EP3804861A1 - Spray device and injection nozzle for a spray device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an injection nozzle for a, in particular agricultural, spray device for sucking in a liquid suction medium by means of a liquid propellant medium under excess pressure and for spraying a mixture of the suction medium and the propellant medium, with a nozzle housing, with an injection chamber arranged in the nozzle housing, an in the propellant nozzle opening into the injection chamber for generating a propellant medium jet entering the injection chamber and a liquid suction opening for the liquid suction medium.
- the invention also relates to a spray device, in particular for agricultural purposes, for spraying a mixture of a liquid suction medium and a liquid propellant medium.
- the invention aims to improve an injection nozzle and a spray device.
- an injection nozzle with the features of claim 1 and a spray device with the features of claim 18 are provided for this purpose.
- Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
- the injection nozzle according to the invention for a spray device is provided for sucking in a liquid suction medium by means of a liquid propellant medium under excess pressure and for spraying a mixture of the suction medium and the propellant medium.
- the injection nozzle has a nozzle housing, an injection chamber arranged in the nozzle housing, a propellant nozzle opening into the injection chamber for generating a propellant medium jet entering the injection chamber and a liquid suction opening for the liquid suction medium.
- the liquid suction opening opens into an annular channel which has a flow connection to the injection chamber.
- Injection nozzles are known in principle and work according to the so-called Venturi principle.
- a jet of liquid enters an injection chamber, creates a negative pressure in the injection chamber and then carries gas or air with it.
- the so-called water jet pump works according to this principle.
- injection nozzles are problematic because the mixing ratio between the liquid that is sucked in and the carrier liquid changes greatly with the pressure or the amount of the carrier liquid. Such a change in the mixing ratio, even only in the event of unintentional fluctuations in pressure Carrier liquid, but is extremely problematic in agricultural engineering.
- the injection nozzle according to the invention can ensure an essentially constant mixing ratio between the propellant and the suction medium even when the pressure of the propellant supplied changes.
- the liquid suction medium first enters an annular channel which has a flow connection to the injection chamber, an even distribution of the suction medium can be ensured first in the annular channel and then also when it enters the injection chamber.
- the annular channel can surround the propellant nozzle.
- the flow connection from the annular channel to the injection chamber can be formed by means of a plurality of through bores arranged on an imaginary concentric circle or in some other suitable manner. It is advantageous if the suction medium enters the injection chamber in such a way that it evenly surrounds the propellant jet emerging from the propellant nozzle.
- the annular channel to the injection chamber is open on one side, so that the flow connection to the injection chamber is formed by means of an annular gap.
- the suction medium can enter the injection chamber in the form of an annular jet, so that a uniform mixing between the propellant medium and the suction medium can be ensured in the injection chamber.
- the jet of propellant which opens into the injection chamber generates a negative pressure which acts in an area surrounding the jet of propellant.
- the liquid suction opening opens into the annular channel upstream of the outlet opening of the propellant nozzle.
- the suction medium in the annular channel can initially be distributed evenly over the circumference of the annular channel, so that the suction medium then enters the injection chamber evenly distributed around the circumference of the propellant jet via the flow connection to the injection chamber.
- the flow connection from the annular channel to the injection chamber opens into the injection chamber at the level of the outlet opening of the propellant nozzle.
- the annular channel is delimited at least on one side by a driving nozzle housing of the driving nozzle.
- the suction medium flows in the annular channel around a propulsion nozzle housing and then enters the injection chamber as an annular jet, radially surrounding the propulsion nozzle housing.
- a very even volume distribution of the suction medium around the propellant medium jet can be achieved and a structurally comparatively simple construction of the injection nozzle can be ensured, since the propellant nozzle housing simultaneously serves as a one-sided delimitation of the annular channel.
- At least one screen is provided in a suction channel upstream of the liquid suction opening.
- an amount of the incoming suction medium can be controlled and a constant ratio between the amount of the propellant medium and the amount of the suction medium can be ensured even with pressure fluctuations of the propellant medium.
- two orifices arranged one behind the other in the direction of flow can be provided in the intake duct.
- the aperture openings of the apertures or restrictors do not necessarily have to be arranged in alignment with one another, but can also be offset from one another.
- the nozzle housing is provided with a diaphragm insert which has a section of the suction channel for sucking in the liquid suction medium and the diaphragm and which is detachably arranged on the nozzle housing.
- the injection nozzle according to the invention can be constructed in a modular manner.
- the passage opening of the diaphragm can be changed by inserting a diaphragm insert with a different diaphragm. If a mixture of pesticides and water is to be produced, can Replacing the panel insert therefore changes the concentration of the crop protection agent in the water.
- the restrictor bore in other words the aperture, can have a diameter between, for example, 0.1 mm to 1.5 mm.
- the diaphragm insert is connected to the nozzle housing by means of a sliding guide.
- the diaphragm insert can be connected to the nozzle housing in a very simple manner.
- the diaphragm insert has a connecting piece which can be pushed into a suitable bore in the nozzle housing.
- the connecting piece can be provided with a circumferential sealing ring in order to completely form the intake duct by simply pushing in the diaphragm insert and to seal it off from the environment.
- the nozzle housing it is also possible for the nozzle housing to have a connecting piece and the diaphragm insert to have a receiving area.
- the diaphragm insert can be pushed into the nozzle housing by means of the sliding guide and locks automatically in its end position, for example by locking sealing rings into suitable grooves or receptacles on the nozzle housing.
- a small recess can be provided between the nozzle housing and the diaphragm insert, into which the blade of a screwdriver can be inserted.
- the panel insert is then moved a little way in the direction of extension along the sliding guide counter to the direction of insertion. This movement caused by the rotation of the screwdriver is then sufficient to release the locking between the diaphragm insert and the nozzle housing. After this latching has been released, the panel insert can simply be pulled out of the sliding guide by hand and without the need for additional tools.
- the diaphragm insert is detachably arranged on an injector component that has at least the propellant nozzle and the injection chamber.
- the modular structure of the injection nozzle according to the invention can be developed.
- different injector components can be used for different suction media.
- the injector component with the propellant nozzle which can wear out, can be exchanged in a simple manner.
- the injector component with the orifice insert attached to it is expediently inserted into an outlet nozzle component of the injection nozzle.
- the injector component can be removed from the outlet nozzle component and only then can the panel insert be detached from the injector component.
- the injection chamber has, downstream of the outlet opening of the propellant nozzle, a first conical section which widens in the direction of flow, and has a second conical section which adjoins the first conical section and which widens in the direction of flow, the second conical portion has a larger cone angle than the first conical portion.
- a cone angle of the first conical section is in the range from 5 ° to 15 °, in particular between 5 ° and 10 °.
- a cone angle of the second conical section is in the range from 30 ° to 40 °.
- the first conical section viewed in the direction of flow, has a length which is in the range of twice to four times, in particular three times, the length of the second conical section.
- an outlet opening of the propellant nozzle opens into a section of the injection chamber that tapers conically in the direction of flow.
- Such a configuration of the injection chamber contributes to a uniform mixing ratio between the propellant medium and the suction medium even in the event of pressure fluctuations in the propellant medium.
- a cylindrical section of the injection chamber is arranged upstream of the first conical section, the first conical section adjoining the cylindrical section.
- a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a length of the section of the injection chamber that tapers conically in the direction of flow between the outlet opening of the propellant nozzle and the beginning of the cylindrical section is in the range from 0.5 to 5, in particular between 1 and 2, especially at 1.4.
- a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a diameter of the outlet opening of the propellant nozzle is in the range from 1 to 3, in particular between 1.5 and 1.7, in particular 1.6.
