DE4140105A1

DE4140105A1 - Spritzduese und spruehvorrichtung mit einer solchen

Info

Publication number: DE4140105A1
Application number: DE19914140105
Authority: DE
Inventors: Ruediger 6403 Flieden De Mathiak; Otto 6404 Neuhof De Ruppel
Original assignee: Poma Sondermaschinen und Vorrichtungsbau 6403 Flieden De GmbH
Current assignee: Poma Sondermaschinen und Vorrichtungsbau 6403 Flieden De GmbH
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 1993-06-09

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Druckgas, insbeson dere Luft, arbeitende, einen Flüssigkeitsauslaß aufwei sende Spritzdüse zum Verspritzen einer Flüssigkeit in Form feiner Tröpfchen. Weiterhin bezieht sich die Erfin dung auf eine Sprühvorrichtung mit einer solchen Spritz düse.

Spritzdüsen der vorstehenden Art werden beispielsweise in Sprühvorrichtungen eingesetzt, um auf Metallteilen einen Ölfilm auf zutragen, welcher das Anhaften von Schweißper len verhindert. Hierbei kommt es darauf an, das Sprühfeld möglichst eng auf den Bereich zu beschränken, in welchen Schweißperlen gelangen können. Auch für zahlreiche andere Anwendungsfälle ist es oftmals erforderlich, eine Flüs sigkeit auf einen eng begrenzten Raum aufzutragen, bei spielsweise dann, wenn man durch eine Flüssigkeit eine Staubbildung in einem Bearbeitungsbereich vermeiden will.

Die bisher für solche Zwecke verwendeten Spritzdüsen ar beiten meist nach dem Injektorprinzip, also ähnlich wie ein herkömmlicher Vergaser in einem Ottomotor. Sie erzeu gen einen sehr feinen Flüssigkeitsnebel, was beispiels weise bei Lackieranlagen erwünscht ist, um einen gleich mäßigen Lackauftrag zu erreichen. Auch bei Ölbrennern oder Verdampfungskühlern ist man bestrebt, die Spritzdü sen so auszubilden, daß ein möglichst feiner Flüssig keitsnebel entsteht.

Ein feiner Nebel hat jedoch Nachteile, wenn ein Flüssig keitsauftrag auf eine eng begrenzte Fläche erfolgen soll, weil feine Tröpfchen die Neigung haben, sich undefiniert über einen größeren Bereich zu verteilen. Abgesehen da von, daß dadurch der Verbrauch an Flüssigkeit ansteigt, stellen solche Flüssigkeitsnebel oftmals eine Belastung der Umgebung und damit der Gesundheit dar, so daß man auf aufwendige Absaugeinrichtungen angewiesen ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Spritzdüse der vorstehenden Art so auszubilden, daß mit ihr mög lichst vollständig auf eine definierte Fläche aufzutra gende, feine Tröpfchen und kein in seiner Ausbreitungs richtung nicht zu beherrschender Nebel entsteht. Weiter hin soll eine Sprühvorrichtung mit zumindest einer sol chen Spritzdüse geschaffen werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß die Spritzdüse zusätzlich zum Flüssigkeitsaus laß zumindest einen Druckgasauslaß aufweist und daß die Achse des Druckgasauslasses die Achse des Flüssigkeits auslasses in einem spitzen Winkel vor der Düse schneidet.

Bei der erfindungsgemäßen Spritzdüse wird die Flüssigkeit nicht wie bei den bekannten Spritzdüsen innerhalb der Spritzdüse mit Luft oder einem Druckgas vermischt, um feine Tröpfchen zu erzeugen. Die aus dem Flüssigkeitsaus laß austretende Flüssigkeit wird erfindungsgemäß erst au ßerhalb der Spritzdüse von einem Druckgasstrom zu feinen Tröpfchen zerschlagen. Es hat sich gezeigt, daß durch dieses neue Prinzip der Erzeugung von Tröpfchen keine zu einem Flüssigkeitsnebel führenden Tröpfchen erzeugt wer den, so daß ein scharf begrenzter Sprühbereich entsteht. Dadurch wird vermieden, daß Flüssigkeitströpfchen in einen nicht erwünschten Bereich gelangen und auf diese Weise ein unerwünscht hoher Flüssigkeitsverbrauch und eine Umweltbelastung vermieden.

Die Spritzdüse spritzt unabhängig vom Druck des Druck gases stets exakt in Richtung der Achse ihres Flüssig keitsauslasses, wenn zumindest zwei sich in Bezug auf den Flüssigkeitsauslaß radial gegenüberliegende Druckgasaus lässe vorgesehen sind, deren Achsen sich auf der Achse des Flüssigkeitsauslasses schneiden.

Besonders scharf abgegrenzt ist der Sprühkegel ausgebil det, wenn koaxial zum Flüssigkeitsauslaß mehrere Paare von Druckgasauslässen vorgesehen sind, deren Achsen sich in einem gemeinsamen Punkt auf der Achse des Flüssig keitsauslasses schneiden.

Wenn mit der erfindungsgemäßen Spritzdüse Öl auf eine Fläche aufgetragen werden soll, dann arbeitet die Spritz düse optimal, wenn die Druckgasauslässe einen Winkel von 15° zur Achse des Flüssigkeitsauslasses bilden.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung einer Sprühvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüse der vor stehenden Art, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie einen von einem Verdrängerkolben begrenzten Druckraum mit der aus der Spritzdüse auszutragenden Flüssigkeit aufweist und daß der Hub des Verdrängerkolbens durch eine Verstellschraube zum Verdrängen einer einem einzigen Tropfen entsprechenden Flüssigkeitsmenge aus dem Druck raum begrenzt ist. Der Verdrängerkolben kann beispiels weise als Stufenkolben ausgebildet sein. Er braucht nicht in der Sprühvorrichtung selbst, sondern kann auch außer halb von ihr in einem separaten Bauteil vorgesehen wer den.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sprühvorrichtung mit der Spritzdüse nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Spritzdüse.

