EP1054738B1 - Mist generating head - Google Patents
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- B05B12/06—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for effecting pulsating flow
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Nebelgeneratorkopf gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Nebelgeneratorkopf
ist beispielsweise aus WO-A-92/17279 bekannt.The invention relates to a fog generator head according to the
Preamble of
Derartige bekannte Nebelgeneratorköpfe finden z.B. in Geräten Verwendung, mit denen der Feuchtigkeitsgehalt von Raumluft erhöht wird, oder auch in industriellen Anlagen, in denen z.B. auf der Oberfläche eines Werkstückes ein Ölfilm bzw. eine Schicht benachbarter Öltröpfchen aufgebracht wird.Such known fog generator heads are found e.g. in devices Use with which the moisture content of Room air is increased, or also in industrial plants, in which e.g. on the surface of a workpiece Oil film or a layer of adjacent oil droplets applied becomes.
Den bekannten Nebelgeneratoren ist gemeinsam, daß es schwierig ist, Nebel auch aus höherviskosen Flüssigkeiten herzustellen, denn der auf den von der Flüssigkeitsdüse abgegebenen Flüssigkeitsstrom treffende Gasstrahl kann dann den Flüssigkeitsstrahl nicht mehr in einzelne Tröpfchen unterteilen, da die Kohäsion im Flüssigkeitsstrahl zu stark ist. Auch kann man bei den bekannten Nebelgeneratoren die erzeugte Nebelmenge nicht zu sehr kleinen Werten einstellen, da die Zerstäubung der Flüssigkeit durch einen Gasstrahl einen bestimmten Mindestdurchsatz an Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsdüse und an Gas durch die Gasdüse voraussetzt.The well-known fog generators have in common that it It is difficult to mist even from highly viscous liquids to manufacture, because of that from the liquid nozzle dispensed liquid stream striking gas jet can then no longer separate the liquid jet Divide droplets as the cohesion in the liquid jet is too strong. You can also in the known Fog generators do not overwhelm the amount of fog generated set small values as the atomization of the liquid through a gas jet a certain minimum throughput of liquid through the liquid nozzle and of gas through the gas nozzle.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Nebelgeneratorkopf
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so
weitergebildet werden, daß auch kleine Mengen einer
höherviskosen Flüssigkeit zuverlässig zerstäubt werden.A fog generator head is therefore intended by the present invention
according to the preamble of
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen
Nebelgeneratorkopf mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by a
Mist generator head with those specified in
Bei dem erfindungsgemäßen Nebelgeneratorkopf wird durch den der Flüssigkeitsdüse zugeordneten Ventilkörper die zugeführte Flüssigkeit in kleine Pakete zwangsweise unterteilt. Diese kleinen Flüssigkeitsvolumina, die jeweils bei einem Öffnen des Ventilkörpers abgegeben werden, werden dann durch den Gasstrom weiter zerrissen, so daß man insgesamt einen feinen Nebel erhält.In the fog generator head according to the invention the valve body associated with the liquid nozzle forcibly fed liquid into small packages divided. These small volumes of liquid that released each time the valve body is opened are then further torn apart by the gas flow, so that you get a fine fog overall.
Eine gute Vorzerteilung der Flüssigkeit bei der Flüssigkeitsdüse erhält man, wenn man den mit der Flüssigkeitsdüse zusammenarbeitenden Ventilkörper mit der im Anspruch 2 angegebenen Frequenz betreibt.A good pre-division of the liquid at the liquid nozzle you get if you have the one with the liquid nozzle cooperating valve body with the in claim 2 specified frequency operates.
Der im Anspruch 3 angegebene Druckwert für die zu zerstäubende Flüssigkeit und der im Anspruch 4 angegebene Druckwert für das Gas sind ebenfalls im Hinblick auf eine feine zuverlässige Vernebelung der Flüssigkeit von Vorteil.The pressure value specified in claim 3 for the atomized Liquid and that specified in claim 4 Pressure values for the gas are also with regard to a fine, reliable atomization of the liquid advantageous.
