EP1280610A1

EP1280610A1 - Aussenmischdüse

Info

Publication number: EP1280610A1
Application number: EP02719976A
Authority: EP
Inventors: Stefan Gerstner
Original assignee: DUESEN-SCHLICK GmbH; DUESEN SCHLICK GmbH; Duesen-Schlick GmbH
Current assignee: DUESEN-SCHLICK GmbH; DUESEN SCHLICK GmbH; Duesen-Schlick GmbH
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-02-05
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: US7051954B2; ATE296166T1; DE10112562B4; ES2242850T3; CA2408384C; DE10112562A1; WO2002074446A1; CA2408384A1; US20040035952A1; EP1280610B1; DE50203179D1

Abstract

Außenmischdüse, mit einer Flachstrahlkappe (11), die an einem Düsenkörper (10) befestig ist, wobei die Flachstrahlkappe mit einer zum Düsenkörper weisenden mittigen Bohrung (15) oder dergleichen zum Aufnahme eines Flüssigkeitseinsatzes (16) versehen ist und eine mittige Öffnung (18) aufweist, die einen Mündungsansatz (17) des Flüssigkeitseinsatzes unter Festlegung eines den Mündungsansatz umgebenden Ringspaltes (20) aufnimmt, wobei die Strahlkappe einen senkrecht zur Achse des Düsenkörpers verlaufenden ebenen Flächenabschnitt (21) definiert, innerhalb welchem die mittige Öffnung vorgesehen ist und wobei ferner seitlich des Flächenabschnittes zwei im wesentlichen spiegelsymmetrisch und schräg zur Achse (14) des Düsenkörpers verlaufende, sich an den Flächenabschnitt anschließende Flächen (22, 23) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstrahlkappe im Bereich des Flächenabschnitts mit gleichem Abstand zur mittigen Öffnung vorgesehene Austrittsöffnungen (24, 25) enthält, welche mit Bohrungen (26, 27) kommunizieren, die in der Strahlkappe schräg zur Achse des Düsenkörpers verlaufend vorgesehen sind, und wobei die Übergänge vom Flächenabschnitt zu den seitlichen Flächen durch sanfte Übergänge bzw. Abrundungen definiert sind.

Description

AUSSENMISCHDÜSE Die Erfindung betrifft eine Aussenmischdüse gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aussenmischdüsen werden insbesondere zur Beschichtung von pharmazeutischen Produkten wie Tabletten mit Farbe verwendet.

Hierbei befinden sich die pharmazeutischen Produkte in einer drehfähig angeordneten Trommel (coating-trommel), während die Aussenmischdüsen auf einer zur Trommelachse parallelen Achse angeordnet sind, um das Farbmaterial senkrecht innerhalb der Trommel zu zerstäuben. Durch den Farbnebel und die durch die Trommelrotation bewegten Produkte werden diese mit der Farbe beschichtet. Die zu diesem Zweck verwendeten Aussenmischdüsen bestehen aus einem Düsenkörper, an dem eine Flachstrahlkappe befestigt ist. Die Flachstrahlkappe ist mit einem im wesentlichen eben verlaufenden Flächenabschnitt versehen, der mittig eine Aufnahmeöffnung aufweist zur Aufnahme des Mündungsansatzes eines Flüssigkeitseinsatzes, wobei diese mittige Öffnung einen Ringspalt definiert, der den Mündungsansatz umgibt und als Luftdüse wirkt.

Beidseitig des flachen Flächenabschnittes befinden sich vom Flächenabschnitt etwa senkrecht abstehende Hörner, die jeweils mit Bohrungen versehen sind, die zur Achse der Düse schräg verlaufen. Diese diametral einander gegenüber liegenden Hörner beinhalten somit Luftdüsen, die schräg zur Achse der Düse verlaufen und eine Abflachung des Farbstrahles bzw. Flüssigkeitsstrahles hervorrufen, der durch die aus dem Mündungsansatz austretende und durch den Ringspalt zerstäubte Flüssigkeit erzeugt wird.