Die in Fig. 1 dargestellte Sprühvorrichtung hat in einem Gehäuse 1 einen mehrfach abgestuften Verdrängerkolben 2, welcher aus ringförmigen Druckräumen 3, 4 Flüssigkeit zu verdrängen und zu Spritzdüsen 5, 6 zu fördern vermag. Mittels einer Verstellschraube 7 ist der Hub des Verdrän gerkolbens 2 so einzustellen, daß er aus den Druckräumen 3, 4 jeweils nur eine solche Flüssigkeitsmenge verdrängt, die einem einzigen Tropfen entspricht.

Die Düsen 5, 6 haben jeweils eine zylindrische Bohrung 8, 9, welche zu einem Flüssigkeitsauslaß 10, 11 führt. In nerhalb der Düsen 5, 6 sind keine Mittel vorgesehen, wel che ein Zerstäuben der Flüssigkeit bewirken. Wie in Ver bindung mit Fig. 2 zu sehen ist, sind koaxial zum Flüs sigkeitsauslaß 10, 11 vier Druckgasauslässe 12, 13, 14, 15 angeordnet. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Ach sen der Druckgasauslässe 12, 13, 14, 15 schräg ausgerich tet. Zur Verdeutlichung sind in Fig. 1 für die Spritz düse 5 mit 16 die koaxial zur zylindrischen Bohrung 8 verlaufende Achse und mit 17, 18 die Achsen der Druck gasauslässe 12, 13 dargestellt. Zu erkennen ist, daß die Achsen 17, 18 die Achse 16 in einem Punkt P in einem spitzen Winkel schneiden.

Wenn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Fläche beispielsweise mit einem Ölfilm überzogen werden soll, dann verbindet man zunächst auf nicht gezeigte Weise Druckgasräume 20, 21 mit einer Druckgasquelle 22, so daß Druckgas aus den Druckgasauslässen 12, 13, 14, 15 strömt. Danach bewegt man beispielsweise mittels Druckluft den Verdrängerkolben 2 um einen definierten Betrag in der Zeichnung gesehen nach unten. Auf diese Weise wird aus den Flüssigkeitsauslässen 10, 11 jeweils ein Flüssig keitstropfen herausgeschossen. In den Punkten P bzw. P′ trifft das Druckgas auf den jeweiligen Flüssigkeitstrop fen und zerschlägt ihn zu feinen Flüssigkeitstropfen, welche jedoch keinen Nebel bilden und deshalb noch zuver lässig mit einem scharf abgegrenzten Sprühkegel auf die Fläche 19 gelangen.

Es sei abschließend bemerkt, daß die Flüssigkeitsauslässe 10, 11 nicht notwendigerweise zylindrisch sein müssen. Wenn man beispielsweise statt eine Kreisfläche eine elliptische Fläche mit einem Ölfilm überziehen will, dann kann man die Flüssigkeitsauslässe 10, 11 auch entspre chend elliptisch ausbilden. Denkbar ist es auch, aus den Druckgasauslässen 12, 13, 14, 15 unterschiedlich Druckgas ausströmen zu lassen, um den Sprühbereich zu beeinflus sen.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

1 Gehäuse
2 Verdrängerkolben
3 Druckraum
4 Druckraum
5 Spritzdüse
6 Spritzdüse
7 Verstellschraube
8 zylindrische Bohrung
9 zylindrische Bohrung
10 Flüssigkeitsauslaß
11 Flüssigkeitsauslaß
12 Druckgasauslaß
13 Druckgasauslaß
14 Druckgasauslaß
15 Druckgasauslaß
16 Achse
17 Achse
18 Achse
19 Fläche
20 Druckgasraum
21 Druckgasraum
22 Druckgasquelle

Claims

1. Mit einem Druckgas, insbesondere Luft, arbeitende, einen Flüssigkeitsauslaß aufweisende Spritzdüse zum Ver spritzen einer Flüssigkeit in Form feiner Tröpfchen, da durch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (5, 6) zusätz lich zum Flüssigkeitsauslaß (10, 11) zumindest einen Druckgasauslaß (12, 13, 14, 15) aufweist und daß die Achse (17, 18) des Druckgasauslasses (12, 13) die Achse (16) des Flüssigkeitsauslasses (10) in einem spitzen Win kel vor der Spritzdüse (5) schneidet.

2. Spritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei sich in Bezug auf den Flüssigkeitsaus laß (10) radial gegenüberliegende Druckgasauslässe (12, 13) vorgesehen sind, deren Achsen (17, 18) sich auf der Achse (16) des Flüssigkeitsauslasses (10) schneiden.

3. Spritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Flüssigkeitsauslaß (10) mehrere Paare von Druckgasauslässen (12, 13; 14, 15) vorgesehen sind, deren Achsen (17, 18) sich in einem gemeinsamen Punkt (P) auf der Achse (16) des Flüssigkeitsauslasses (10) schneiden.

4. Spritzdüse nach zumindest einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasauslässe (12, 13, 14, 15) einen Winkel von 15° zur Achse (16) des Flüssigkeitsauslasses (10) bilden.

5. Sprühvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß sie einen von einem Verdrängerkolben (2) begrenzten Druckraum (3, 4) mit der aus der Spritz düse (5, 6) auszutragenden Flüssigkeit aufweist und daß der Hub des Verdrängerkolbens (2) durch eine Verstell schraube (7) zum Verdrängen einer einem einzigen Tropfen entsprechenden Flüssigkeitsmenge aus dem Druckraum (3, 4) begrenzt ist.