Die im Anspruch 5 angegebene Geometrie hat den Vorteil, daß zum einen die von der Flüssigkeitsdüse abgegebenen Flüssigkeitströpfchen den Gasstrahl erreichen und durch diesen hindurchlaufen, zum anderen, daß durch den Gasstrahl ein gewisses Bündeln und räumliches Zusammenhalten des Nebels erfolgt, und ferner daß die Nebelerzeugung insgesamt symmetrisch und gleichförmig erfolgt.The geometry specified in claim 5 has the advantage that on the one hand those emitted by the liquid nozzle Liquid droplets reach the gas jet and through run through it, on the other hand, through the gas jet a certain concentration and spatial cohesion of the Mist occurs, and further that the mist generation as a whole symmetrical and uniform.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß der der Flüssigkeitsdüse zugeordnete Ventilkörper zugleich als Deflektor wirkt, welcher die von der Flüssigkeitsdüse abgegebenen Flüssigkeitströpfchen in Umfangsrichtung verteilt. With the development of the invention according to claim 6 is achieved that the assigned to the liquid nozzle Valve body also acts as a deflector, which the droplets of liquid discharged from the liquid nozzle distributed in the circumferential direction.
Bei einem Nebelgeneratorkopf gemäß Anspruch 7 kann sich der von der Flüssigkeitsdüse abgegebene Tröpfchenstrom etwas aufweiten, bevor die Feinzerstäubung durch den Gasstrom erfolgt. Damit hat man bessere Angriffsflächen für den Gasstrom.In a fog generator head according to claim 7 can the stream of droplets emitted by the liquid nozzle expand a little before the atomization by the Gas flow takes place. This gives you better targets for the gas flow.
Gemäß Anspruch 8 wird die Mischung aus Tröpfchen und Gas zum Einlaufen in die nur kleinen Druchmesser aufweisende Gasdüse gesammelt.According to claim 8, the mixture of droplets and Gas to enter the only small diameter Gas nozzle collected.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist sowohl im Hinblick auf kompakten Aufbau des Nebelkopfgenerators als auch im Hinblick auf die Gleichförmigkeit des erzeugten Nebels von Vorteil.The development of the invention according to claim 9 is both in terms of compact construction of the fog head generator as well as in terms of uniformity of the generated fog is an advantage.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10
wird ein Formen und/oder Zusammenhalten des vom Nebelkopfgenerator
erzeugten Nebelstromes erhalten.With the development of the invention according to
Gemäß Anspruch 11 kann man die Querschnittsform des Nebelstromes auf einfache Weise vergrößern oder verkleinern.According to claim 11, the cross-sectional shape of the Increase or decrease fog current in a simple way.
Dies läßt sich gemäß Anspruch 12 mit mechanisch besonders einfachen Mitteln realisieren.This can be done mechanically according to claim 12 realizing simple means.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß der Querschnitt des Nebelstromes durch eine Steuerung gemäß den jeweiligen Erfordernissen eingestellt werden kann.With the development of the invention according to claim 13 is achieved that the cross section of the mist flow through control according to the respective requirements can be adjusted.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1:
- eine auseinandergezogene schematische Ansicht einer Anlage zum Erzeugen dünner Ölschichten auf Blechen, die einer Presse zugeführt werden sollen;
- Figur 2:
- einen transversalen Querschnitt durch die
Beölungskammer der in
Figur 1 gezeigten Anlage; - Figur 3:
- einen axialen Schnitt durch einen Nebelgeneratorkopf,
wie er in der Anlage nach
Figur 1 verwendet wird; - Figur 4:
- einen transversalen Schnitt durch den in Figur 3 gezeigten Nebelgeneratorkopf längs der dortigen Schnittlinie IV-IV;
- Figur 5:
- eine Aufsicht auf die untenliegende Stirnfläche des Nebelgeneratorkopfs nach Figur 3 und
- Figur 6:
- eine ähnliche Ansicht wie Figur 4, in welcher jedoch ein Nebelgeneratorkopf mit steuerbarem Nebelstromquerschnitt wiedergegeben ist.
- Figure 1:
- an exploded schematic view of a plant for producing thin layers of oil on sheets to be fed to a press;
- Figure 2:
- a transverse cross section through the oiling chamber of the system shown in Figure 1;
- Figure 3:
- an axial section through a mist generator head, as used in the system of Figure 1;
- Figure 4:
- a transverse section through the fog generator head shown in Figure 3 along the section line IV-IV;
- Figure 5:
- a plan view of the lower end face of the fog generator head according to Figure 3 and
- Figure 6:
- a view similar to Figure 4, but in which a fog generator head is shown with controllable fog flow cross section.