Bei dieser bekannten Aussenmischdüse sind die Hörner auf ihrer zur mittigen Öffnung gerichteten Fläche von der Strahlkappe weg konisch erweiternd ausgebildet.

Seitlich des Flächenabschnittes ist die Strahlkappe abgeschrägt, wobei zwischen dem Flächenabschnitt und der Abschrägung Kanten gebildet werden.

Nachteilig bei diesen Aussenmischdüsen ist die Tatsache, dass zum einen aufgrund der vergleichsweise grossen Distanz zwischen den Austrittsöffnungen der in den Hörnern ausgebildeten Luftdüsen und der mittigen Öffnung der Strahlkappe sowie infolge der an der Strahlkappe befindlichen Kanten und Hörner Farbablagerungen und Bartbildungen auf der Oberfläche der Flachstrahlkappe auftreten, die im Laufe der Zeit den Sprüheffekt bzw. die Qualität der Farbbeschichtung verschlechtern bzw. den Sprüheffekt sogar verhindern können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aussenmischdüse gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu verbessern, dass Farbablagerungen bzw. Bartbildung an der Flachstrahlkappe weitgehend verhindert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft insbesondere eine Aussenmischdüse mit einer Flachstrahlkappe, bei welcher die Flachstrahlkappe eine mittige Öffnung für den Mündungsansatz des Flüssigkeitseinsatzes aufweist, wobei die mittige Öffnung in einem im wesentlichen ebenen Flächenabschnitt ohne Hörner angeordnet ist, der quer zur Düsenachse verläuft und an den sich seitlich Flächen anschliessen, die sowohl symmetrisch als auch stark geneigt zur Düsenachse vorgesehen sind, wobei die Übergangsbereiche zwischen dem Flächenabschnitt und den seitlichen Flächen zur Vermeidung von Kanten abgerundet sind.

Spiegelsymmetrisch zur Düsenachse und innerhalb des ebenen Flächenbereichs liegend sind seitlich zur mittigen Öffnung Luftaustrittsöffnungen vorgesehen, die in vergleichbar kurzem Abstand zur mittigen Öffnung angeordnet sind und in schräg zur Düsenachse verlaufenden Bohrungen münden.

Erfindungsgemäss werden Ablagerungen der Flüssigkeit bzw. Farbe auf der Flachstahlkappe vermieden, d. h. ein Belag auf der Flachstahlkappe und/oder eine Bartbildung an den Hörnern, jeweils aus den Flüssigkeitssubstanzen, wird ausgeschlossen oder zumindest weitgehend vermieden.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Aussenmischdüse anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale und Vorteile beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 : eine Seitenansicht einer bekannten Flachstrahlkappe einer Aussenmischdüse, Fig. 2 : eine Schnittansicht durch die erfindungsgemässe
Aussenmischdüse, Fig. 3 :'eine weitere Schnittansicht der Aussenmischdüse, wobei die Darstellung gemäss Figur 3 gegenüber Figur 2 um 90 gedreht ist, und Fig. 4 : eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen
Aussenmischdüse.

Die bekannte Aussenmischdüse weist gemäss Figur 1 eine Flachstrahlkappe 1 auf, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 2 besteht, der an seiner nach aussen, d. h. in Sprührichtung weisenden Richtung eine quer zur Düsenachse verlaufende Fläche 3 aufweist, die mit einer mittigen Öffnung 4 versehen ist zur Aufnahme des Mündungsansatzes eines nicht gezeigten Flüssigkeitseinsatzes.

Seitlich der mittigen Öffnung 3 befinden sich Hörner 6,7, die jeweils zwei Luftaustrittsöffnungen 9,10 enthalten, derart, dass die aus diesen Öffnungen 9,10 austretende Luftströmung gegenüber der Düsenachse geneigt ist. Der eben bzw. gerade verlaufende Flächenabschnitt 3 steht über Kanten 11 mit seitlichen, gegenüber der Düsenachse schräg verlaufenden Flächen 12 in Verbindung. Diese Flächen 12 sind gegenüber einer Ebene, die senkrecht zur Düsenachse steht, nur leicht abgeschrägt. Die Hörner 6,7 stehen über dem Flächenabschnitt 3 vor. Wie sich weiter ergibt, sind die die Öffnungen 9,10 aufnehmenden Flächen der Hörner 6, 7 in Richtung der Düsenachse nach aussen konisch erweiternd ausgebildet.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch die erfindungsgemässe Aussenmischdüse. Die Aussenmischdüse weist einen Düsenkörper 10 auf, an welchem eine Flachstrahlkappe 11 befestigt ist. Die Befestigung der Flachstrahlkappe 11 erfolgt vorzugsweise mittels einer Überwurfmutter 12, die auf ein Gewinde 13 des Düsenkörpers aufgeschraubt wird.

