DE9404096U1 - Device for dosing and spraying pasty and inhomogeneous media - Google Patents

Device for dosing and spraying pasty and inhomogeneous media

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Description

Jörg Malischewsky
Obere Setz 3
76229 KarlsruheJörg Malischewsky
Upper Set 3
76229 Karlsruhe

BeschreibungDescription Vorrichtung zum Dosieren und Versprühen pastenförmiger und inhomogener MedienDevice for dosing and spraying pasty and inhomogeneous media

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versprühen pastenförmiger, zähflüssiger Medien wie z.B. Schmiermittel, Fette, Klebstoffe oder Lötpasten und inhomogene Stoffe mit zusätzlicher Festkörperbeimengung wie beispielsweise Polierpasten. Dies findet Anwendungen beim Befetten von Flächen, Schmieren von Werkzeugen, Auftragen von Klebstoffschichten in definierter Dicke und dem Aufbringen von Schleif- und Polierpasten. The invention relates to a device for spraying pasty, viscous media such as lubricants, greases, adhesives or solder pastes and inhomogeneous substances with additional solid admixtures such as polishing pastes. This is used for greasing surfaces, lubricating tools, applying adhesive layers of a defined thickness and applying grinding and polishing pastes.

Bislang ist hierfür die Zerstäubung der Medien am Ende einer Austrittsöffnung sehr kleinen Querschnitts in einem umgebenden Luftstrom gebräuchlich. Die hohe Viskosität der Medien und die oftmals vorliegende Festkörperbeimengung setzt dem Querschnitt der Austrittsöffnung jedoch eine untere Grenze, da sonst die Gefahr der Verstopfung der Zuleitung besteht. Bei der Verwendung abrasiver Medien wie beispielsweise Polierpasten wird zusätzlich der Förderkanal im Laufe der Zeit abgeschliffen und dadurch dessen Querschnitt erweitert. Daher liegt immer ein recht großer Querschnitt des Förderkanals vor, wodurch die Dosierung nicht beliebig fein erfolgen kann, es wird immer eine hohe Mindestmenge des Mediums versprüht und es besteht außerdem die Gefahr des Nachtropfens. Up to now, the atomization of the media at the end of an outlet opening with a very small cross-section in a surrounding air stream has been common. However, the high viscosity of the media and the often present admixture of solids sets a lower limit for the cross-section of the outlet opening, as otherwise there is a risk of the supply line becoming blocked. When using abrasive media such as polishing pastes, the conveying channel is also ground down over time and its cross-section is thereby expanded. The conveying channel therefore always has a fairly large cross-section, which means that the dosing cannot be carried out as finely as desired, a high minimum amount of the medium is always sprayed and there is also a risk of dripping.

Daher ergab sich die Notwendigkeit einer Erfindung, die eine sehr geringe Dosierung der genannten Medien ermöglicht, ohne auf die Zerstäubung am Ende einer extrem kleinen Austrittsöffnung angewiesen zu sein.Therefore, there was a need for an invention that would enable a very small dosage of the media mentioned without having to rely on atomization at the end of an extremely small outlet opening.

Dies wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Austrittsöffnung (8) ein Gasstrom (1) in die Zuleitung (7) des Mediums mündet. Das Medium (4) wird von dem Gasstrom an der Wand des Förderkanals (7a) entlang in sehr dünner Schichtdicke bis zur Austrittsöffnung (8) transportiert und dort von dem konzentrisch verlaufenden, wesentlich stärkeren Gasstrom (3) in kleinen Partikeln von der Wand abgelöst und in axialer Richtung zum Zielort versprüht. Der Förderdruck des Mediums (2) ist gerade so groß zu wählen, daß das Medium am Ort der Einmündung des Transportgasstromes (1) gerade immerThis was solved according to the invention in that a gas flow (1) flows into the feed line (7) of the medium in front of the outlet opening (8). The medium (4) is transported by the gas flow along the wall of the conveying channel (7a) in a very thin layer to the outlet opening (8) and there it is detached from the wall in small particles by the concentrically running, much stronger gas flow (3) and sprayed in an axial direction to the target location. The conveying pressure of the medium (2) should be chosen to be just large enough that the medium at the point where the transport gas flow (1) flows in is always just