In Figur 1 ist mit 10 der Rahmen einer insgesamt mit 12 bezeichneten Beölungsstation bezeichnet. In Figure 1, the frame is a total of 10 with 12 designated oiling station.
Ein Gehäuse 14 ist von einer insgesamt mit 18 bezeichneten
Beölungseinrichtung heruntergezogen wiedergegeben.
Es umfaßt ein oberes Gehäuseteil 16a sowie ein unteres
Gehäuseteil 16b, die zusammen einen Einlaßschlitz 20
und einen Auslaßschlitz 22 begrenzen, durch welche zu
beölende Bleche (nicht dargestellt) hindurchtreten können.A
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Beölungsstation
12 im wesentlichen symmetrisch zur Förderebene der Bleche.
Wo erforderlich, werden funktionell äquivalente Komponenten,
die sich über bzw. unter der Förderebene befinden durch
Suffixe a bzw. b unterschieden.As can be seen from the drawing, the
Zum Zuführen und Wegtragen der zu beölenden Bleche dienen
ein in der Zeichnung nicht dargestellter Beschickungsförderer
sowie ein in der Zeichnung nur schematisch
dargestellter Abführförderer 24. Letzterer ist der besseren
Übersichtlichkeit halber ebenso wie das Gehäuse 14
von der eigentlichen Beölungseinrichtung 18 abgerückt
dargestellt.Serve to feed and carry away the sheet to be oiled
a feed conveyor, not shown in the drawing
as well as one in the drawing only schematically
shown
Die Beölungseinrichtung 18 umfaßt zur Förderrichtung
der Bleche transversale Profile 26, 28. Von den Profilen
26 ist eines (26a) über, das andere (26b) unter der
Förderbahn der Bleche angeordnet ist. Über ein stumpfwinkliges
Halteblech 30 ist jeweils einen Satz oberer
Nebelgeneratorköpfe 34a bzw. unterer Nebelgeneratorköpfe
34b in zur Blech-Förderichtung transversaler Richtung
gleichförmig verteilt an dem Profil 26a bzw. 26b angebracht.The
Stützrollen 38 tragen die zu beölenden Bleche im Inneren
des Gehäuses 14.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die Achsen der von
den Nebelgeneratorköpfen 34a, 34b erzeugten Nebelströme
40a, 40b aus der Vertikalen heraus um etwa 15° in Förderrichtung
der Bleche herausgekippt. In den beiden Gehäuseteilen
16a, 16b sind jeweils Leitbleche 44 bzw. 46 angeordnet,
die von den Gehäusewänden beabstandet sind und
am unteren Ende jeweils einen schräg nach oben und innen
verlaufenden Endabschnitt 48 bzw. 50 aufweisen. Zwischen
den Leitblechen 44, 46 und den vertikalen Wänden der
Gehäuseteile 16a, 16b verbleibt jeweils ein Spalt 52, 54,
der über Leitungen 56, 58 mit einem Saugkanal 60 in
Verbindung steht, auf den ein in der Zeichnung nicht
wiedergegebenes Sauggebläse arbeitet.As can be seen from Figure 2, the axes of the of
the
Die vertikalen Wände der Gehäuseteile 16a, 16b haben
am unteren Ende jeweils Endabschnitte 62, 64, die paarweise
jeweils einen Einlauftrichter bzw. Auslauftrichter
für die zu beölenden Bleche bilden.The vertical walls of the
Wie aus den Figuren 3 bis 5 ersichtlich, haben die Nebelgeneratorköpfe
34 jeweils ein Gehäuse 66, in welchem
eine mittige mehrfach gestufte Bohrung 68 vorgesehen ist.
