DE634728C

DE634728C - Fluessigkeitszerstaeuber

Info

Publication number: DE634728C
Application number: DEB163843D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-12-22
Filing date: 1933-12-23
Publication date: 1936-09-23
Also published as: FR765883A; GB420262A; NL33276C; BE400456A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitszerstäuber, bei welchem die zu zerstäubende Flüssigkeit dem Wirbelraum tangential zugeführt und die nicht zur Zerstäubung gelangte Flüssigkeitsmenge aus dem Wirbelraum zurückgeleitet und abgeführt wird. Wirbelzerstäuber dieser Art sind an sich bereits bekannt. So hat man z. B. einen Wirbelzerstäuber geschaffen, der im wesentlichen aus einem topfförmigen Raum besteht, welcher zum größten Teil von einem zylindrischen Ringkanal umgeben ist und in den an der offenen Seite des topfförmigen Wirbelraumes ein kegelförmiger Körper mit seiner Spitze hineinragt, welch letzterer die Zerstäuberöffnung trägt. Ein Teil der zu zerstäubenden Flüssigkeit soll durch die Zerstäuberöffnung austreten, während der Überschuß durch eine Ringöffnung und den Ringkanal abfließen soll.

Es hat sich nun herausgestellt, daß derartige Zerstäuber in vielen Fällen den an sie gestellten Forderungen nicht nachkommen können. Vor allem ist es nicht möglich, mit einem solchen beispielsweise zum Zerstäuben von Farbstoffen verwendeten Zerstäuber die betreffende Flüssigkeit in einer dünnen und gleichmäßigen Schicht zu zerstäuben.

Dieser Nachteil wird nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Innenraum des an der Außenseite tangentiale Treibkanäle aufweisenden Einsatzkörpers mit der Wirbelkammer durch einen konaxial zur Austrittsöffnung des Zerstäubers angeordneten Kanal und am anderen Ende mit der Rücklaufleitung des Zerstäubers in Verbindung steht.

Der Raum, der mit der Rücklaufleitung des Zerstäubers in Verbindung steht, weist entweder gegenüber dem Wirbel raum einen geringeren Druck auf oder steht mit einer Gasleitung in Verbindung. Dadurch, daß man die Zerstäuberöffnung und die Austrittsöffnung des Einsatzes konaxial angeordnet hat, wobei im Innenraum des Einsatzkörpers ein geringerer Druck als in der äußeren Düsenkammer herrschen kann, wird die Bildung eines größeren Wirbelhohlraumes in dem Wirbelraum erzielt, so daß die schnell rotierende Flüssigkeit am Rand der Zerstäuberöffnung die Gestalt einer sehr dünnen, mehr oder weniger konischen Haut annimmt, die nach dem Austritt in einen feinen Nebel zerfällt.

Ferner läßt sich durch Veränderung des Druckes in der Rücklaufleitung der Zerstäubungsgrad der austretenden Flüssigkeit innerhalb sehr weiter Grenzen verändern.

In dem Fall, in welchem dem mit der Rücklaufleitung in Verbindung stehenden Raum Gas zugeführt wird, wird erreicht, daß das Gas nach der Expansion im zentralen Teil der Wirbelkammer verbleibt und dort

einen größeren Wirbelhohlraum bildet. Dadurch verringert sich die Stärke der Flüssigkeitshaut, und das zugleich vom Wirbelraum durch die Zerstäuberöffnung ausströmende Gas trägt noch zur Verbesserung der Zä stäubung bei.

Die Erfindung ist in der Zeichnung bei-" spielsvveise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. ι schematisch den Zerstäubungsvorgang gemäß der Erfindung, während