- a diaphragm is provided in a suction channel upstream of the liquid suction opening, with a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a diameter of a passage opening of the diaphragm in the range from 1.5 to 15, in particular between 4 and 6, in particular at 4.7, lies.
- a ratio between an area of the cylindrical section of the injection chamber and an area of the flow connection from the annular channel to the injection chamber is in the range from 0.25 to 2.5, in particular between 0.5 and 1, in particular 0.76 .
- the flow connection between the annular channel and the injection chamber is arranged in a section immediately upstream of the opening into the injection chamber between two walls which taper conically in the direction of flow.
- constant flow conditions and pressure conditions can be set over the circumference of the annular channel and over the circumference of the injection chamber.
- the annular channel merges into the injection chamber by means of an annular gap. Since this annular gap between the annular channel and the injection chamber tapers conically in the direction of flow, a constant mixing ratio between the propellant and suction medium is contributed to, even in the event of pressure fluctuations in the propellant.
- the problem on which the invention is based is also solved by means of a spray device for spraying a mixture of a liquid suction medium and a liquid propellant medium with an injection nozzle according to the invention.
- Fig. 1 shows an injection nozzle 10 according to the invention in the extended state.
- the injection nozzle 10 has an injector component 12 and an outlet nozzle component 14.
- the injector component 12 is inserted into the outlet nozzle component 14 in sections, cf. Fig. 2 to achieve an operable state of the injector nozzle 12.
- the injection nozzle 12 is then inserted in a known manner into a nozzle holder (not shown) of a spray device, in particular an agricultural spray device.
- a screen 16 can be seen on the injector component 12 which marks the beginning of an intake duct in the injector component 12.
- Liquid suction medium is sucked in from a storage tank via the diaphragm 16, mixed with a liquid propellant medium and a mixture of suction medium and propellant medium is dispensed at a downstream end 18 of an injection chamber.
- the mixture then enters the outlet nozzle component 14, cf. Fig. 2 , and is output as a flat jet via an outlet opening 20 of a flat jet nozzle 22.
- a substantially any outlet nozzle can be provided on the outlet nozzle component 14, for example a hollow cone nozzle or a full cone nozzle.
- FIG. 10 shows a sectional view of the injection nozzle 10 of FIG Fig. 1 when assembled.
- the injector component 12 has now been inserted into the outlet nozzle component 14 in sections.
- a mixture of liquid suction medium and liquid propellant medium enters an outlet chamber 26, at the downstream end of which the outlet nozzle 22 is then arranged.
- a propellant nozzle housing 28 is arranged in the injector component, via which the liquid propellant medium, usually water under pressure, is introduced into the injection chamber 24 in the form of a propellant medium jet.
- the jet of propellant medium is designed as a full jet and enters the injection chamber 24 via an outlet opening 30 of the propellant nozzle housing 28.
- the outlet opening 30 has a diameter d TR .
- the drive nozzle housing 28 is surrounded by an annular channel 32.
- a suction channel 34 opens into the annular channel 32 at a liquid suction opening 36 Fig. 2 the left end of the intake duct 34 is shown in FIG Fig. 2 limited by the aperture 16.
- the diaphragm 16 has a through opening 38 with a diameter d R.
- the annular channel 32 is delimited on one side by the driving nozzle housing 28 and is in flow connection with the injection chamber 24.
- the flow connection between the annular channel 32 and the injection chamber 24 is in the form of an annular gap 40.
- the annular gap 40 is realized in that the annular channel 32 to the injection chamber 24 is open on one side.
- a surface of the annular gap 40 at the level of the downstream end of the outlet opening 30 is denoted by A S.
- the flow connection between the annular channel 32 and the injection chamber 24 can also be designed differently, for example by means of several channels.
- the injection chamber 24 has four sections viewed in the direction of flow.
- the outlet opening 30 of the propellant nozzle 28 and the annular gap 40 open into a conically tapering section 42 of the injection chamber which is generally frustoconical.
- a cylindrical section 44 adjoins the conically tapering section 42.
- a first, conically widening section 46 which has a first cone angle, adjoins the cylindrical section 44.
- At the first Conically widening section 46 is followed by a second conically widening section 48 which has a second cone angle.
- the second cone angle is larger than the first cone angle.
- the first conically widening section 46 is longer than the second conically widening section 48.
- a cone angle of the first conical section is in the range between 5 ° and 15 ° and in particular between 5 ° and 10 °.
- a cone angle of the second conical section 48 is in the range from 30 ° to 40 °.
- the first conical section 46 viewed in the direction of flow, has a length which is in the range of twice to four times, in particular three times, the length of the second conical section 48.
- the two successive, conically widening sections 46, 48 contribute to a constant mixing ratio between the liquid propellant medium and the liquid suction medium even in the event of pressure fluctuations in the propellant medium.
- a jet of propellant medium generated by means of the propellant nozzle and exiting from the outlet opening 30 of the propellant nozzle housing 28 enters the conically tapering section 42 of the injection chamber 24 and generates a negative pressure in the injection chamber 24 by means of the so-called Venturi effect 38 of the diaphragm 16 is sucked into the suction channel 34 and enters the annular channel 32 via the liquid suction opening 36.
- the suction medium is distributed in the annular channel 32 and then enters the injection chamber 24 through the annular gap 40, evenly distributed over the circumference of the drive nozzle housing 28.
- the annular gap 40 for example, several through channels can also be provided between the annular channel 32 and the injection chamber 24.
- the jet of propellant medium together with the sucked-in suction medium, enters the cylindrical section 44 and then into the two conically widening sections 46, 48 of the injection chamber 24.
- the propellant jet begins to tear open and the propellant jet and the sucked-in suction medium are mixed.
- a mixture of suction medium and propellant medium enters the outlet chamber 26.
- the mixture between the propellant and the suction medium is made more uniform.
- a flat jet consisting of a mixture between propellant and suction medium then emerges from the outlet nozzle 22.
- the special design of the injection nozzle 10 ensures a constant mixing ratio between propellant and suction medium, even in the event of pressure fluctuations in the propellant.
- the injection nozzle 10 according to the invention is thereby particularly suitable for use in agricultural engineering.
- the outlet nozzle 22 can also be designed as a full cone nozzle or a hollow cone nozzle within the scope of the invention.
- FIG. 11 shows an enlarged illustration of the injector component 12 of the injection nozzle 10 of FIG Figs. 1 and 2 .
- a diameter of the through opening of the diaphragm 16 is denoted by d R.
- a diameter of the outlet opening 44 of the driving nozzle housing 28 is denoted by d TR.
- a length of the conically tapering section 42 of the injection chamber 24 is designated by h seen in the flow direction.
- a diameter of the cylindrical section 44 of the injection chamber 24 is denoted by d DH and a cross-sectional area of the cylindrical section 44 is denoted by A DH.
- a surface of the annular gap 40 at the downstream end of the flow connection between the annular channel 32 and the injection chamber 24 is denoted by A S.
- a cone angle of the first conically widening section 46 of the injection chamber 24 is denoted by ⁇ 1 and a cone angle of the second conically widening section 48 of the injection chamber 24 is denoted by ⁇ 2.
- a length of the cylindrical section 44 of the injection chamber 24 is denoted by L 0.
- a length of the first, conically widening section 46 is denoted by L 1 and a length of the second, conically widening section 48 is denoted by L 2.
- L 0 is significantly smaller than h and in the embodiment shown is only about a third of h.
- L 1 and L 2 are much larger than L 0 .
- L 1 is larger than L 2 and L 1 is about twice as large to four times as large as L 2 .
- ⁇ 1 is in the range from 5 ° to 15 °, in particular between 5 ° and 10 °.