In die gestufte Bohrung 68 ist eine Einspritzeinheit 70
eingesetzt, wie sie für die Kraftstoffeinspritzung bei
Dieselmotoren Verwendung findet. Die Einspritzeinheit
70 hat ein Gehäuse 72, welches auf seiner Außenseite
mehrfach abgestuft ist und in seiner unteren Stirnfläche
eine Flüssigkeitsdüse 74 aufweist. Die Flüssigkeitsdüse
74 gibt zugleich auslaßseitig einen kegelstumpfförmigen
Ventilsitz 76 vor, der mit einem Ventilkörper 78 zusammenarbeitet,
der von einem ventilschaft 80 getragen
ist.As can be seen from Figures 3 to 5, the
Der Ventilschaft 80 erstreckt sich in der Zeichnung
nach oben durch das Gehäuse 72 hindurch und ist am oberen
Ende mit dem Anker eines Elektromagneten 82 verbunden,
der von einer Steuereinheit 84 her erregt wird. Diese
erhält von einer übergeordneten Steuerung 86 Signale,
welche die Frequenz, mit welcher der Elektromagnet 82
angesteuert wird, das Tastverhältnis zwischen Offenund
Schließzeit des Ventilkörpers 78 und gegebenenfalls
die Amplitude des auf den Elektromagneten 82 gegebenen
Speisestromes (und damit den Öffnungsweg des Ventilkörpers
78) vorgeben.The valve stem 80 extends in the drawing
up through the
Durch die Abstufung der Bohrung 68 und die Abstufung
der Außenfläche des Gehäuses 72 ist im unteren Abschnitt
des Gehäuses 76 ein Ringraum 88 vorgegeben. Dieser steht
über einem Einlaß 90 mit einer Druckluftleitung 92 in
Verbindung. Diese enthält einen Druckregler 94.By grading bore 68 and grading
the outer surface of the
Eine Luftdüsenscheibe 96 ist mittels eines Gewinderinges 98
gegen die untere Stirnfläche des Gehäuses 66 dicht aufgeschraubt.
Die Luftdüsenscheibe 96 hat in ihrer obenliegenden
Begrenzungsfläche eine kegelstumpfförmige Vertiefung
100, welche das untere Ende des Gehäuses 72 unter Spiel
umgibt und als Trichter zu einer ebenfalls kegelstumpfförmigen
Düsenöffnung 102 führt, welche in die untenliegende
freie Stirnfläche der Luftdüsenscheibe 96 ausmündet.An
Vom Einlaß 90 zweigt, wie aus Figur 4 ersichtlich, ein
Seitenkanal 104 ab, in welchem ein nicht mit Bezugszeichen
versehener kegelstumpfförmiger Ventilsitz ausgebildet
ist, der mit einem eine kegelförmige Spitze aufweisenden
Nadelventilkörper 106 zusammenarbeitet, der in
einem Gewinde des Gehäuses 66 läuft und an einem gerändelten
Endabschnitt 108 betätigt werden kann. Von dem
hinter dem im Seitenkanal 104 ausgebildeten Ventilsitz
liegenden Abschnitt des Seitenkanales 104 geht ein axialer
Steuerluftkanal 110 aus, der zu einem weiteren Ringraum
112 führt, der zwischen der Unterseite des Gehäuses 66,
der Oberseite der Luftdüsenscheibe 96 und der Innenfläche
des Gewinderinges 98 liegt.As can be seen in FIG. 4, branches off from the
Über durch Stopfen 116, 118 verschlossene Bohrungen
120, 122 des Gehäuses 66 wird ein weiterer vertikaler
Steuerluftkanal 124 beaufschlagt, der in den Ringraum
112 der Einmündungsstelle des Steuerluftkanales 110
diametral gegenüberliegend einmündet.Via bores closed by
In die freie Stirnfläche der Luftdüse 96 münden vom
Ringraum 112 ausgehende Steuerdüsenkanäle 126, 128 aus,
die ein Fortsetzung der Steuerluftkanäle 110, 124 darstellen,
wie aus Figur 5 ersichtlich.Open into the free end face of the
Ein Flüssigkeitsspeisekanal 130 der Einspritzeinheit 70
ist mit einer Verteilerleitung 132 verbunden, in welcher
über einen Druckregler 134 die zu zerstäubende Flüssigkeit
(Öl) unter einem Druck von 2 bis 8 bar, vorzugsweise etwa
4 bis 5 bar, ansteht. Der durch den Druckregler 94 in der
Druckluftleitung 92 eingestellte Druck beträgt etwa 2 bis
4 bar.A
Die jeweils im konkreten Fall verwendeten Druckwerte richten sich nach der Art, insbesondere der Viskosität der jeweils zu zerstäubenden Flüssigkeit und der Größe der gewünschten Tröpfchen sowie der gewünschten Geschwindigkeit für den Nebelstrom.The pressure values used in each specific case depend on the type, especially the viscosity the liquid to be atomized and the size of the desired droplets and the desired speed for the stream of fog.