anliegt, ohne jedoch aus eigenem*Xntrieb weiter befördert zu werden. Der Fördergasstrom treibt dann ab hier das Medium entlang der Wand des Förderkanals (7a) bis zur Austrittsöffnung, ohne sich mit ihm zu vermischen. Erst der wesentlich stärker zu wählende Gasstrom (3) sorgt außerhalb der Düse für die Zerstäubung des Mediums. Ebenso können sich beide Gasströme erst außerhalb der Versprühvorrichtung vermischen.is present, but without being transported further of its own accord. From here, the conveying gas flow drives the medium along the wall of the conveying channel (7a) to the outlet opening without mixing with it. Only the much stronger gas flow (3) ensures the atomization of the medium outside the nozzle. Likewise, both gas flows can only mix outside the spray device.

Dadurch ist es möglich, den Querschnitt des Förderkanals (7a) bzw. der Austrittsöffnung (8) so groß zu wählen, daß auch bei höchstviskosen, inhomogenen oder verunreinigten Stoffen die Gefahr der Verstopfung vermieden werden kann. Auch die Verwendung von Verdünnungen und Lösungsmitteln ist nicht mehr nötig. Die allmähliche Erweiterung der Austrittsöffnung bei der Verwendung abrasiver Medien hat keinen Einfluß mehr auf Dosierung und Partikelgröße.This makes it possible to choose the cross-section of the conveying channel (7a) or the outlet opening (8) so large that the risk of blockage can be avoided even with highly viscous, inhomogeneous or contaminated substances. The use of thinners and solvents is also no longer necessary. The gradual expansion of the outlet opening when using abrasive media no longer has any influence on the dosage and particle size.

Durch den großen Querschnitt des Förderkanals kann auch bei der Zuleitung des Mediums vom Vorratsbehälter zur Versprühvorrichtung ein niedriger Druck gewählt werden. Die Förderung des Mediums bis zum Einführungsort des Transportgasstromes kann wahlweise durch eine Pumpe (27) oder, dank der geringen notwendigen Fördergeschwindigkeiten und -drücke, aus einem druckbeaufschlagten Behälter (15) erfolgen.Due to the large cross-section of the conveying channel, a low pressure can also be selected when feeding the medium from the storage container to the spraying device. The medium can be conveyed to the point of introduction of the transport gas flow either by a pump (27) or, thanks to the low conveying speeds and pressures required, from a pressurized container (15).

Die Dosierung der Menge des Mediums kann durch die Regelung der Fördermenge der verwendeten Pumpe bzw. des Förderdrucks bei Verwendung eines druckbeaufschlagten Behälters erfolgen. Durch die Regulierung des Transportgasstromes (1) läßt sich die Schichtdicke des zur Austrittsöffnung beförderten Mediums regulieren und damit die Größe der vom äußeren Gasstrom (3) abgelösten Partikel. Form und Reichweite des Sprühstrahles lassen sich mittels des äußeren Gasstromes einstellen.The amount of medium can be dosed by regulating the delivery rate of the pump used or the delivery pressure when using a pressurized container. By regulating the transport gas flow (1), the layer thickness of the medium transported to the outlet opening can be regulated and thus the size of the particles detached from the external gas flow (3). The shape and range of the spray jet can be adjusted using the external gas flow.

Durch die geringe Länge des Förderkanals (7a) bis hin zur Austrittsöffnung wird ein sehr schnelles Ansprechverhalten erreicht, so daß neben Dauersprühen auch Impulssprühen mit Sprühstoßdauern von 500 ms und darunter möglich ist. Dabei wird durch kurzzeitiges Einschalten des Transportgasstromes eine begrenzte, geringe Menge des Mediums zur Austrittsöffnung befördert und dort versprüht. Die Fördergeschwindigkeit des Mediums selbst in der Zuleitung vom Vorratsbehälter zur Versprühvorrichtung muß dabei gleich Null sein, damit auf jeden Fall nur die vom Transportgasstrom kurzzeitig bewegte Menge des Mediums zum Versprühen gelangt.The short length of the conveying channel (7a) up to the outlet opening results in a very fast response, so that in addition to continuous spraying, pulse spraying with spray burst durations of 500 ms and less is also possible. By briefly switching on the transport gas flow, a limited, small amount of the medium is conveyed to the outlet opening and sprayed there. The conveying speed of the medium itself in the feed line from the storage container to the spraying device must be zero so that only the amount of medium briefly moved by the transport gas flow is sprayed.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, entweder beide Gasströme getrennt zu regeln oder aber durch nichtverstellbare Drosseln das Verhältnis beider Gasströme auf den gewünschten Wert zu bringen und die absolute Stärke beider Ströme durch eine gemeinsame Dosierung zu regeln. Je nach verwendetem Medium kann Druckluft zum Transport und Versprühen des Mediums verwendet werden oder, je nach den Anforderungen durch das Medium, ein beliebiges anderes Gas. Ebenso kann für bestimmte Anwendungen zuvor eine Kühlung bzw. Erhitzung der Druckluft bzw. des Gases erfolgen.In an embodiment of the invention, it is intended to either regulate both gas flows separately or to bring the ratio of both gas flows to the desired value using non-adjustable throttles and to regulate the absolute strength of both flows using a common metering system. Depending on the medium used, compressed air can be used to transport and spray the medium or, depending on the requirements of the medium, any other gas. Likewise, for certain applications, the compressed air or gas can be cooled or heated beforehand.

In ebenfalls vorgesehener Aü*s£esfältun*g* der'Erfindung wird der Transportgasstrom außerhalb der Versprühvorrichtung in einer separaten Einheit in die Zuleitung für das Medium eingespeist. Ebenso ist es vorgesehen, die Zuleitung für den Transportgasstrom (14) innerhalb der Leitung für das Medium (13) verlaufen zu lassen.In a further embodiment of the invention, the transport gas flow is fed into the supply line for the medium in a separate unit outside the spraying device. It is also provided that the supply line for the transport gas flow (14) runs inside the line for the medium (13).

Im folgenden werden nun Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.In the following, embodiments of the invention are explained using the drawings.

Fig.l zeigt die Zuführung (7) des Mediums (2) sowie die Zuführung (6) des Transportgasstromes (1) zur Versprühvorrichtung. Nach dem Zusammenführen beider Ströme sieht man, wie das Medium (4) vom Transportgasstrom (1) entlang der Wand des Förderkanals (7a) zur Austrittsöffnung (8) befördert wird. Der bei der ringförmigen Öffnung (5) austretende Gasstrom (3) dient zur Zerstäubung des dort anliegenden Mediums. Dieser Gasstrom wird konzentrisch zwischen einer Hülse (9) und der Außenwand des Förderkanals geleitet.Fig.l shows the feed (7) of the medium (2) and the feed (6) of the transport gas flow (1) to the spray device. After the two flows are brought together, you can see how the medium (4) is transported by the transport gas flow (1) along the wall of the conveying channel (7a) to the outlet opening (8). The gas flow (3) exiting at the ring-shaped opening (5) serves to atomize the medium present there. This gas flow is guided concentrically between a sleeve (9) and the outer wall of the conveying channel.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Zuführung (11) des Transportgasstromes zur ZuleitungIn Fig. 2 it can be seen that the supply (11) of the transport gas flow to the supply line

(12) des Mediums außerhalb der Versprühvorrichtung in einer separaten Einheit (10) erfolgt. (12) of the medium takes place outside the spraying device in a separate unit (10).

Fig. 3 zeigt die Konstruktion mittels ineinander verlaufender Zuleitungen, wobei die Leitung (14) den Transportgasstrom führt und im verbleibenden Zwischenraum zu LeitungFig. 3 shows the construction using feed lines running into one another, with the line (14) carrying the transport gas flow and in the remaining space to line

(13) das Medium geführt wird.(13) the medium is guided.

Fig. 4 zeigt die Ausgestaltung der Erfindung mit einem druckbeaufschlagten Behälter (15) mit einem dichtschließenden Kolben (15) zur Aufnahme des Mediums (17). Durch Drosselventile (19) können die beiden Gasströme getrennt geregelt werden, zum Ein- und Ausschalten der Gesamtgaszuführung dient ein Magnetventil (24) bzw. zum manuellen Ein-/Ausschalten ein 2/2-Wege-Ventil (23). Ein Druckminderer (20) erlaubt die Regelung des Behälterdrucks, der an einem Manometer (25) abgelesen werden kann. Zum Ein- und Ausschalten der Medienförderung steht ein weiteres 2/2-Wege-Ventil (21) zur Verfügung. Zum blasenfreien Einfüllen des Mediums in den Behälter, wie es bei Druckbehältern nötig ist, dient ein Stutzen mit angebrachtem Rückschlagventil (22). Zur Kontrolle des Füllstandes befindet sich ein mit dem Kolben gekoppelter Stab in einem Schauglas (26), das unter dem gleichen Druck steht wie der Innenraum des Behälters.Fig. 4 shows the design of the invention with a pressurized container (15) with a tightly closing piston (15) for receiving the medium (17). The two gas flows can be regulated separately by throttle valves (19), a solenoid valve (24) is used to switch the total gas supply on and off, and a 2/2-way valve (23) is used for manual switching on and off. A pressure reducer (20) allows the regulation of the container pressure, which can be read off on a pressure gauge (25). Another 2/2-way valve (21) is available for switching the media supply on and off. A nozzle with an attached check valve (22) is used to fill the container with the medium without bubbles, as is necessary for pressure containers. To check the fill level, a rod coupled to the piston is located in a sight glass (26), which is under the same pressure as the interior of the container.

In Fig. 5 ist eine Variante der Erfindung mit einer Kolbenpumpe (27) zur Förderung des Mediums gezeigt. (24) bezeichnet wieder ein Magnetventil zum Ein- und Ausschalten des Gesamtgasstromes, (19) die Drosselventile zur Regulierung der einzelnen Gasströme. Durch die Rückschlagventile (29) und (28) wird die Förderrichtung festgelegt und ein Rückfluß in den Behälter vermieden.In Fig. 5, a variant of the invention is shown with a piston pump (27) for conveying the medium. (24) again designates a solenoid valve for switching the total gas flow on and off, (19) the throttle valves for regulating the individual gas flows. The check valves (29) and (28) determine the conveying direction and prevent backflow into the container.

Claims (11)