Die Flachstrahlkappe 11 ist mit einer mittigen Bohrung 15 versehen, die gemäss Figur 2 eine auf einen Flüssigkeitseinsatz 16 abgestimmte Form, beispielsweise konusförmige Gestalt, haben kann und den Flüssigkeitseinsatz 16 aufnimmt. Ein mit 17 bezeichneter Mündungsansatz des Flüssigkeitseinsatzes 16 liegt innerhalb einer mittigen Öffnung 18 der Flachstrahlkappe 11, wobei der Mündungsansatz 17 gemäss Figur 2 und 3 gegenüber der Flachstrahlkappe 11 vorstehen kann. Die mittige Öffnung 18 der Flachstrahlkappe 11 legt einen den Mündungsansatz 17 umgebenden Ringspalt 20 fest, durch welchen Luft austritt, welcher die Zerstäubung des aus dem Mündungsansatz 17 austretenden Flüssigkeitsmaterials, z. B. Farbe, hervorruft.

Die Flachstrahlkappe 11 weist weiterhin einen im wesentlichen ebenen bzw. gerade verlaufenden Flächenabschnitt 21 (ohne Hörner) auf, der senkrecht zur Düsenachse steht und der gemäss Figur 2 über die gesamte Breite der Flachstrahlkappe 11 verläuft. Seitlich an den Flächenabschnitt 21 schliessen sich Flächen 22,23 an, wie dies aus Figur 3 ersichtlich ist. Der Übergang zwischen dem Flächenabschnitt 21 und den Flächen 22, 23 ist abgerundet gestaltet, d. h. ohne Bildung von Kanten, wie dies aus Figur 3 und 4 hervorgeht.

Seitlich der mittigen Öffnung 18 befinden sich im Flächenabschnitt 21 Austrittsöffnungen 24,25, die jeweils mit Bohrungen 26,27 kommunizieren, welche gegenüber der Düsenachse geneigt verlaufen. Diese Bohrungen 26,27 sind unter einem Winkel von vorzugsweise 45 zur Düsenachse vorgesehen und bewirken eine Abflachung des Sprühkegels in Richtung auf einen Flachstrahl. Der Sprühkegel ergibt sich aufgrund des Austritts der Flüssigkeit aus dem Mündungsansatz 17 und der durch den Ringspalt 20 austretenden Luftströmung.

Der Abstand zwischen der Öffnung 24 bzw. 25 gegenüber der Düsenachse 14 beträgt vorzugsweise 6,5 mm.

Die Luftaustrittsöffnungen 24, 25 sind im Verhältnis zu der bekannten Aussenmischdüse nach Figur 1 in relativ naher Distanz zur mittigen. Öffnung 18 angeordnet. Die im Verhältnis nahe Anordnung der Luftaustrittsöffnungen 24,25 gegenüber der mittigen Öffnung 18 einerseits sowie der sanfte Übergang von dem Flächenabschnitt 21 zu den Schrägflächen 22,23 verhindert weitgehendst eine Farbablagerung auf der Flachstrahlkappe gemäss vorliegender Erfindung.

Die schrägen Flächen 22,23 stehen bei einer bevorzugten Ausführungsform unter einem Winkel von etwa 55 zur Düsenachse, was einer strömungsgerichteten Luftführung zweckdienlich ist, d. h. dass während des Beschichtungsvorganges eine Rückströmung an der Düse vorbeigeführt werden kann, und zwar derart strömungsgünstig, dass die Ablagerung eines Farbbelages auf der Düsenkappe bzw. Flachstrahlkappe 11 praktisch weitgehend verhindert wird. Wesentlich ist bei vorliegender Erfindung auch, dass die Gestaltung der Flachstrahlkappe keine Kanten beinhaltet, wodurch weiterhin der Ablagerung von Farbstoffen entgegengewirkt wird.