Im Betrieb wird von der Steuereinheit 84 der Elektromagnet
82 mit der jeweils eingestellten Frequenz und dem
jeweils eingestellten Tastverhältnis erregt. Mit jeder
Erregung des Elektromagneten wird ein vorgegebenes kleines
Flüssigkeitsvolumen durch die Flüssigkeitsdüse 74
abgegeben, wobei es zugleich eine Vorzerstäubung erfährt. In operation, the
Beim Verlassen der Flüssigkeitsdüse kommen diese Flüssigkeitströpfchen
in innigen Kontakt mit dem das untere
Ende der Einspritzeinheit 70 umströmenden hülsenförmigen
Luftstrahl und werden in diesem weiter aufgerissen. Am
Ausgang der Düsenöffnung 102 erhält man einen feinen
Flüssigkeitsnebel.These liquid droplets come out of the liquid nozzle
in intimate contact with the one below
End of the
Dessen Außenkontur entspricht dann, wenn der Nadelventilkörper
106 in der Schließstellung steht, einem Kegel.
Durch Öffnen des Nadelventilkörpers 106 kann man den
Nebelkegel von zwei einander gegenüberliegenden Seiten
her plattdrücken, so daß der transversale Nebelquerschnitt
eine rechteckähnliche Form erhält.Its outer contour corresponds when the
Bei dem abgewandelten Beispiel nach Figur 6 ist der
Nadelventilkörper 106 in axialer Richtung im Gehäuse
66 verschiebbar gelagert und fest mit dem Anker eines
Elektromagneten 136 verbunden. Über den Speisestrom
des Elektromagneten 130 läßt sich so von der Steuerung
86 her die Querschnittsform des Nebelstromes auf einfache
Weise steuern.In the modified example according to FIG. 6, the
Claims (13)
- Mist-generating head for generating a mist of liquid droplets distributed in a gas flow and serving to produce a liquid film or a layer of adjacent liquid droplets on the surface of a workpiece, having a housing (66, 96), in which a liquid-feeding channel (130) and a gas-feeding channel (90) are formed, and having a nebulising device, which is connected to the liquid-feeding channel (130) and the gas-feeding channel (90) and has a liquid nozzle (74), which is connected to the pressurised liquid-feeding channel (130), the liquid flow through the liquid nozzle (74) being controllable by an intermittently actuable valve (76, 78), the housing (66, 96) bearing a gas nozzle (102), which is connected to the gas-feeding channel (90), and the directional characteristics of liquid nozzle (74) and gas nozzle (102) overlapping each other, characterised in that the valve body (78) of the valve (76, 78) operates at a frequency of from about 10 to about 100 Hz.
- Mist-generating head according to Claim 1, characterised in that the valve body (78) operates at a frequency of about 60 Hz.
- Mist-generating head according to Claim 1 or 2, characterised in that the pressure in the liquid-feeding channel (130) is between 2 and 8 bar, preferably between about 4 and 5 bar.
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the pressure in the gas-feeding line (92) is between about 2 and 4 bar.
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the gas nozzle (102) encloses the liquid nozzle (74) in the radial direction.
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the valve body (78) is arranged axially outside the liquid nozzle (74).
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the gas nozzle (102) is arranged downstream of the liquid nozzle (74), as seen in the flow direction.
- Mist-generating head according to Claim 7, characterised in that the gas nozzle (102) has a collecting funnel (100) on the inlet side.
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 8, characterised in that the fuel-injection nozzle unit (70), having a cylindrical outer surface, is fitted into a cylindrical bore (68) of a main housing part (66), it being spaced radially inwards from the inner surface of the bore in a section adjacent to a free outlet opening of the bore (68), so that an annular space (88) connected to the gas inlet (90) is obtained.
- Mist-generating head according to one of Claims 1 to 9, characterised in that a free end face of the housing (66, 96), into which end face the gas nozzle (102) opens, has at least two control gas nozzles (126, 128) distributed uniformly in the circumferential direction.
- Mist-generating head according to Claim 10, characterised by a device (106) for adjusting the control gas flow.
- Mist-generating head according to Claim 11, characterised in that the device for adjusting the control gas flow comprises a needle valve (106).
- Mist-generating head according to Claim 11 or 12, characterised in that the device (106) for adjusting the control gas flow is actuable by a servo motor (130).
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