- ⁇ 2 is in the range from 30 ° to 40 °.
- a ratio d DH / h between the diameter d DH of the cylindrical section 44 of the injection chamber 24 and the length h of the section 42 of the injection chamber 24 which tapers conically in the direction of flow between the outlet opening 30 and the beginning of the cylindrical section 44 is in the range of 0, 5 to 5, in particular between 1 and 2, in particular at 1.4.
- a ratio d DH / d TR between the diameter d DH of the cylindrical section 44 of the injection chamber and a diameter d TR of the outlet opening 30 of the propellant nozzle is in the range from 1 to 3, in particular between 1.5 and 1.7, in particular 1, 6th
- a ratio d DH / d R between the diameter d DH of the cylindrical section 44 of the injection chamber 24 and a diameter d R of a through opening of the diaphragm 16 is in the range from 1.5 to 15, in particular between 4 and 6, in particular 4.7 .
- a ratio A DH / A S between an area A DH of the cylindrical section 44 of the injection chamber 24 and an area A S of the flow connection from the annular channel 32 to the injection chamber 24, especially an area A S of the annular gap 40, is in the range of 0, 25 to 2.5, in particular between 0.5 and 1, in particular at 0.76.
- the ratios explained above and also the lengths and diameters and angles explained above contribute to a constant mixing ratio between suction medium and propellant medium, even if pressure fluctuations of the propellant medium occur.
- the injection nozzle according to the invention is therefore particularly suitable for use in agricultural engineering.
- Fig. 4 shows an injector component 112 according to a further embodiment of the invention.
- the injector component 112 is very similar to the injector component 12 of FIG Figs. 1 to 3 constructed so that identical elements are either not explained or given the same reference numerals.
- the injector component 112 can instead of the injector component 12 of Figs. 1 to 3 in the in the Figs. 1 to 3 outlet nozzle component 14 shown are used.
- the injector component 112 has a modular panel insert 114.
- the diaphragm insert 114 has the diaphragm 16 and a portion of the intake duct. The intake passage then continues in the injector component 112.
- Fig. 5 shows the diaphragm insert 114 obliquely from below and Fig. 6 the panel insert 114 in a sectional view. Based on Fig. 6 it can be seen that the orifice insert 114 defines a portion 34A of the intake duct. The remaining section 34B of the intake duct, which then leads to the annular duct around the propellant nozzle, cf. Fig. 2 , on the other hand, is formed in the injector component 112.
- the orifice insert 114 At its upstream end of the intake channel 34A, the orifice insert 114 has the orifice 16 which defines the restrictor bore 38.
- the flow resistance of the restrictor bore 38 i.e. depending on the diameter of the restrictor bore 38 and the length of the restrictor bore 38, the flow resistance of the restrictor bore 38 changes and thus a ratio between the amount of suction medium sucked in and the amount of propellant medium can be set.
- the section 34A of the intake duct is formed at its downstream end by means of a connecting piece 116 which protrudes beyond a stop surface 118 of the panel insert 114.
- the connector 116 is provided for this, cf. Fig. 7 to be pushed into a suitable recess 120 in the injector component 112.
- the connecting piece 116 is provided with a circumferential projection 122 which can snap into a matching circumferential groove 124 in the recess 120.
- the circumferential projection 122 is formed by means of a sealing ring, so that after the projection 122 has latched into the groove 124, the two sections 34A, 34B of the intake duct are tightly connected to one another. Only minor requirements are placed on the tightness of this connection, since the suction channel 34 and thus also the connection of the sections 34A, 34B are under negative pressure when the injection nozzle is in operation.
- the projection 122 which is latched into the groove 124 in the assembled state of the diaphragm insert 114, also ensures that the diaphragm insert 114 is mechanically secured to the injector component 112.
- the sliding guide is formed on the injector component 112 by means of two strip-shaped projections 126 which protrude into a recess on the injector component 112 which extends to the edge of the injector component. As a result, an undercut is formed between the strip-shaped projections 126 and a base 128 of the recess on both sides.
- the panel insert 114 also has strip-shaped projections 130 on both sides, which are matched to the length, height and width of the undercut in the recess.
- the panel insert 114 can be pushed into the injector component 112 along the sliding guide until the end face 118 of the panel insert 114 strikes the front boundary 132 of the recess in the injector component 112. This state is in Fig. 4 shown.
- the projection 122 on the connection piece 116 of the panel insert 114 is also locked into the groove 124 in the recess 120 of the injector component 112.
- the edge of a coin or the blade of a screwdriver is in a rectangular recess 134 is introduced on the upper side of the injector component 112.
- the front face 118 of the diaphragm insert 114 forms a boundary of this recess 134.
- the injection nozzle according to the invention can be adapted in a simple manner in such a way that different ratios of the amount of suction medium and the amount of propellant medium can be set.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Injektionsdüse für eine Sprühvorrichtung zum Ansaugen eines flüssigen Saugmediums mittels eines unter Überdruck stehenden flüssigen Treibmediums und zum Versprühen eines Gemisches aus dem Saugmedium und dem Treibmedium, mit einem Düsengehäuse, mit einer in dem Düsengehäuse angeordneten Injektionskammer, einer in die Injektionskammer mündenden Treibdüse zum Erzeugen eines in die Injektionskammer eintretenden Treibmediumstrahls, einer Flüssigkeitsansaugöffnung für das flüssige Saugmedium, bei der die Flüssigkeitsansaugöffnung in einen Ringkanal mündet, der eine Strömungsverbindung zur Injektionskammer aufweist.The invention relates to an injection nozzle for a spray device for sucking in a liquid suction medium by means of a pressurized liquid propellant medium and for spraying a mixture of the suction medium and the propellant medium, with a nozzle housing, with an injection chamber arranged in the nozzle housing, a propulsion nozzle opening into the injection chamber for generating a jet of propellant medium entering the injection chamber, a liquid suction opening for the liquid suction medium, in which the liquid suction opening opens into an annular channel which has a flow connection to the injection chamber.
Description
Die Erfindung betrifft eine Injektionsdüse für eine, insbesondere landwirtschaftliche, Sprühvorrichtung zum Ansaugen eines flüssigen Saugmediums mittels eines unter Überdruck stehenden flüssigen Treibmediums und zum Versprühen eines Gemisches aus dem Saugmedium und dem Treibmedium, mit einem Düsengehäuse, mit einer in dem Düsengehäuse angeordneten Injektionskammer, einer in die Injektionskammer mündenden Treibdüse zum Erzeugen eines in die Injektionskammer eintretenden Treibmediumstrahls und einer Flüssigkeitsansaugöffnung für das flüssige Saugmedium. Die Erfindung betrifft auch eine Sprühvorrichtung, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, zum Versprühen eines Gemisches aus einem flüssigen Saugmedium und einem flüssigen Treibmedium.The invention relates to an injection nozzle for a, in particular agricultural, spray device for sucking in a liquid suction medium by means of a liquid propellant medium under excess pressure and for spraying a mixture of the suction medium and the propellant medium, with a nozzle housing, with an injection chamber arranged in the nozzle housing, an in the propellant nozzle opening into the injection chamber for generating a propellant medium jet entering the injection chamber and a liquid suction opening for the liquid suction medium. The invention also relates to a spray device, in particular for agricultural purposes, for spraying a mixture of a liquid suction medium and a liquid propellant medium.