Wie sich aus Figur 2 und 3 weiter ergibt, befindet sich mittig im Düsenkörper 10 und mittig im Flüssigkeitseinsatz 16 in an sich bekannter Weise eine Düsennadel 27, deren Spitze in den Mündungsansatz 17 hineinreicht.

Die Düsenachse ist in Figur 2 und 3 mit 14 bezeichnet.

Die Bohrungen 26,27 stehen mit vorzugsweise parallel zur Achse 14 verlaufenden Kanälen oder Bohrungen 31,32 in Verbindung, die mit entsprechenden Zuführkanälen seitens des Düsenkörpers 10 verbunden sind und der Zuführung von Luft dienen.

Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass eine Flüssigkeit wie eine Farbe über den Flüssigkeitseinsatz 11 und den Mündungsansatz 17 in die in den Zeichnungen nicht dargestellte Trommel austritt und zugleich über den Ringspalt 20 sowie über die'Austrittsöffnungen 24,25 eine Luftströmung zur Einwirkung und zur Steuerung des Farbstrahles ausgeblasen wird.

Die Flachstrahlkappe 11 besteht, wie sich aus Figur 2-4 ergibt, im wesentlichen aus einem zylindrischen Körper, der an seiner Stirnseite durch den senkrecht zur Düsenachse verlaufenden ebenen Flächenabschnitt 21 verläuft und weiterhin durch Schrägflächen 22,23 definiert ist, die symmetrisch zur Düsenachse von dem streifenförmigen Flächenabschnitt 21 in Richtung auf die Überwurfmutter 12 trapezförmig erweiternd verlaufen.

Die erfindungsgemässe Aussenmischdüse hat weiterhin zum Vorteil, dass durch die kurzen Abstände zwischen den Luftaustrittsöffnungen 24 und 25 einerseits gegenüber der mittigen Öffnung 18 andererseits die sich in Folge des Luftaustritts aus diesen Öffnung ergebenden Formierkräfte eine hohe Wirkung haben auf den Farbstrahl, der aus dem Mündungsansatz 17 des Flüssigkeitseinsatzes 16 austritt, wobei diese Wirkung wesentlich stärker ist als bei einer Aussenmischdüse mit einer Flachstrahlkappe gemäss Figur 1.

Die optimale Zerstäubungsqualität der erfindungsgemässen Aussenmischdüse wird gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dann erreicht, wenn die Bohrungen 26,27 einen Durchmesser von 2,0 mm und die mittige Öffnung 18 einen Durchmesser von etwa 4,2 mm aufweisen. Bei einer solchen Optimierung wird zumindest die gleiche Zerstäubungsqualität gewährleistet, wie bei einer Aussenmischdüse mit einer Flachstrahlkappe gemäss Figur 1.

Mit der erfindungsgemässen Aussenmischdüse werden insbesondere Lacke wie Zelluloselacke und Eudragit zerstäubt.

PATENTANSPRÜCHE 1. Aussenmischdüse, mit einer Flachstrahlkappe (11), die an einem Düsenkörper (10) befestigt ist, wobei die Flachstrahlkappe (11) mit einer zum Düsenkörper (10) weisenden mittigen Bohrung (15) oder dergleichen zur
Aufnahme eines Flüssigkeitseinsatzes (16) versehen ist und eine mittige Öffnung (18) aufweist, die einen
Mündungsansatz (17) des Flüssigkeitseinsatzes (16) unter
Festlegung eines den Mündungsansatz (17) umgebenden
Ringspaltes (20) aufnimmt, wobei die Strahlkappe (11) einen senkrecht zur Achse des
Düsenkörpers (10) verlaufenden ebenen Flächenabschnitt (21) definiert, innerhalb welchem die mittige Öffnung (18) vorgesehen ist und wobei ferner seitlich des
Flächenabschnittes (21) zwei im wesentlichen spiegelsymmetrisch und schräg zur Achse (14) des
Düsenkörpers (10) verlaufende,