Fig. 2 ein Ausführungsbe-ispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt darstellt.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen Einzelteile eines Zerstäubers gemäß der Erfindung. Von dem Druckraum 15 fließt die Flüssigkeit in die Wirbelkammer 9, und zwar durch zu letzterem tangential angeordnete Treibkanäle 8. Gegenüber der Zerstäuberaustrittsöffnung 11, die in der Mitte des Zerstäuberkörpers 12 vorgesehen ist, ist konaxial die Austrittsöffnung 13 des Einsatzes 7 angeordnet, welche von dem'Raum 14 ausgeht. Dieser Raum 14 steht mit dem Druckraum 15 in keinerlei direkter Verbindung. Die Flüssigkeit, welche aus dem Druckraum 15 durch die Kanäle 8 in die Wirbelkammer 9 gedrückt wird, rotiert in. diesem mit großer Geschwindigkeit, wobei die Flüssigkeitsteilchen spiralförmige Bahnen beschreiben. Wird durch die Öffnung 13 Flüssigkeit zurückgeleitet, so entsteht infolge' der mitgerissenen Wirbel ein großer Wirbelhohlraum in der Mitte. Dieser Wirbelhohlraum wird dadurch verursacht, daß infolge der geringen Weite der Durchtrittsöffnung 13 gegenüber der Weite der Wirbelkammer 9 die Geschwindigkeit der Flüssigkeit derart ansteigt, daß die Flüssigkeitsoberfläche sich in der Öffnung 13 ungefähr der Form einer Parabel nähert (vgl. Fig. 1). Der beschriebene Wirbelhohlraum bildet sich in der Mitte der Wirbelkammer und schließt sich bei genauer Zentrierung der Zerstäuberöffnung 11 an, so daß die dünne, schnell rotierende und stark konische Haut durch diese Öffnung austreten kann, um alsbald in einen sehr feinen Nebel zu zerfallen. Infolge der sehr geringen Stärke der Haut ist es möglich, sehr kleine Mengen in großer Feinheit zu zerstäuben. Wichtig ist hierbei, daß die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit aus den Treibkanäien 8 in -die Wirbelkammer 9 eintritt, eine axiale Komponente enthält, da sonst der öffnungswinkel zu groß wird und somit Tropfenbildung auf der Außenfläche des Zerstäuberkörpers 12 eintreten würde. Wie durch Versuche ermittelt wurde, ist es besonders vorteilhaft, die Öffnung 13 größer als die Zerstäuberöffnung 11 zu machen.

Je nach der Höhe des Druckes im Raum 14 wird der Wirbelhohlraum durch die eintretende Flüssigkeit mehr oder weniger zusammengedrückt und 'die Flüssigkeitshaut in ihrer Stärke verändert, so daß mehr oder ^!weniger Flüssigkeit aus der Zerstäuberöffntmgii austritt.

_· /--Wird dagegen in den Wirbelraum 9 ein "■&äs durch die öffnung 13 des Einsatzes 7 hineingedrückt, so bleibt dieses Gas infolge der Zentrifugalwirkung der viel schwereren. Flüssigkeitsteilchen in der Mitte des Raumes und führt dort gleichfalls zur Bildung eines Hohlraumes, _ mit dessen Hilfe die Zerstäubung in der oben beschriebenen Weise bewirkt wird. In diesem Falle erfolgt die Regelung der Zerstäubungsmenge durch Veränderung des Gasdruckes. Das Gas kann unter einem Mindestdruck zugeführt werden, welcher etwas, höher ist als der Druck in der Wirbelkammer. Der Druck hängt im wesentliehen von der Flüssigkeitsmenge ab, welche durch die Treibkanäle 8 zugeführt wird, ferner von der Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeitsmenge aus der Wirbelkammer, vom Durchmesser und dem Profil der Wandung der Wirbelkammer sowie von der Viscosität der Flüssigkeit. Ferner spielen auch der Durchmesser und die Lage der Zerstäuberöffnung sowie der Durchmesser der Öffnung 13 und die Gasmenge, welche durch die öffnung 13 pro Zeiteinheit zugeführt wird, eine Rolle für die Höhe des Gasdruckes.

Um eine einwandfreie Zerstäubung zu gewährleisten, müssen naturgemäß der Austrittskanal 13 des Einsatzes 7 und die Zerstäuberöffnung 11 konaxial angeordnet sein. Im Zerstäuber gemäß der Erfindung ist ein Mittelgehäuse i6⁶ vorgesehen, in das der an seinem unteren Ende kegelstumpfförmig ausgebildete Einsatzkörper 7 eingeschraubt ist. Gegen die konischen Enden des Kegelstumpfendes des ^Einsatzkörper 7 legt sich mit entsprechenden Flächen I2^a an der Innenseite die Zerstäuberkappe 12 (vgl. Fig. 3). Die Seitenwände der Wirbelkammer 9, die zur Zerstäuberöffnung 11 führen, werden durch die Verlängerungen I2^ft der Paßflächen I2^tt gebildet und sind gegenüber den Paßflächen I2^a stärker geneigt. Die Kappe 12 des Zerstäuberkörpers wird auf die konischen Flächen des Einsatzes 7 mittels einer Überwurfmutter 29 gepreßt, die ihrerseits mittels Gewinde an dem Mittelgehäuse 16* befestigt ist. Auf dem konischen Teil des festen Einsatzes 7 sind in bekannter Weise zwei Nuten 8, die ungefähr tangential zur Grundfläche des Kegelstumpfes der Außenseite des Einsatzes 7 verlaufen und mit den Paßflächen der Scheibe 12 zwei kleine Kanäle bilden, welche in den Wirbelraum 9 münden. Dadurch, daß die Kanäle 8 auf den konischen