Mit der Erfindung sollen eine Injektionsdüse und eine Sprühvorrichtung verbessert werden.The invention aims to improve an injection nozzle and a spray device.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Injektionsdüse mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Sprühvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 18 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, an injection nozzle with the features of claim 1 and a spray device with the features of
Die erfindungsgemäße Injektionsdüse für eine Sprühvorrichtung ist zum Ansaugen eines flüssigen Saugmediums mittels eines unter Überdruck stehenden flüssigen Treibmediums und zum Versprühen eines Gemisches aus dem Saugmedium und dem Treibmedium vorgesehen. Die Injektionsdüse weist ein Düsengehäuse, eine in dem Düsengehäuse angeordnete Injektionskammer, eine in die Injektionskammer mündende Treibdüse zum Erzeugen eines in die Injektionskammer eintretenden Treibmediumstrahls und eine Flüssigkeitsansaugöffnung für das flüssige Saugmedium auf. Die Flüssigkeitsansaugöffnung mündet in einen Ringkanal, der eine Strömungsverbindung zur Injektionskammer aufweist.The injection nozzle according to the invention for a spray device is provided for sucking in a liquid suction medium by means of a liquid propellant medium under excess pressure and for spraying a mixture of the suction medium and the propellant medium. The injection nozzle has a nozzle housing, an injection chamber arranged in the nozzle housing, a propellant nozzle opening into the injection chamber for generating a propellant medium jet entering the injection chamber and a liquid suction opening for the liquid suction medium. The liquid suction opening opens into an annular channel which has a flow connection to the injection chamber.
Injektionsdüsen sind prinzipiell bekannt und arbeiten nach dem sogenannten Venturi-Prinzip. Ein Flüssigkeitsstrahl tritt in eine Injektionskammer ein, erzeugt in der Injektionskammer einen Unterdruck und reißt dann Gas oder Luft mit sich. Nach diesem Prinzip funktioniert die sogenannte Wasserstrahlpumpe.Injection nozzles are known in principle and work according to the so-called Venturi principle. A jet of liquid enters an injection chamber, creates a negative pressure in the injection chamber and then carries gas or air with it. The so-called water jet pump works according to this principle.
Auf dem Gebiet des Pflanzenschutzes sind konventionelle Injektionsdüsen problematisch, da sich das Mischungsverhältnis zwischen angesaugter Flüssigkeit und Trägerflüssigkeit mit dem Druck bzw. der Menge der Trägerflüssigkeit stark ändert. Eine solche Änderung des Mischungsverhältnisses, auch nur bei unbeabsichtigten Druckschwankungen der Trägerflüssigkeit, ist aber in der Landtechnik äußert problematisch. Die erfindungsgemäße Injektionsdüse kann auch bei sich veränderndem Druck des zugeführten Treibmediums ein im Wesentlichen konstantes Mischungsverhältnis zwischen dem Treibmedium und dem Saugmedium sicherstellen.In the field of plant protection, conventional injection nozzles are problematic because the mixing ratio between the liquid that is sucked in and the carrier liquid changes greatly with the pressure or the amount of the carrier liquid. Such a change in the mixing ratio, even only in the event of unintentional fluctuations in pressure Carrier liquid, but is extremely problematic in agricultural engineering. The injection nozzle according to the invention can ensure an essentially constant mixing ratio between the propellant and the suction medium even when the pressure of the propellant supplied changes.
Indem das flüssige Saugmedium zunächst in einen Ringkanal eintritt, der eine Strömungsverbindung zur Injektionskammer aufweist, kann eine gleichmäßige Verteilung des Saugmediums zunächst im Ringkanal und dann auch beim Eintritt in die Injektionskammer sichergestellt werden. Der Ringkanal kann die Treibdüse umgeben. Die Strömungsverbindung vom Ringkanal zur Injektionskammer kann mittels mehrerer, auf einem gedachten konzentrischen Kreis angeordneter Durchgangsbohrungen oder auch in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist, wenn das Saugmedium so in die Injektionskammer eintritt, dass es den aus der Treibdüse austretenden Treibmediumstrahl gleichmäßig umgibt.Since the liquid suction medium first enters an annular channel which has a flow connection to the injection chamber, an even distribution of the suction medium can be ensured first in the annular channel and then also when it enters the injection chamber. The annular channel can surround the propellant nozzle. The flow connection from the annular channel to the injection chamber can be formed by means of a plurality of through bores arranged on an imaginary concentric circle or in some other suitable manner. It is advantageous if the suction medium enters the injection chamber in such a way that it evenly surrounds the propellant jet emerging from the propellant nozzle.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Ringkanal zur Injektionskammer hin einseitig offen, so dass die Strömungsverbindung zur Injektionskammer mittels eines Ringspalts gebildet ist.In a further development of the invention, the annular channel to the injection chamber is open on one side, so that the flow connection to the injection chamber is formed by means of an annular gap.
Auf diese Weise kann das Saugmedium in Form eines Ringstrahls in die Injektionskammer eintreten, so dass in der Injektionskammer eine gleichmäßige Vermischung zwischen dem Treibmedium und dem Saugmedium sichergestellt werden kann. Durch den in die Injektionskammer mündenden Treibmediumstrahl wird ein Unterdruck erzeugt, der in einem den Treibmediumstrahl umgebenden Bereich wirkt. Wenn das Saugmedium über einen Ringspalt in die Injektionskammer eintritt, wird über den Umfang der Injektionskammer gesehen das Saugmedium gleichmäßig angesaugt.In this way, the suction medium can enter the injection chamber in the form of an annular jet, so that a uniform mixing between the propellant medium and the suction medium can be ensured in the injection chamber. The jet of propellant which opens into the injection chamber generates a negative pressure which acts in an area surrounding the jet of propellant. When the suction medium enters the injection chamber through an annular gap, the suction medium is sucked in evenly over the circumference of the injection chamber.
In Weiterbildung der Erfindung mündet die Flüssigkeitsansaugöffnung stromaufwärts der Austrittsöffnung der Treibdüse in den Ringkanal.In a further development of the invention, the liquid suction opening opens into the annular channel upstream of the outlet opening of the propellant nozzle.
Dadurch kann sich das Saugmedium in dem Ringkanal zunächst gleichmäßig über den Umfang des Ringkanals verteilen, so dass das Saugmedium dann auch über die Strömungsverbindung zur Injektionskammer gleichmäßig um den Umfang des Treibmediumstrahls verteilt in die Injektionskammer eintritt.As a result, the suction medium in the annular channel can initially be distributed evenly over the circumference of the annular channel, so that the suction medium then enters the injection chamber evenly distributed around the circumference of the propellant jet via the flow connection to the injection chamber.
In Weiterbildung der Erfindung mündet die Strömungsverbindung von dem Ringkanal zur Injektionskammer auf Höhe der Austrittsöffnung der Treibdüse in die Injektionskammer.In a further development of the invention, the flow connection from the annular channel to the injection chamber opens into the injection chamber at the level of the outlet opening of the propellant nozzle.
Unmittelbar nach dem Austritt des Treibmediumstrahls aus der Austrittsöffnung der Treibdüse in die Injektionskammer herrscht ein vergleichsweise großer Unterdruck. Indem die Strömungsverbindung von dem Ringkanal zur Injektionskammer auf Höhe der Austrittsöffnung der Treibdüse in die Injektionskammer mündet, kann eine gute, gleichmäßige Saugwirkung erzielt werden.Immediately after the jet of propellant medium emerges from the outlet opening of the propellant nozzle into the injection chamber, there is a comparatively large negative pressure. Since the flow connection from the annular channel to the injection chamber opens into the injection chamber at the level of the outlet opening of the propellant nozzle, a good, even suction effect can be achieved.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Ringkanal wenigstens einseitig durch ein Treibdüsengehäuse der Treibdüse begrenzt.In a further development of the invention, the annular channel is delimited at least on one side by a driving nozzle housing of the driving nozzle.
Das Saugmedium strömt in dem Ringkanal dadurch um ein Treibdüsengehäuse herum und tritt dann, das Treibdüsengehäuse radial umgebend, als ringförmiger Strahl in die Injektionskammer ein. Dadurch lässt sich eine sehr gleichmäßige Volumenverteilung des Saugmediums um den Treibmediumstrahl erzielen und ein konstruktiv vergleichsweise einfacher Aufbau der Injektionsdüse kann sichergestellt werden, da das Treibdüsengehäuse gleichzeitig als einseitige Begrenzung des Ringkanals dient.The suction medium flows in the annular channel around a propulsion nozzle housing and then enters the injection chamber as an annular jet, radially surrounding the propulsion nozzle housing. In this way, a very even volume distribution of the suction medium around the propellant medium jet can be achieved and a structurally comparatively simple construction of the injection nozzle can be ensured, since the propellant nozzle housing simultaneously serves as a one-sided delimitation of the annular channel.
In Weiterbildung der Erfindung ist in einem Ansaugkanal stromaufwärts der Flüssigkeitsansaugöffnung wenigstens eine Blende vorgesehen.In a further development of the invention, at least one screen is provided in a suction channel upstream of the liquid suction opening.
Mittels einer solchen Blende oder eines solchen Restriktors oder auch mehrerer hintereinander angeordneter Blenden oder Restriktoren kann eine Menge des eintretenden Saugmediums kontrolliert werden und es kann ein auch bei Druckschwankungen des Treibmediums konstantes Verhältnis zwischen der Menge des Treibmediums und der Menge des Saugmediums sichergestellt werden. Beispielsweise können zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Blenden im Ansaugkanal vorgesehen sein. Die Blendenöffnungen der Blenden oder Restriktoren müssen dabei nicht unbedingt fluchtend zueinander angeordnet sein, sondern können auch zueinander versetzt sein.By means of such a diaphragm or such a restrictor or also several diaphragms or restrictors arranged one behind the other, an amount of the incoming suction medium can be controlled and a constant ratio between the amount of the propellant medium and the amount of the suction medium can be ensured even with pressure fluctuations of the propellant medium. For example, two orifices arranged one behind the other in the direction of flow can be provided in the intake duct. The aperture openings of the apertures or restrictors do not necessarily have to be arranged in alignment with one another, but can also be offset from one another.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Düsengehäuse mit einem Blendeneinsatz versehen, der einen Abschnitt des Ansaugkanals zum Ansaugen des flüssigen Saugmediums und die Blende aufweist und der lösbar an dem Düsengehäuse angeordnet ist.In a further development of the invention, the nozzle housing is provided with a diaphragm insert which has a section of the suction channel for sucking in the liquid suction medium and the diaphragm and which is detachably arranged on the nozzle housing.
Durch Vorsehen eines lösbar am Düsengehäuse angeordneten Blendeneinsatzes kann die erfindungsgemäße Injektionsdüse modular aufgebaut werden. Je nachdem, welches Verhältnis zwischen dem Treibmedium und dem Saugmedium gewünscht ist, kann die Durchlassöffnung der Blende verändert werden, indem ein Blendeneinsatz mit einer anderen Blende eingesetzt wird. Soll ein Gemisch aus Pflanzenschutzmittel und Wasser hergestellt werden, kann durch Austauschen des Blendeneinsatzes daher die Konzentration des Pflanzenschutzmittels im Wasser verändert werden. Je nach Anforderung an das Mischverhältnis zwischen Pflanzenschutzmittel und Wasser, allgemein zwischen Saugmedium und Treibmedium, kann die Restriktorbohrung, mit anderen Worten die Blendenöffnung, einen Durchmesser zwischen beispielsweise 0,1 mm bis 1,5 mm aufweisen.By providing a diaphragm insert detachably arranged on the nozzle housing, the injection nozzle according to the invention can be constructed in a modular manner. Depending on the desired ratio between the propellant medium and the suction medium, the passage opening of the diaphragm can be changed by inserting a diaphragm insert with a different diaphragm. If a mixture of pesticides and water is to be produced, can Replacing the panel insert therefore changes the concentration of the crop protection agent in the water. Depending on the requirements placed on the mixing ratio between pesticides and water, generally between suction medium and propellant medium, the restrictor bore, in other words the aperture, can have a diameter between, for example, 0.1 mm to 1.5 mm.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Blendeneinsatz mittels einer Schiebeführung mit dem Düsengehäuse verbunden. Auf diese Weise kann der Blendeneinsatz in sehr einfacher Weise mit dem Düsengehäuse verbunden werden. Beispielsweise weist der Blendeneinsatz einen Stutzen auf, der in eine passende Bohrung des Düsengehäuses eingeschoben werden kann. Der Stutzen kann mit einem umlaufenden Dichtungsring versehen sein, um durch einfaches Einschieben des Blendeneinsatzes den Ansaugkanal vollständig auszubilden und gegen die Umgebung abzudichten. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Düsengehäuse einen Stutzen und der Blendeneinsatz einen Aufnahmebereich aufweist. Der Blendeneinsatz kann mittels der Schiebeführung in das Düsengehäuse eingeschoben werden und verrastet in seiner Endposition automatisch, beispielsweise durch Einrasten von Dichtungsringen in passende Nuten oder Aufnahmen am Düsengehäuse. Zum Lösen des Blendeneinsatzes kann zwischen dem Düsengehäuse und dem Blendeneinsatz beispielsweise eine kleine Aussparung vorgesehen sein, in die die Klinge eines Schraubendrehers eingeführt werden kann. Durch einfaches Verdrehen des Schraubendrehers wird der Blendeneinsatz dann entgegen der Einschubrichtung ein Stück weit in der Ausschubrichtung entlang der Schiebeführung bewegt. Diese, durch die Drehung des Schraubendrehers verursachte Bewegung reicht dann aus, um die Verrastung zwischen dem Blendeneinsatz und dem Düsengehäuse zu lösen. Nachdem diese Verrastung gelöst ist, kann der Blendeneinsatz von Hand und ohne weitere Zuhilfenahme von Werkzeug einfach aus der Schiebeführung herausgezogen werden.In a further development of the invention, the diaphragm insert is connected to the nozzle housing by means of a sliding guide. In this way, the diaphragm insert can be connected to the nozzle housing in a very simple manner. For example, the diaphragm insert has a connecting piece which can be pushed into a suitable bore in the nozzle housing. The connecting piece can be provided with a circumferential sealing ring in order to completely form the intake duct by simply pushing in the diaphragm insert and to seal it off from the environment. Of course, it is also possible for the nozzle housing to have a connecting piece and the diaphragm insert to have a receiving area. The diaphragm insert can be pushed into the nozzle housing by means of the sliding guide and locks automatically in its end position, for example by locking sealing rings into suitable grooves or receptacles on the nozzle housing. To release the diaphragm insert, for example, a small recess can be provided between the nozzle housing and the diaphragm insert, into which the blade of a screwdriver can be inserted. By simply turning the screwdriver, the panel insert is then moved a little way in the direction of extension along the sliding guide counter to the direction of insertion. This movement caused by the rotation of the screwdriver is then sufficient to release the locking between the diaphragm insert and the nozzle housing. After this latching has been released, the panel insert can simply be pulled out of the sliding guide by hand and without the need for additional tools.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Blendeneinsatz lösbar an einem Injektorbauteil angeordnet, dass wenigstens die Treibdüse und die Injektionskammer aufweist.In a further development of the invention, the diaphragm insert is detachably arranged on an injector component that has at least the propellant nozzle and the injection chamber.