sich an den Flächenabschnitt (21) anschliessende Flächen (22,23) anschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstrahlkappe (11) im Bereich des
Flächenabschnitts (21) mit gleichem Abstand zur mittigen Öffnung (18) vorgesehene Austrittsöffnungen (24,25) enthält, welche mit Bohrungen (26,27) kommunizieren, die in der Strahlkappe (11) schräg zur Achse des Düsenkörpers (10) verlaufend vorgesehen sind, und wobei die Übergänge vom Flächenabschnitt (21) zu den seitlichen Flächen (22,23) durch sanfte Übergänge bzw.

Abrundungen definiert sind.

2. Aussenmischdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (24,25) spiegelsymmetrisch zur
Achse (14) des Düsenkörpers (10) vorgesehen sind.

3. Aussenmischdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der mittigen Öffnung (18) und den
Austrittsöffnungen (24,25) etwa 6,5 mm beträgt.

4. Aussenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsansatz (17) des Flüssigkeitseinsatzes (16) gegenüber dem Flächenabschnitt (21) vorsteht.

5. Aussenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dasss die Flächen (22,23) unter einem Winkel von etwa 55 zur Achse (14) der Düse verlaufen.

6. Aussenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der mittigen Öffnung (18) etwa 4,2 mm und der Durchmesser der schrägen Bohrungen (26,27) jeweils etwa 2,0 mm beträgt.

Claims

PA T E N TAN S P RÜ C H E

1. Außenmischdüse, mit einer Flachstrahlkappe (11), die an einem Dusenkorper (10) befestigt ist,

wobei die Flachstrahlkappe (11) mit einer zum Düsenkörper (10) weisenden mittigen Bohrung (15) oder dergleichen zur Aufnahme eines Flüssigkeitseinsatzes (16) versehen ist und eine mittige Öffnung (18) aufweist, die einen Mündungsansatz (17) des Flüssigkeitseinsatzes (16) unter Festlegung eines den Mündungsansatz (17) umgebenden Ringspaltes (20) aufnimmt,

wobei die Strahlkappe (11) einen senkrecht zur Achse des Düsenkörpers (10) verlaufenden ebenen Flächenabschnitt (21) definiert, innerhalb welchem die mittige Öffnung (18) vorgesehen ist und wobei ferner seitlich des Flächenabschnittes (21) zwei im wesentlichen ^' spiegelsymmetrisch und schräg zur Achse (14) des Düsenkörpers (10) verlaufende, sich an den Flächenabschnitt (21) anschließende Flächen (22, 23) anschließen,

dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstrahlkappe (11) im Bereich des Flächenabschnitts (21) mit gleichem Abstand zur mittigen Öffnung (18) vorgesehene Austrittsöffnungen (24, 25) enthält, welche mit Bohrungen (26, 27) kommunizieren, die in ■ der Strahlkappe (11) schräg zur Achse des Düsenkörpers (10) verlaufend vorgesehen sind,

und wobei die Übergänge vom Flächenabschnitt (21) zu den seitlichen Flächen (22, 23) durch sanfte Übergänge bzw. Abrundungen definiert sind.

2. Außenmischdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (24, 25) spiegelsymmetrisch zur Achse (14) des Düsenkörpers (10) vorgesehen sind.

3. Außenmischdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der mittigen Öffnung (18) und den Austrittsöffnungen (24, 25) etwa 6,5 mm beträgt.

4. Außenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsansatz (17) des Flüssigkeitseinsatzes (16) gegenüber dem Flächenabschnitt (21) vorsteht.

5. Außenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, "dass^* die Flächen (22, 23) unter einem Winkel von etwa 55° zur Achse (14) der Düse verlaufen.

5. Außenmischdüse nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der mittigen Öffnung (18) etwa 4,2 mm und der Durchmesser der schrägen Bohrungen (26, 27) jeweils etwa 2,0 mm beträgt.