EP0776252B1

EP0776252B1 - Segmentrotationsdüse

Info

Publication number: EP0776252B1
Application number: EP94926133A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Dopp; Georg Busch
Original assignee: Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Current assignee: Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2000-10-18
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: DE59409554D1; WO1995003893A1; EP0776252A1; US5788156A; DE4326714A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei den vorbekannten Sprühvorrichtungen dieser Art, werden die Tropfen von einer Schleuderscheibe allseitig in einer Ebene senkrecht zu ihrer Drehachse abgeschleudert. Die Tropfen bilden durch Einwirkung der Schwerkraft einen sogenannten Sprühkegel, dessen Durchmesser durch die Drehzahl der Schleuderscheibe beeinflußbar ist. Zur Erreichung einer hinreichend feinen und gleichmäßigen Tropfengröße ist es erforderlich, die Schleuderscheibe mit sehr hoher Drehzahl von beispielsweise 10.000 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute anzutreiben. Dabei kann zwar eine sehr gleichmäßige Tropfengröße von beispielsweise 35 µ erreicht werden, jedoch besitzt der beim Versprühen erzeugte Hohlkegel einen relativ großen Durchmesser von beispielsweise 100 bis 120 cm, was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der Landwirtschaft werden derartige Vorrichtungen zum Belegen von Flächen mit Herbiziden verwendet. Um gezielt die Flächen zwischen Nutzpflanzenreihen behandeln zu können, ist es erforderlich, die Sprühbreite möglichst genau einzustellen und den Tropfenstrom möglichst exakt auf die Fläche zu richten.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssgigkeit ist aus der FR-A-2 526 330 bekannt.

Die rotierende Fläche ist teilweise von einem Gehäuse umhüllt und läßt über einen Teilumfang eine Öffnung frei. Zum Sammeln zurückgehaltener Tropfen weist sie ein Reservoir und einen Fließweg auf, in dessen Verlauf eine Pumpe vorgesehen ist, um die gesammelte Flüssigkeit wieder mit der zufließenden Flüssigkeit zu vereinigen.

Diese Pumpe, die die gesammelte Flüssigkeit zurückführt, ist als Konus eines rotierenden Körpers, der auch die rotierende Fläche umfaßt, ausgestaltet, wobei die Konusspitze in das am Boden des Gehäuses befindliche Reservoir eintaucht. Die Flüssigkeit wird aufgrund der Zentrifugalkraft durch die rotierende Konusoberfläche nach oben gefördert, wo sie im rechten Winkel zur Drehachse abgeschleudert wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein stärkeres Neigen der Drehachse aus der Vertikalen nicht möglich, weil dann die Konusspitze nicht mehr in das Flüssigkeitsreservoir eintaucht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei stark geneigter Drehachse bis zur Horizontalen geeignet ist, die im Reservoir angesammelte Flüssigkeit wieder der rotierenden Fläche zuzuführen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Pumpenscheibe, der Leitstege und der Rinne bzw. des Übergaberohrs kann die Flüssigkeit aus dem Reservoir in jeder beliebigen räumlichen Lage der Drehachse sicher auf die Innenseite der rotierenden Fläche gefördert werden, auch bei fast horizontaler Ausrichtung der Drehachse. Dadurch ist es möglich, einen eng begrenzten Bodenstreifen einer Plantage mittels nach unten gerichteter Sprührichtung gezielt zu besprühen.

Dadurch, daß die rotierende Fläche und die Förderfläche als Teile eines einzigen Rotationsteils ausgebildet ist, ist die Pumpe besonders günstig zu fertigen.

Durch die Maßnahme, daß die rotierende Fläche eine Drehachse aufweist, die im Betriebszustand um einen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist, wird erreicht, daß die Schwerkraft das Zurückführen der Flüssigkeit im Gehäuse erleichtert.

Wenn die Öffnung verstellbar ausgebildet ist, kann beispielsweise durch Veränderung des Öffnungssektors auch der aus der Öffnung austretende gerichtete Strom der gewünschten Sprühbreite angepaßt werden. Wird die Lage der Öffnung verändert, kann beispielsweise nach oben gesprüht werden.

Ein Absaugen von gesammelter Flüssigkeit nach Beenden der Sprüharbeiten wird dadurch erleichtert, daß der Vorrichtung eine Dosierpumpe zur Versorgung mit Flüssigkeit zugeordnet ist, deren Förderrichtung umkehrbar ausgebildet ist. Wenn sie darüber hinaus eine Leitung zur Zuführung von Flüssigkeit aufweist, die in dem Reservoir mündend angeordnet ist, dann kann in diesem Fall die vorgesehene Dosierpumpe durch Umkehren der Drehrichtung auch das Absaugen übernehmen.

Die Erfindung wird in Zeichnungen erläutert, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Zeichnungen zu entnehmen sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1: einen Vertikalschnitt durch die Düse in Betriebslage,
Fig. 2: eine Aufsicht auf das Düsengehäuse gemäß Pfeilrichtung II in Figur 1,
Fig. 3: eine Aufsicht auf den Düsendeckel mit Schleuderscheibe gemäß Pfeilrichtung III in Figur 1,
Fig. 4: das Fließschema einer Sprühvorrichtung und
Fig. 5: eine explosionsartige Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Figur 1 bezeichnet 1 eine um Achse 2 rotierende Schleuderscheibe, von deren Außenkante als rotierende Fläche Tropfen abgeschleudert werden. Die Schleuderscheibe ist von Gehäuse 3 umhüllt. Über einen Teilumfang der Schleuderscheibe erstreckt sich im Gehäuse eine Öffnung 4.

Das Gehäuse 3 besteht im wesentlichen aus Düsenkörper 5 und Deckel 6.

Zum Zwecke der Sprühbreitenverstellung sind im seitlichen Randbereich innerhalb der Öffnung 4 zwei ebenfalls um Achse 2 entlang zweier bogenförmiger Verstellöffnungen 17 (Fig. 3) verschiebbare Segmentschürzen 9 und 10 (Fig. 3) angeordnet. Öffnung 4 kann durch Verstellen der Segmentschürzen 9 und 10 (Fig. 3) somit verändert werden. Dadurch kann die Sprühbreite beeinflußt werden. Wird die Öffnung durch Änderung des Deckels 6 beispielsweise nach oben verlegt, kann auch entgegen der Richtung der Schwerkraft gesprüht werden. Wichtig ist, daß das Reservoir 29 unten verbleibt.

Koaxial an Schleuderscheibe 1 ist Pumpenscheibe 30 angeformt und dadurch mit Antriebswelle 12 der Schleuderscheibe fest verbunden. Antriebswelle 12 ist Teil eines geeigneten Motors 14.

Mittels Stegen 15 ist das Schleuderrad 1 und die daran angeformte Pumpenscheibe 30 fest mit der Antriebswelle 12 verbunden.

Schließlich ist eine Zuführöffnung 16 vorgesehen, durch die zu versprühende Flüssigkeit in den vom Düsenkörper 5 und Deckel 6 gebildeten Gehäuse 3 geleitet wird. In diesem Raum läuft Pumpenscheibe 30 in Richtung des Pfeils 19 (Fig. 3) um.

In Figur 2 ist eine Ansicht auf das Innere des Düsenkörpers 5 mit Düsenfütterung gemäß Pfeilrichtung II in Figur 1 dargestellt. Gleiche Teile sind, wie in den übrigen Figuren, mit gleichen Bezugsziffern versehen. Stege 23, 24 innerhalb des Düsenkörpers 5 dienen zur Führung der Flüssigkeit.

Zur Erläuterung des Fließweges einer zu versprühenden Flüssigkeit sind in Figur 2 zusätzlich Pfeile 28 dargestellt. Die Flüssigkeit wird über ein Leitungssystem durch die Zuführleitung 16 der inneren Ausnehmung des Düsenkörpers 5 zugeführt.

Die durch Öffnung 16 zufließende Flüssigkeit wird in Richtung des Fließweges 27 der im Zentrum von Düsenkörper 5 angeordneten schnabelartig ausgebildeten halboffenen Rinne 13 geleitet, die an die Stege 24 angeformt ist. Von der Rinne 13 wird die Flüssigkeit dann der Innenseite der Schleuderscheibe 1 aufgegeben.

Durch die hohe Geschwindigkeit wird zugeführte Flüssigkeit von der äußeren Kante des Schleuderrades 1 abgeschleudert. Einzelne Tröpfchenwege sind durch die in gepunkteter Linienführung gezeichneten Pfeile 20 (Fig. 3) angedeutet. An dieser Ansicht ist besonders deutlich zu erkennen, wie durch Verstellen der Segmentschürzen 9 und 10 um Achse 2 in einer der Richtungen der Pfeile 21 die Sprühbreite der Rotationsdüsen verstellbar ist. Nach Einstellung der Sprühbreite sind Segmentschürzen 9 und 10 mittels Arretierschrauben 18 feststellbar.

Über einen größeren Teil des Umfangs wird die abgeschleuderte Flüssigkeit von der zylindrischen Innenfläche des Deckels 6 (Fig. 3) aufgefangen. Dieser Teil der Flüssigkeit wird von Fläche 7 des Deckels 6 abgeleitet und fließt der Schwerkraft folgend in den unteren Gehäuseteil des Düsenkörpers 5, der von zylindrischer Fläche 8 gebildet wird und als Reservoir 29 dient. Die im Reservoir 29 gesammelte Flüssigkeit tritt durch Öffnung 22 in den Bereich der Pumpenscheibe 30, wo sie von der Pumpenscheibe 30 mitgenommen wird, um erneut über Rampe 25 entlang des mit Pfeil 26/28 gekennzeichneten Fließweges in den oberen Bereich gefördert zu werden, um über Schräge 11, Rinne 13 gemeinsam mit der zufließenden Flüssigkeit der Schleuderscheibe 1 zugeführt zu werden.

