Withdrawn DE4138471A1 (de) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | Aufschaeumduese fuer fluessigkeiten |
Country Status (1)
Country | Link |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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