Jörg Malischewsky Obere Setz 3 76229 Karlsruhe SchutzansprücheJörg Malischewsky Obere Setz 3 76229 Karlsruhe Protection claims 1. Vorrichtung zum Dosieren und Versprühen pastenförmiger und inhomogener Medien wie z.B. UV-empfindliche, lufttrocknende, abrasive und nicht fließfähige Schmier-, Polier-, Lötpasten, Fette und Klebstoffe, die in genau dosierter Menge in gleichmäßiger Schichtdicke auf eine Fläche aufzutragen sind, dadurch gekennzeich net, daß vor der Austrittsöffnung (8) für das Medium eine Gaszuleitung (6) in die Zuleitung (7) für das Medium mündet und ein gemeinsamer Förderkanal (7a) zur Austrittsöffnung (8) führt.1. Device for dosing and spraying pasty and inhomogeneous media such as UV-sensitive, air-drying, abrasive and non-flowable lubricating, polishing, soldering pastes, greases and adhesives, which are to be applied to a surface in precisely dosed quantities in a uniform layer thickness, characterized in that a gas supply line (6) opens into the supply line (7) for the medium in front of the outlet opening (8) for the medium and a common conveying channel (7a) leads to the outlet opening (8). 2. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (8) des Förderkanals (7a) konzentrisch von einer ringförmigen Gasaustrittsöffnung (5) umgeben ist, die von der Außenwand (9a) des Förderkanals und einer im Abstand angeordneten Hülse (9) gebildet wird, wobei zwischen Hülse (9) und Außenwand (9a) ein weiterer Gasstrom (3) geführt wird, der vom Transportgasstrom (1) getrennt ist.2. Device according to protection claim 1, characterized in that the outlet opening (8) of the conveying channel (7a) is concentrically surrounded by an annular gas outlet opening (5) which is formed by the outer wall (9a) of the conveying channel and a sleeve (9) arranged at a distance, wherein between the sleeve (9) and the outer wall (9a) a further gas flow (3) is guided which is separate from the transport gas flow (1). 3. Vorrichtung nach den Schutzansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenströme der Gasströme (1,3) getrennt dosierbar sind.3. Device according to claims 1 and/or 2, characterized in that the volume flows of the gas flows (1,3) can be metered separately. 4. Vorrichtung nach den Schutzansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Gasströme (1,3) gemeinsam dosierbar ist und das Verhältnis der Volumenströme der Gasströme mittels fester, nicht verstellbarer, nach dem gemeinsamen Dosierventil angebrachter Drosseln auf den gewünschten Wert festgelegt wird.4. Device according to claims 1 and/or 2, characterized in that the pressure of the gas streams (1, 3) can be metered together and the ratio of the volume flows of the gas streams is set to the desired value by means of fixed, non-adjustable throttles installed after the common metering valve. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (8) des Förderkanals (7a) stirnseitig von einer oder mehreren Öffnungen für den Austritt des Gasstromes (3) umgeben ist.5. Device according to one or more of the protection claims 1 to 4, characterized in that the outlet opening (8) of the conveying channel (7a) is surrounded at the front by one or more openings for the outlet of the gas stream (3). 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zuleitung (11) des Gasstromes (1) außerhalb der eigentlichen Versprühvorrichtung in einer Verzweigungseinheit (10) zur Zuleitung (12) für das Medium geführt wird.6. Device according to one or more of the protection claims 1 to 5, characterized in that the supply line (11) of the gas flow (1) is guided outside the actual spraying device in a branching unit (10) to the supply line (12) for the medium. 7. Vorrichtung nach einem* "ocfe'r mehreren der Schutzansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zuleitung (14) des Transportgasstromes sich innerhalb der Zuleitung (13) des Mediums befindet, wobei der zwischen Gaszuleitung (14) und Außenwand der Zuleitung (13) des Mediums verbleibende Abstand das zu transportierende Medium enthält.7. Device according to one or more of the claims 1 to 6, characterized in that the feed line (14) of the transport gas flow is located within the feed line (13) of the medium, the distance remaining between the gas feed line (14) and the outer wall of the feed line (13) of the medium containing the medium to be transported. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß ein druckfester mit einem innenlaufenden, hermetisch abdichtenden und druckbeaufschlagten Kolben (16) versehener Druckbehälter (15) das Medium (17) enthält und die Zuleitung (18) des Mediums zur Versprühvorrichtung speist.8. Device according to one or more of the protection claims 1 to 7, characterized in that a pressure-resistant pressure vessel (15) provided with an internally running, hermetically sealing and pressurized piston (16) contains the medium (17) and feeds the supply line (18) of the medium to the spray device. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Kolbenpumpe (27) oder eine stetig fördernde Pumpe das Medium zur Versprühvorrichtung führt.9. Device according to one or more of the claims 1 to 8, characterized in that a piston pump (27) or a continuously conveying pump supplies the medium to the spraying device. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß es sich bei dem Gasstrom um Luft oder ein beliebiges anderes Gas handelt.10. Device according to one or more of the claims 1 to 9, characterized in that the gas stream is air or any other gas. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Schutzansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Gasstrom vor der Versprühvorrichtung erhitzt oder gekühlt wird.11. Device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the gas stream is heated or cooled before the spraying device.
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