Die Figur 4 zeigt schematisch die Funktionsweise der Vorrichtung. Aus einem Behälter B wird mittels Dosierpumpe P1 von Leitung L1 ein Volumenstrom V1 angesaugt und der Schleuderscheibe 1 zugeführt. Von dort wird ein Teilvolumen V4 der gebildeten Tropfen abgeschleudert. Der Rest wird im Gehäuse 3 zurückgehalten und im Reservoir 29 gesammelt. Der Antrieb der Schleuderscheibe 1 erfolgt mittels Motor 14 über Antriebsachse 12. Aus dem Reservoir 29 wird der Volumenstrom V3 mittels Pumpenscheibe 30 gefördert und mit dem zugeführten Volumenstrom V1 vereinigt, und gemeinsam wiederum dem Schleuderrad 1 aufgegeben. Statt des Fließweges 26, 28 ist auch die alternative, in unterbrochener Linie dargestellte, Leitungsführung L3 möglich, die jedoch, wie beschrieben, ein anderes Verhalten der Vorrichtung bedingt.

Figur 5 zeigt eine explosionsartige Darstellung der Vorrichtung. Gleiche Teile sind darin mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die in strichpunktierter Darstellung dargestellte Achse 2 gibt dabei die koaxiale Zuordnung der einzelnen Teile an.

Auf einer Montageplatte 31 wird demnach der Düsenkörper 5 montiert. Außerdem werden Motor 14 nach Einstecken in Deckel 6 und Überstülpen des Motorgehäuses 34 zu einer weiteren Montagegruppe zusammengefügt. Welle 12 des Motors 14 wird dann an die Schleuderscheibe 1 mittels Kupplung 32 befestigt.

Dichtung 33 in der Montagefuge wischen Motorgehäuse 34 und Deckel 6 sowie Quetschverschraubung 35 zur Durchführung von Kabel 36 schützen den Motor vor Umwelteinflüssen. Nach Montage der Segmentschürzen 9 und 10 wird die Baugruppe des Deckels 6 und die Baugruppe des Düsenkörpers 5 miteinander verschraubt.

Die Übergabe der Flüssigkeit von Deckel 5 auf das Schleuderrad 1 erfolgt in Fig. 5 mittels eines Übergaberohres 37, in dessen Zentrum ein nicht dargestellter spitzer Kegel des Schleuderrades 1 umläuft. Diese Lösung erfüllt die gleiche Aufgabe wie Rinne 13, weist jedoch Vorteile bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität auf. Außerdem verringert sich der Einfluß der Winkellage.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Schleuderscheibe
2: Achse
3: Gehäuse
4: Öffnung
5: Düsenkörper
6: Deckel
7: Fläche
8: Fläche
9: Segmentschürze
10: Segmentschürze
11: Schräge
12: Antriebswelle
13: Rinne
14: Motor
15: Steg
16: Zuführöffnung
17: Verstellöffnung
18: Arretierschraube
19: Pfeilrichtung
20: Pfeil
21: Pfeil
22: Öffnung (bei Reservoir)
23: Steg
24: Leitsteg
25: Rampe
26: Pfeil
27: Fließweg
28: Fließweg
29: Reservoir
30: Pumpenscheibe
B: Behälter
P₁: Dosierpumpe
P₂: Pumpe
L₁: Leitung
L₃: Leitung
V₁: Volumenstrom
V₃: Volumenstrom
31: Montageplatte
32: Kupplung
33: Dichtung
34: Motorgehäuse
35: Quetschverschraubung
36: Kabel
38: Übergaberohr

Claims

Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit, bei welcher eine rotierende Fläche (1) teilweise von einem Gehäuse (3) umhüllt ausgebildet ist mit einer einen Teilumfang freilassenden Öffnung (4), und die Vorrichtung zum Sammeln zurückgehaltener Tropfen ein Reservoir (2) und einen Fließweg aufweist, in dessen Umlauf eine Pumpe vorgesehen ist, die die gesammelte Flüssigkeit wieder mit der zufließenden Flüssigkeit vereinigend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial mit der Drehachse der rotierenden Fläche (1) eine Pumpenscheibe (30) einer Pumpe zum Mitnehmen der Flüssigkeit angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit entlang eines durch Leitstege (24) des Gehäuses (3) geführten Fließweges (26) in den oberen Bereich des Gehäuses (3) förderbar ist, und daß im Zentrum des Gehäuses (3) eine halboffene Rinne (13) oder ein Übergaberohr (37) angeordnet ist, über welche(s) die Flüssigkeit gemeinsam mit der zufließenden Flüssigkeit der Innenseite der rotierenden Fläche (1) zuführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Fläche (1) und die Förderfläche (11) als Teile eines einzigen Rotationsteils ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Fläche (1) eine Drehachse (2) aufweist, die im Betriebszustand um einen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) verstellbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Öffnung (4) verstellbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine Dosierpumpe zur Versorgung mit Flüssigkeit zugeordnet ist, deren Förderrichtung umkehrbar ausgebildet ist.