Auf diese Weise kann der modulare Aufbau der erfindungsgemäßen Injektionsdüse weitergebildet werden. Für unterschiedliche Saugmedien können beispielsweise unterschiedliche Injektorbauteile verwendet werden. Vor allem kann das Injektorbauteil mit der Treibdüse, die verschleißen kann, in einfacher Weise ausgewechselt werden. Zweckmäßigerweise wird das Injektorbauteil mit dem daran befestigten Blendeneinsatz in ein Austrittsdüsenbauteil der Injektionsdüse eingesetzt. Das Injektorbauteil kann aus dem Austrittsdüsenbauteil entnommen werden und erst dann kann der Blendeneinsatz vom Injektorbauteil gelöst werden.In this way, the modular structure of the injection nozzle according to the invention can be developed. For example, different injector components can be used for different suction media. Above all, the injector component with the propellant nozzle, which can wear out, can be exchanged in a simple manner. The injector component with the orifice insert attached to it is expediently inserted into an outlet nozzle component of the injection nozzle. The injector component can be removed from the outlet nozzle component and only then can the panel insert be detached from the injector component.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Injektionskammer stromabwärts der Austrittsöffnung der Treibdüse einen ersten kegelförmigen Abschnitt auf, der sich in Strömungsrichtung erweitert, und weist einen zweiten kegelförmigen Abschnitt auf, der sich an den ersten kegelförmigen Abschnitt anschließt und der sich in Strömungsrichtung erweitert, wobei der zweite kegelförmige Abschnitt einen größeren Kegelwinkel als der erste kegelförmige Abschnitt aufweist.In a further development of the invention, the injection chamber has, downstream of the outlet opening of the propellant nozzle, a first conical section which widens in the direction of flow, and has a second conical section which adjoins the first conical section and which widens in the direction of flow, the second conical portion has a larger cone angle than the first conical portion.
Durch eine solche Gestaltung der Injektionskammer mit zwei aufeinanderfolgenden kegelförmigen Abschnitten lässt sich ein Mischungsverhältnis zwischen Treibmedium und Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums im Wesentlichen konstant halten.With such a design of the injection chamber with two consecutive conical sections, a mixing ratio between propellant and suction medium can be kept essentially constant even in the event of pressure fluctuations in the propellant.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Kegelwinkel des ersten kegelförmigen Abschnitts im Bereich von 5° bis 15°, insbesondere zwischen 5° und 10°.In a further development of the invention, a cone angle of the first conical section is in the range from 5 ° to 15 °, in particular between 5 ° and 10 °.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Kegelwinkel des zweiten kegelförmigen Abschnitts im Bereich von 30° bis 40°.In a further development of the invention, a cone angle of the second conical section is in the range from 30 ° to 40 °.
In Weiterbildung der Erfindung weist der erste kegelförmige Abschnitt in Strömungsrichtung gesehen eine Länge auf, die im Bereich des Zweifachen bis Vierfachen, insbesondere dem Dreifachen, der Länge des zweiten kegelförmigen Abschnitts liegt.In a further development of the invention, the first conical section, viewed in the direction of flow, has a length which is in the range of twice to four times, in particular three times, the length of the second conical section.
In Weiterbildung der Erfindung mündet eine Austrittsöffnung der Treibdüse in einen sich in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngenden Abschnitt der Injektionskammer.In a further development of the invention, an outlet opening of the propellant nozzle opens into a section of the injection chamber that tapers conically in the direction of flow.
Eine solche Ausgestaltung der Injektionskammer trägt zu einem gleichmäßigen Mischungsverhältnis zwischen Treibmedium und Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums bei.Such a configuration of the injection chamber contributes to a uniform mixing ratio between the propellant medium and the suction medium even in the event of pressure fluctuations in the propellant medium.
In Weiterbildung der Erfindung ist stromaufwärts des ersten kegelförmigen Abschnitts ein zylindrischer Abschnitt der Injektionskammer angeordnet, wobei sich der erste kegelförmige Abschnitt an den zylindrischen Abschnitt anschließt.In a further development of the invention, a cylindrical section of the injection chamber is arranged upstream of the first conical section, the first conical section adjoining the cylindrical section.
Das Vorsehen eines solchen zylindrischen Abschnitts stromaufwärts der beiden kegelförmigen Abschnitte und insbesondere stromabwärts des sich kegelförmig verjüngenden Abschnitts trägt ebenfalls zu einem konstanten Mischungsverhältnis zwischen Treibmedium und Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums bei.The provision of such a cylindrical section upstream of the two conical sections and in particular downstream of the conically tapering section also contributes to a constant mixing ratio between propellant and suction medium, even with pressure fluctuations in the propellant.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts der Injektionskammer und einer Länge des sich in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngenden Abschnitts der Injektionskammer zwischen der Austrittsöffnung der Treibdüse und dem Beginn des zylindrischen Abschnitts im Bereich von 0,5 bis 5, insbesondere zwischen 1 und 2, insbesondere bei 1,4.In a further development of the invention, a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a length of the section of the injection chamber that tapers conically in the direction of flow between the outlet opening of the propellant nozzle and the beginning of the cylindrical section is in the range from 0.5 to 5, in particular between 1 and 2, especially at 1.4.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts der Injektionskammer und einem Durchmesser der Austrittsöffnung der Treibdüse im Bereich von 1 bis 3, insbesondere zwischen 1,5 und 1,7, insbesondere bei 1,6.In a further development of the invention, a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a diameter of the outlet opening of the propellant nozzle is in the range from 1 to 3, in particular between 1.5 and 1.7, in particular 1.6.
In Weiterbildung der Erfindung ist in einem Ansaugkanal stromaufwärts der Flüssigkeitsansaugöffnung eine Blende vorgesehen, wobei ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts der Injektionskammer und einem Durchmesser einer Durchgangsöffnung der Blende im Bereich von 1,5 bis 15, insbesondere zwischen 4 und 6, insbesondere bei 4,7, liegt.In a further development of the invention, a diaphragm is provided in a suction channel upstream of the liquid suction opening, with a ratio between the diameter of the cylindrical section of the injection chamber and a diameter of a passage opening of the diaphragm in the range from 1.5 to 15, in particular between 4 and 6, in particular at 4.7, lies.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Verhältnis zwischen einer Fläche des zylindrischen Abschnitts der Injektionskammer und einer Fläche der Strömungsverbindung von dem Ringkanal zu der Injektionskammer im Bereich von 0,25 bis 2,5, insbesondere zwischen 0,5 und 1, insbesondere bei 0,76.In a further development of the invention, a ratio between an area of the cylindrical section of the injection chamber and an area of the flow connection from the annular channel to the injection chamber is in the range from 0.25 to 2.5, in particular between 0.5 and 1, in particular 0.76 .
In Weiterbildung der Erfindung ist die Strömungsverbindung zwischen dem Ringkanal und der Injektionskammer in einem Abschnitt unmittelbar stromaufwärts der Mündung in die Injektionskammer zwischen zwei sich in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngenden Wänden angeordnet.In a further development of the invention, the flow connection between the annular channel and the injection chamber is arranged in a section immediately upstream of the opening into the injection chamber between two walls which taper conically in the direction of flow.
Auf diese Weise lassen sich über den Umfang des Ringkanals und über den Umfang der Injektionskammer gesehen konstante Strömungsverhältnisse und Druckverhältnisse einstellen. Beispielsweise geht der Ringkanal mittels eines Ringspalts in die Injektionskammer über. Indem sich dieser Ringspalt zwischen dem Ringkanal und der Injektionskammer in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngt, wird zu einem konstanten Mischungsverhältnis zwischen Treibmedium und Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums beigetragen.In this way, constant flow conditions and pressure conditions can be set over the circumference of the annular channel and over the circumference of the injection chamber. For example, the annular channel merges into the injection chamber by means of an annular gap. Since this annular gap between the annular channel and the injection chamber tapers conically in the direction of flow, a constant mixing ratio between the propellant and suction medium is contributed to, even in the event of pressure fluctuations in the propellant.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch mittels einer Sprühvorrichtung zum Versprühen eines Gemisches aus einem flüssigen Saugmedium und einem flüssigen Treibmedium mit einer erfindungsgemäßen Injektionsdüse gelöst.The problem on which the invention is based is also solved by means of a spray device for spraying a mixture of a liquid suction medium and a liquid propellant medium with an injection nozzle according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen dargestellten oder beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Injektionsdüse,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Injektionsdüse,
- Fig. 3
- eine vergrößerte Schnittansicht eines Injektorbauteils der erfindungsgemäßen Injektionsdüse,
- Fig. 4
- eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Injektorbauteils gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- Fig. 5
- einen Blendeneinsatz für das Injektorbauteil der
Fig. 4 , - Fig. 6
- eine Schnittansicht des Blendeneinsatzes der
Fig. 5 und - Fig. 7
- das Injektorbauteil der
Fig. 4 ohne den Blendeneinsatz.
- Fig. 1
- an exploded view of an injection nozzle according to the invention,
- Fig. 2
- a sectional view of the injection nozzle according to the invention,
- Fig. 3
- an enlarged sectional view of an injector component of the injection nozzle according to the invention,
- Fig. 4
- a view of an injector component according to the invention according to a further embodiment,
- Fig. 5
- a panel insert for the injector component of the
Fig. 4 , - Fig. 6
- a sectional view of the diaphragm insert of FIG
Fig. 5 and - Fig. 7
- the injector component of the
Fig. 4 without the bezel insert.
Am Injektorbauteil 12 ist eine Blende 16 zu erkennen, die den Beginn eines Ansaugkanals in dem Injektorbauteil 12 markiert. Über die Blende 16 wird flüssiges Saugmedium aus einem Vorratstank angesaugt, mit einem flüssigen Treibmedium vermischt und ein Gemisch aus Saugmedium und Treibmedium wird an einem stromabwärts gelegenen Ende 18 einer Injektionskammer ausgegeben. Das Gemisch tritt dann in das Austrittsdüsenbauteil 14 ein, vgl.
Im Injektorbauteil ist ein Treibdüsengehäuse 28 angeordnet, über das flüssiges Treibmedium, üblicherweise unter Druck stehendes Wasser, in die Injektionskammer 24 in Form eines Treibmediumstrahls eingebracht wird. Der Treibmediumstrahl ist bei der dargestellten Ausführungsform als Vollstrahl ausgebildet und tritt in die Injektionskammer 24 über eine Austrittsöffnung 30 des Treibdüsengehäuses 28 ein. Die Austrittsöffnung 30 weist einen Durchmesser dTR auf.A
Das Treibdüsengehäuse 28 ist von einem Ringkanal 32 umgeben. Ein Ansaugkanal 34 mündet an einer Flüssigkeitsansaugöffnung 36 in den Ringkanal 32. Ein in
Der Ringkanal 32 wird einseitig durch das Treibdüsengehäuse 28 begrenzt und steht in Strömungsverbindung mit der Injektionskammer 24. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Strömungsverbindung zwischen Ringkanal 32 und Injektionskammer 24 in Form eines Ringspalts 40 ausgebildet. Der Ringspalt 40 ist dadurch realisiert, dass der Ringkanal 32 zur Injektionskammer 24 einseitig offen ist. Eine Fläche des Ringspalts 40 auf Höhe des stromabwärts gelegenen Endes der Austrittsöffnung 30 wird mit AS bezeichnet. Im Rahmen der Erfindung kann die Strömungsverbindung zwischen Ringkanal 32 und Injektionskammer 24 auch anders gestaltet sein, beispielsweise mittels mehrere Kanäle.The
Die Injektionskammer 24 weist in Strömungsrichtung gesehen vier Abschnitte auf.The
Die Austrittsöffnung 30 der Treibdüse 28 und der Ringspalt 40 münden in einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 42 der Injektionskammer, der allgemein kegelstumpfförmig ausgebildet ist. An den sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 42 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 44 an. An den zylindrischen Abschnitt 44 schließt sich ein erster, kegelförmig erweiternder Abschnitt 46 an, der einen ersten Kegelwinkel aufweist. An den ersten sich kegelförmig erweiternden Abschnitt 46 schließt sich ein zweiter kegelförmig erweiternder Abschnitt 48 an, der einen zweiten Kegelwinkel aufweist. Der zweite Kegelwinkel ist größer als der erste Kegelwinkel Der erste sich kegelförmig erweiternde Abschnitt 46 ist länger ausgebildet als der zweite sich kegelförmig erweiternde Abschnitt 48. Ein Kegelwinkel des ersten kegelförmigen Abschnitts liegt im Bereich zwischen 5° und 15° und insbesondere zwischen 5° und 10°. Ein Kegelwinkel des zweiten kegelförmigen Abschnitts 48 liegt im Bereich von 30° bis 40°. Der erste kegelförmige Abschnitt 46 weist in Strömungsrichtung gesehen eine Länge auf, die im Bereich des Zweifachen bis Vierfachen, insbesondere dem Dreifachen, der Länge des zweiten kegelförmigen Abschnitts 48 liegt. Die beiden aufeinanderfolgenden, sich kegelförmig erweiternden Abschnitte 46, 48 tragen zu einem konstanten Mischungsverhältnis zwischen dem flüssigen Treibmedium und dem flüssigen Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums bei.The
Ein mittels der Treibdüse erzeugter und aus der Austrittsöffnung 30 des Treibdüsengehäuses 28 austretender Treibmediumstrahl tritt in den sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 42 der Injektionskammer 24 ein und erzeugt mittels des sogenannten Venturi-Effekts einen Unterdruck in der Injektionskammer 24. Infolgedessen wird das flüssige Saugmedium über die Durchgangsöffnung 38 der Blende 16 in den Ansaugkanal 34 gesaugt und tritt über die Flüssigkeitsansaugöffnung 36 in den Ringkanal 32 ein. Das Saugmedium verteilt sich im Ringkanal 32 und tritt dann, über den Umfang des Treibdüsengehäuses 28 gesehen gleichmäßig verteilt, durch den Ringspalt 40 in die Injektionskammer 24 ein. Anstelle des Ringspalts 40 können beispielsweise auch mehrere Durchgangskanäle zwischen dem Ringkanal 32 und der Injektionskammer 24 vorgesehen sein.A jet of propellant medium generated by means of the propellant nozzle and exiting from the outlet opening 30 of the
Der Treibmediumstrahl tritt zusammen mit dem angesaugten Saugmedium in den zylindrischen Abschnitt 44 und dann in die beiden sich kegelförmig erweiternden Abschnitte 46, 48 der Injektionskammer 24 ein. Bereits im sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 42 der Injektionskammer 24 beginnt der Treibmediumstrahl aufzureißen und es erfolgt eine Vermischung zwischen dem Treibmediumstrahl und dem angesaugten Saugmedium. Am stromabwärts gelegenen Ende 18 der Injektionskammer 24 tritt dadurch ein Gemisch aus Saugmedium und Treibmedium in die Austrittskammer 26 ein. In der Austrittskammer erfolgt eine weitere Vergleichmäßigung der Mischung zwischen dem Treibmedium und dem Saugmedium. Aus der Austrittsdüse 22 tritt dann bei der dargestellten Ausführungsform ein Flachstrahl aus einem Gemisch zwischen Treibmedium und Saugmedium aus. Wie ausgeführt wurde, kann durch die spezielle Gestaltung der Injektionsdüse 10 ein konstantes Mischungsverhältnis zwischen Treibmedium und Saugmedium auch bei Druckschwankungen des Treibmediums sichergestellt werden. Die erfindungsgemäße Injektionsdüse 10 ist dadurch in besonderer Weise für die Anwendung in der Landtechnik geeignet. Die Austrittsdüse 22 kann im Rahmen der Erfindung auch als Vollkegeldüse oder Hohlkegeldüse ausgebildet sein.The jet of propellant medium, together with the sucked-in suction medium, enters the
Ein Durchmesser der Durchgangsöffnung der Blende 16 ist mit dR bezeichnet. Ein Durchmesser der Austrittsöffnung 44 des Treibdüsengehäuses 28 ist mit dTR bezeichnet. Eine Länge des sich kegelförmig verjüngenden Abschnitts 42 der Injektionskammer 24 ist in Strömungsrichtung gesehen mit h bezeichnet. Ein Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer 24 ist mit dDH bezeichnet und eine Querschnittsfläche des zylindrischen Abschnitts 44 ist mit ADH bezeichnet.A diameter of the through opening of the
Eine Fläche des Ringspalts 40 am stromabwärts gelegenen Ende der Strömungsverbindung zwischen dem Ringkanal 32 und der Injektionskammer 24 ist mit AS bezeichnet. Ein Kegelwinkel des ersten sich kegelförmig erweiternden Abschnitts 46 der Injektionskammer 24 ist mit α1 bezeichnet und ein Kegelwinkel des zweiten sich kegelförmig erweiternden Abschnitts 48 der Injektionskammer 24 ist mit α2 bezeichnet. Eine Länge des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer 24 ist mit L0 bezeichnet. Eine Länge des ersten, sich kegelförmig erweiternden Abschnitts 46 ist mit L1 und eine Länge des zweiten, sich kegelförmig erweiternden Abschnitts 48 ist mit L2 bezeichnet.A surface of the
L0 ist deutlich kleiner als h und beträgt bei der dargestellten Ausführungsform nur etwa ein Drittel von h. L1 und L2 sind wesentlich größer als L0. L1 ist größer als L2 und L1 ist etwa doppelt so groß bis viermal so groß wie L2. α1 liegt im Bereich von 5° bis 15°, insbesondere zwischen 5° und 10°. α2 liegt im Bereich von 30° bis 40°.L 0 is significantly smaller than h and in the embodiment shown is only about a third of h. L 1 and L 2 are much larger than L 0 . L 1 is larger than L 2 and L 1 is about twice as large to four times as large as L 2 . α1 is in the range from 5 ° to 15 °, in particular between 5 ° and 10 °. α2 is in the range from 30 ° to 40 °.
Ein Verhältnis dDH/h zwischen dem Durchmesser dDH des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer 24 und der Länge h des sich in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngenden Abschnitts 42 der Injektionskammer 24 zwischen der Austrittsöffnung 30 und dem Beginn des zylindrischen Abschnitts 44 liegt im Bereich von 0,5 bis 5, insbesondere zwischen 1 und 2, insbesondere bei 1,4.A ratio d DH / h between the diameter d DH of the
Ein Verhältnis dDH/dTR zwischen dem Durchmesser dDH des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer und einem Durchmesser dTR der Austrittsöffnung 30 der Treibdüse liegt im Bereich von 1 bis 3, insbesondere zwischen 1,5 und 1,7, insbesondere bei 1,6.A ratio d DH / d TR between the diameter d DH of the
Ein Verhältnis dDH/dR zwischen dem Durchmesser dDH des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer 24 und einem Durchmesser dR einer Durchgangsöffnung der Blende 16 liegt im Bereich von 1,5 bis 15, insbesondere zwischen 4 und 6, insbesondere bei 4,7.A ratio d DH / d R between the diameter d DH of the
Ein Verhältnis ADH/AS zwischen einer Fläche ADH des zylindrischen Abschnitts 44 der Injektionskammer 24 und einer Fläche AS der Strömungsverbindung von dem Ringkanal 32 zu der Injektionskammer 24, speziell einer Fläche AS des Ringspalts 40, liegt im Bereich von 0,25 bis 2,5, insbesondere zwischen 0,5 und 1, insbesondere bei 0,76.A ratio A DH / A S between an area A DH of the
Die vorstehend erläuterten Verhältnisse und auch die vorstehend erläuterten Längen und Durchmesser sowie Winkel tragen zu einem konstanten Mischungsverhältnis zwischen Saugmedium und Treibmedium bei, auch wenn Druckschwankungen des Treibmediums auftreten. Die erfindungsgemäße Injektionsdüse ist dadurch in besonderer Weise für die Anwendung in der Landtechnik geeignet.The ratios explained above and also the lengths and diameters and angles explained above contribute to a constant mixing ratio between suction medium and propellant medium, even if pressure fluctuations of the propellant medium occur. The injection nozzle according to the invention is therefore particularly suitable for use in agricultural engineering.
Das Injektorbauteil 112 weist einen modularen Blendeneinsatz 114 auf. Der Blendeneinsatz 114 weist die Blende 16 und einen Abschnitt des Ansaugkanals auf. Der Ansaugkanal wird dann in dem Injektorbauteil 112 fortgesetzt.The
Der Blendeneinsatz 114 weist an seinem stromaufwärts gelegenen Ende des Ansaugkanals 34A die Blende 16 auf, die die Restriktorbohrung 38 definiert. Je nach Strömungswiderstand der Restriktorbohrung 38, also abhängig vom Durchmesser der Restriktorbohrung 38 und abhängig von der Länge der Restriktorbohrung 38, ändert sich der Strömungswiderstand der Restriktorbohrung 38 und somit kann ein Verhältnis zwischen der Menge des angesaugten Saugmediums und der Menge des Treibmediums eingestellt werden.At its upstream end of the
In
Der Vorsprung 122, der im montierten Zustand des Blendeneinsatzes 114 in die Nut 124 eingerastet ist, sorgt auch für eine mechanische Sicherung des Blendeneinsatzes 114 an dem Injektorbauteil 112.The
Die Schiebeführung ist am Injektorbauteil 112 mittels zweier leistenförmiger Vorsprünge 126 ausgebildet, die in eine Ausnehmung am Injektorbauteil 112 hineinragen, die sich bis zum Rand des Injektorbauteils erstreckt. Dadurch ist zwischen den leistenförmigen Vorsprüngen 126 und einem Grund 128 der Ausnehmung an beiden Seiten jeweils ein Hinterschnitt gebildet.The sliding guide is formed on the
Der Blendeneinsatz 114 weist zu beiden Seiten ebenfalls leistenförmige Vorsprünge 130 auf, die auf die Länge, Höhe und Breite des Hinterschnitts in der Ausnehmung abgestimmt sind. Durch einfaches Einschieben der leistenförmigen Vorsprünge 130 in die Hinterschnitte am Injektorbauteil 112 wird der Blendeneinsatz dadurch am Injektorbauteil 112 geführt. Der Blendeneinsatz 114 kann entlang der Schiebeführung in das Injektorbauteil 112 eingeschoben werden, bis die Stirnfläche 118 des Blendeneinsatzes 114 an der stirnseitigen Begrenzung 132 der Ausnehmung im Injektorbauteil 112 anschlägt. Dieser Zustand ist in
Um den Blendeneinsatz 114 wechseln zu können, also aus der in
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