Flächen des Einsatzes 7 angeordnet sind, wird zugleich die notwendige axiale Geschwindigkeitskomponente gewährleistet. Der Einsatz 7 ist in seiner Längsachse in der Weise durchbohrt, daß sich gegenüber der Zerstäuberöffnung 11 eine Austrittsöffnung 13 befindet, die von der weiteren Rückführkammer 14 ausgeht. Zwischen dem Einsatz 7 und dem Mittelgehäuse 16* ist ein ringförmiger Druckraum 15, der durch Kanäle 24 und 21 mit der Eintrittsöffnung 20 für die zu zerstäubende Flüssigkeit in Verbindung steht. Der Druckraum 15 ist gegen den Rückführraum 14 durch eine Ringmembran 22 abgedichtet. Die Membran 22 ist einerseits mit einer Überwurfmutter 28 am Einsatz 7 befestigt und andererseits zwischen dem Mittelgehäuse 16* und dem Gehäusedeckel i6^a eingespannt. In dem Mittel gehäuse i6⁶ und dem Gehäusedeckel i-6^a sind an den durch die Membran getrennten Flächen zwei einander gegenüberliegende Ringnuten 27 und 2.j^a vorgesehen, von denen die eine, 27, mit dem Kanal 22 und die andere, 27", mit dem Kanal 21 in Verbindung steht. In der Membran sind zwischen den Ringnuten 27 und 27^s eine Anzahl von Bohrungen 22^B vorgesehen, durch die die Flüssigkeit in der Zuführungsleitung aus der oberen Ringnut 27^s in die untere Ringnut 27 übertreten kann. Die vorbeschriebene Anordnung ermöglicht eine Abdichtung des Stiftes 7 auf dem Gehäuse i6* ohne Beeinträchtigung der Zentrierung. Die Mittelöffnung der Ringmembran 22 ist groß genug, um die seitlichen Abweichungen aufzunehmen, während die Ungenauigkeiten in der Senkrechten sich infolge der Biegsamkeit der Membran ausgleichen können.

Die Kammer 14 des Einsatzes 7 steht mit in einem Raum 19 und dieser mit dem Kanal 18 und dem Anschlußstutzen 17 in Verbindung. Dieser Anschlußstutzen 17 kann entweder mit einer Flüssigkeitsabführleitung oder mit einer Gaszuleitung verbunden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitszerstäuber, bei welchem die zu zerstäubende Flüssigkeit dem Wirbelraum tangential zugeführt und die nicht zur Zerstäubung gelangte Flüssigkeitsmenge aus dem Wirbelraum zurückgeleitet und abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (14) des an der Außenseite tangentiale Treibkanäle (8) aufweisenden Einsatzkörpers (7) mit der Wirbelkammer (9) durch einen konaxial zur Austrittsöffnung (11) des Zerstäubers angeordneten Kanal (13) und am anderen Ende mit der Rücklaufleitung (17, 18) des Zerstäubers in Verbindung steht.

2. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des konaxial zur Austrittsöffnung des Zerstäubers angeordneten Kanales (13) größer ist als der der Zerstäuberöffnung (11).

3. Flüssigkeitszerstäuber nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (14) des Einsatzkörpers (7) mit einem Leitungsrohr (17) in Verbindung steht, welchem ein innerhalb weiter Grenzen veränderlicher Druck bis zum Unterdruck zugeführt werden kann.

4. Flüssigkeitszerstäuber nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (7) mit Hilfe einer an seiner Außenwand festgeklemmten und die Flüssigkeitszuführungsleitung (20, 21)

.. gegen den Rücklauf kanal (13, 14, 17) abdichtenden Membran (22) in dem Inneren des Zerstäubergehäuses eingehängt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen