WO2009003555A1 - Vorrichtung zum aufteilen einer mittels einer gasströmung transportieren flüssigkeit - Google Patents
Vorrichtung zum aufteilen einer mittels einer gasströmung transportieren flüssigkeit Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a device for dividing a, for example, viscous liquid transported by a gas flow into a plurality of partial flows with a housing in which an inflow bore, which branches into a plurality of outflow holes, is provided, wherein the inflow bore in a flow direction expanding distribution chamber opens.
- Such a device is known from EP 0 902 868 B1.
- an unaffected by gravity flows distribution of LufwSmmgffenstromes while maintaining a turbulent flow in all outflow holes are made possible by the fact that on the one hand in the region of the transition from the inflow bore into the distribution chamber a circumferential demolition chamber is formed, and on the other hand on the end of the inflow bore opposite wall of the distribution chamber a concentric with the end opening of the inflow bore aligned baffle is formed whose diameter is greater than the diameter of the inflow bore.
- the known device has proved to be in need of improvement in terms of the distribution of the gas flow, depending on the installation situation.
- an object of the present invention is to develop a device of the type mentioned at the outset such that an improved distribution of the air / lubricant flow, uninfluenced by gravitational influences, is possible in all outflow bores.
- the diameter of the Umlenkkegels in the region of the inflow bore opposite side of the distribution chamber is greater than the diameter of the inflow bore. This causes a particularly good distribution and management of the air / lubricant flow.
- the air-lubricant flow can be directed particularly effectively and without distribution of gravity to the distribution to the outflow bores.
- the distribution chamber has a substantially cylindrical outer contour. This design of the distribution chamber in combination with the arrangement of the Umlenkkegels within the Verteilhunt a turbulent flow within the distribution chamber is generated, which prevents uncontrolled, Schlieren-like entry of the LufWSmmmffenstromes in the outflow holes.
- a throttle point can be realized in a simple manner by virtue of the fact that the diameter of the circle on which the outflow bores are arranged corresponds to the largest diameter of the distribution chamber.
- the width of each remaining between two adjacent Abströmbohrungen web is reduced to a minimum, so that set up particularly favorable conditions for the influx of liquid into the discharge holes.
- the outflow bores in the conveying direction behind the deflecting cone can be brought together in groups in common outflow channels.
- two or more such outflow channels can be provided.
- a receptacle is formed on the two end sides of the housing, of which the first for receiving a first, inflow-side connection element and the second for receiving a second, downstream connection element is determined.
- the inflow-side connecting element which is preferably designed as a screw plug, the inflow bore and in a first of its end faces, which is arranged in the installed state in the housing, the rounded transition portion of the distribution chamber.
- the second connection element can be designed as a distributor piece or a distributor cartridge which can be pushed into the housing and in which the deflecting cone and the outflow bores are formed.
- At least a portion of the outflow holes opens into a groove which extends radially on the outer surface of the distributor piece or the distributor cartridge.
- the second connection element which forms the distributor piece or the distributor cartridge, is integrally formed.
- the housing of the device according to the invention can be designed either as a separate, for example.
- Tubular housing which optionally can be integrated into other components, or it can be formed as a manifold block with at least one corresponding bore for receiving the connection element.
- the device according to the invention is particularly suitable for use in the distribution of a flowable lubricant transported by nitrogen and / or air. - 5 - KEL & SCHAAFHAUSEN
- the single figure shows a schematic sectional view of a device 1 according to the invention for dividing a liquid transported by means of a gas flow in a plurality of partial streams.
- the device 1 is essentially formed by a housing 2, which is formed in the illustrated embodiment by a distributor block with an example cylindrical bore 3, and two at least partially accommodated in the bore 3 connecting elements 4 and 5.
- connecting element 4 which is designed as a screw plug which can be screwed into the bore 3, opens a supply line 6, for example, for a transported by a gas flow liquid, such as a liquid or viscous lubricant.
- the screw plug 4 is equipped with an aligned with the supply line 6 and concentric inlet bore 7, which opens into the bore 3 in the housing 2.
- a rounded transition section 8 is provided on the supply line 6 facing away.
- a valve chamber 9 is formed within the bore 3, which has a defined by the bore 3, substantially cylindrical outer contour. Due to the rounded configuration of the transition section 8, the inflow bore 7 consequently does not open into the distribution chamber 9 in a sharp-edged manner, but gradually widens.
- the second connection element 5 is formed in the illustrated embodiment as a manifold cartridge, which can be inserted and / or screwed into the bore 3, for example.
- the distributor cartridge 5 has a plurality of channels leading to lubrication points 10, which are designed as outflow bores within the distributor cartridge 5.
- a deflection cone 11 is formed whose tip projects into the distribution chamber 9 and into the rounded transition section 8 of the closure screw 4.
- the deflecting cone 11 is aligned substantially concentrically with the inflow bore 7 for this purpose. As a result, a division of the air / lubricant flow is still achieved in or downstream of the inflow bore 7 immediately after.
- the initially large expansion of the distribution chamber 9 following the inflow bore 7 causes turbulence of the gas-liquid mixture before it is passed through the Umlenkkegel 11 in the direction of the channels 10.
- the outflow holes 10 are arranged at regular intervals on a circle which extends around the deflection cone 11. This circle essentially corresponds to the inner diameter of the bore 3, ie the channels 10 are located on the outside of the distributor cartridge 5.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufteilen einer mittels einer Gasströmung transportierten Flüssigkeit in eine Vielzahl von Teilströmen mit einem Gehäuse (2), in welchem eine Zuströmbohrung (7), die sich in eine Vielzahl von Abströmbohrungen (10) verzweigt, vorgesehen ist, wobei die Zuströmbohrungen (7) in eine sich in Strömungsrichtung erweiternde Verteilkammer (9) mündet. In dem Bereich des Übergangs von der Zuströmbohrung (7) in die Verteilkammer ist ein abgerundeter Übergangsabschnitt ausgebildet, während auf der dem Ende der Zuströmbohrung (7) gegenüberliegenden Seite der Verteilkammer ein insbesondere konzentrisch zur Endöffnung der Zuströmbohrung (7) ausgerichteter Umlenkkegel (11) zum Aufweiten der Strömung ausgebildet ist.
Description
- 1 - KEDL&SCHAAFHAUSEN
P A T E N T A N W Ä L T E
Vorrichtung zum Aufteilen einer mittels einer Gasströmung transportierten
Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufteilen einer mittels einer Gasströmung transportierten, beispielsweise viskosen Flüssigkeit in eine Vielzahl von Teilströmen mit einem Gehäuse, in welchem eine Zuströmbohrung, die sich in eine Vielzahl von Abströmbohrungen verzweigt, vorgesehen ist, wobei die Zuströmbohrung in eine sich in Strömungsrichtung erweiternde Verteilkammer mündet.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 902 868 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung soll eine von Schwerkrafteinflüssen unbeeinflusste Verteilung des LufWSchmiermittelstromes unter Aufrechterhaltung einer turbulenten Strömung in allen Abströmbohrungen dadurch ermöglicht werden, dass einerseits im Bereich des Übergangs von der Zuströmbohrung in die Verteilkammer eine umlaufende Abrisskammer ausgebildet ist, und andererseits auf der dem Ende der Zuströmbohrung gegenüber liegenden Wand der Verteilkammer eine konzentrisch zur Endöffnung der Zuströmbohrung ausgerichtete Prallfläche aus- gebildet ist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Zuströmbohrung.
In einigen Anwendungsfällen hat sich die bekannte Vorrichtung in Abhängigkeit der Einbausituation jedoch als verbesserungswürdig hinsichtlich der Aufteilung der Gasströmung erwiesen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine von Schwerkrafteinflüssen unbeeinflusste verbesserte Verteilung des Luft-/Schmiermittelstromes in allen Abströmbohrungen möglich ist.
- 2 - KEIL&SCHAAFHAUSEN
P A T E N TA N WÄ L T E
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass in dem Bereich des Übergangs von der Zuströmbohrung in die Verteilkammer ein abgerundeter Übergangsabschnitt ausgebildet ist, während auf der dem Ende der Zuströmbohrung gegenüber liegenden Seite der Verteilkammer ein insbe- sondere konzentrisch zur Endöffnung der Zuströmbohrung ausgerichteter Umlenkkegel zum Aufweiten der Strömung ausgebildet ist. Der abgerundete Übergangsabschnitt bewirkt dabei in Kombination mit dem Umlenkkegel, dass der Luft-/Schmiermittelstrom bereits in der Zuströmbohrung bzw. unmittelbar nach Verlassen der Zuströmbohrung in eine im Wesentlichen ringförmige Strömung aufgeteilt und aufgeweitet wird, so dass der LufWSchmiermittelstrom direkt zu den Abströmbohrungen geleitet wird, ohne dass es zu einer beispielsweise schwerkraftbedingt ungleichmäßigen Verteilung kommen kann.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens wird es bevorzugt, wenn die der Zuströmbohrung zugewandte Spitze des Umlenkkegels bis in den abgerundeten Übergangsabschnitt hinein ragt. Es besteht somit nicht mehr die Gefahr, dass sich der LufWSchmiermittelstrom in der Verteilkammer beispielsweise durch Schwerkrafteinflüsse ungleichmäßig verteilt.
Vorzugsweise ist der Durchmesser des Umlenkkegels im Bereich der der Zuströmbohrung gegenüber liegenden Seite der Verteilkammer größer als der Durchmesser der Zuströmbohrung. Dies bewirkt eine besonders gute Aufteilung und Führung des Luft-/Schmiermittelstromes.
Wenn die Eingangsöffnung der Abströmbohrungen um den Umfang des Umlenkkegels im Bereich der der Zuströmbohrung gegenüber liegenden Seite der Verteilkammer angeordnet sind, lässt sich der LufWSchmiermittelstrom besonders effektiv und unter Vermeidung von Schwerkrafteinflüssen auf die Verteilung zu den Abströmbohrungen leiten.
- 3 - KEIL& SCHAAFHAUSEN
P AT E N TA N WÄ LT E
Erfindungsgemäß weist die Verteilkammer eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur auf. Durch diese Gestaltung der Verteilkammer wird in Kombination mit der Anordnung des Umlenkkegels innerhalb der Verteilkammer eine turbulente Strömung innerhalb der Verteilkammer erzeugt, die ein unkontrolliertes, schlierenartiges Eintreten des LufWSchmiermittelstromes in die Abströmbohrungen verhindert.
In Hinblick auf eine gleichmäßige Aufteilung der Flüssigkeit ist es vorteilhaft, wenn die Mittelpunkte der Abströmbohrungen in regelmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet sind. Bei einer solchen Ausgestaltung lässt sich zudem eine Drosselstelle auf einfache Weise dadurch verwirklichen, dass der Durchmesser des Kreises, auf welchem die Abströmbohrungen angeordnet sind, dem größten Durchmesser der Verteilkammer entspricht.
Wenn die Kegelfläche des Umlenkkegels gegenüber der Längsachse der Verteilkammer um einen Winkel von 30° bis 90°, insbesondere von etwa 60°, angewinkelt ist, werden hinsichtlich des Ablösens der Gasströmung von der Flüssigkeitsströmung beim Eintritt in die Verteilkammer besonders günstige Strömungsverhältnisse erzeugt.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist die Breite des jeweils zwischen zwei benachbarten Abströmbohrungen verbleibenden Stegs auf ein Minimum reduziert, so dass sich besonders günstige Bedingungen für das Einströmen von Flüssigkeit in die Abströmbohrungen einstellen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Abströmbohrungen in Förderrichtung hinter dem Umlenkkegel gruppenweise in gemeinsamen Abströmkanälen zusammengeführt sein. So können beispielsweise zwei oder mehr derartige Abströmkanäle vorgesehen sein.
- 4 - KEIL& SCHAAFHAUSEN
PAT E N TA NWÄ LT E
Aus fertigungstechnischen Gründen und hinsichtlich der Gestaltung des Gehäuses wird es bevorzugt, wenn an den beiden Stirnseiten des Gehäuses jeweils eine Aufnahme ausgebildet ist, von denen die erste zum Aufnehmen eines ersten, zuströmseitigen Anschlusselements und die zweite zum Aufnehmen eines zweiten, abströmseitigen Anschlusselements bestimmt ist. Dabei kann das zuströmseitige Anschlusselement, welches vorzugsweise als Verschlussschraube ausgebildet ist, die Zuströmbohrung und in einer ersten seiner Stirnseiten, die im eingebauten Zustand in dem Gehäuse angeordnet ist, den abgerundeten Übergangsabschnitt der Verteilkammer aufweisen. Dagegen kann das zweite Anschlusselement als ein in das Gehäuse einschiebbares Verteilerstück oder eine Verteilerpatrone ausgebildet sein, in welchem der Umlenkkegel und die Abströmbohrungen eingeformt sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass mindestens ein Teil der Abströmbohrungen in einer auf der Außenfläche des Verteilerstückes bzw. der Verteilerpatrone radial umlaufende Nut mündet.
In einigen Anwendungsfällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das zweite Anschlusselement, welches das Verteilerstück bzw. die Verteilerpatrone bildet, einstückig ausgebildet ist.
Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann entweder als ein separates, bspw. rohrförmiges Gehäuse gestaltet sein, welches sich gegebenenfalls in andere Bauteile integrieren lässt, oder es kann als ein Verteilerblock mit wenigstens einer entsprechenden Bohrung zur Aufnahme der Anschlusselement ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung bei der Aufteilung eines durch Stickstoff und/oder Luft transportierten fließfähi- gen Schmiermittels.
- 5 - KEL& SCHAAFHAUSEN
P AT E N T A N WÄ LT E
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Aufteilen einer mittels einer Gasströmung transportierten Flüssigkeit in einer Vielzahl von Teilströmen.
Die Vorrichtung 1 wird im Wesentlichen durch ein Gehäuse 2, welches in der dargestellten Ausführungsform durch einen Verteilerblock mit einer beispielweise zylindrischen Bohrung 3 gebildet wird, und zwei zumindest bereichsweise in der Bohrung 3 aufgenommenen Anschlusselementen 4 und 5 gebildet.
In das in der Figur linke Anschlusselement 4, welches als eine Verschlussschraube, die in die Bohrung 3 einschraubbar ist, gestaltet ist, mündet eine Zuleitung 6 beispielsweise für eine mittels einer Gasströmung transportierten Flüssigkeit, wie ein flüssiges oder viskoses Schmiermittel. Die Verschlussschraube 4 ist mit einer mit der Zuleitung 6 fluchtenden und konzentrischen Zuströmbohrung 7 ausgestattet, welche in die Bohrung 3 in dem Gehäuse 2 mündet.
Auf dem der Zuleitung 6 abgewandten, inneren Ende der Verschlussschraube 4 ist ein abgerundeter Übergangsabschnitt 8 vorgesehen. Zwischen den beiden Anschlusselementen 4 und 5 ist innerhalb der Bohrung 3 eine Ventilkammer 9 ausgebildet, die eine durch die Bohrung 3 definierte, im Wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist. Durch die abgerundete Ausgestaltung des Übergangsabschnitts 8 mündet die Zuströmbohrung 7 folglich nicht scharfkantig in die Verteilkammer 9, sondern weitet sich allmählich auf.
- 6 - KBOL& SCHAAFHAUSEN
P AT E N TA NWÄLT E
Das zweite Anschlusselement 5 ist in der dargestellten Ausführungsform als eine Verteilerpatrone ausgebildet, die beispielsweise in die Bohrung 3 einsteckbar und/oder einschraubbar ist. Die Verteilerpatrone 5 weist mehrere zu Schmierstellen führende Kanäle 10 auf, die als Abströmbohrungen innerhalb der Verteilerpatrone 5 gestaltet sind.
Auf der der Verschlussschraube 4 zugewandten Seite der Verteilerpatrone 5 ist ein Umlenkkegel 11 ausgebildet, dessen Spitze in die Verteilkammer 9 hinein und bis in den abgerundeten Übergangsabschnitt 8 der Verschlussschraube 4 ragt. Der Umlenkkegel 11 ist hierzu im Wesentlichen konzentrisch zu der Zuströmbohrung 7 ausgerichtet. Hierdurch wird eine Aufteilung des Luft- /Schmiermittelstromes noch in oder stromabwärts unmittelbar nach der Zuströmbohrung 7 erreicht. Die zunächst große Aufweitung der Verteilkammer 9 im Anschluss an die Zuströmbohrung 7 bewirkt eine Verwirbelung des Gas- Flüssigkeits-Gemisches, bevor dieses durch den Umlenkkegel 11 in Richtung zu den Kanälen 10 geleitet wird.
Die Abströmbohrungen 10 sind dabei in regelmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet, der sich um den Umlenkkegel 11 erstreckt. Dieser Kreis ent- spricht dabei im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Bohrung 3, d. h. die Kanäle 10 liegen an der Außenseite der Verteilerpatrone 5.
- 7 - KEIL&SCHAAFHAUSEN
PAT E N TA N WÄ LT E
Bezugszeichenliste:
1 Vorrichtung zum Aufteilen einer Flüssigkeit
2 Gehäuse/Verteilerblock
3 Bohrung
4 Verschlussschraube (erstes Anschlusselement)
5 Verteilerpatrone (zweites Anschlusselement) 6 Zuleitung
7 Zuströmbohrung
8 abgerundeter Übergangsabschnitt
9 Verteilkammer
10 Kanal/Abströmbohrung 11 Umlenkkegel
Claims
1. Vorrichtung zum Aufteilen einer mittels einer Gasströmung transportierten Flüssigkeit in eine Vielzahl von Teilströmen mit einem Gehäuse (2), in welchem eine Zuströmbohrung (7), die sich in eine Vielzahl von Abströmbohrungen (10) verzweigt, vorgesehen ist, wobei die Zuströmbohrungen (7) in eine sich in Strömungsrichtung erweiternde Verteilkammer (9) mündet, dadurch gekenn- zeichnet, dass im Bereich des Übergangs von der Zuströmbohrung (7) in die Verteilkammer (9) ein abgerundeter Übergangsabschnitt ausgebildet ist, wobei auf der dem Ende der Zuströmbohrung (7) gegenüber liegenden Seite der Verteilkammer (9) ein insbesondere konzentrisch zu der Zuströmbohrung (7) ausgerichteter Umlenkkegel (11 ) zum Aufweiten der Strömung ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Umlenkkegels (11 ) sich bis in den abgerundeten Übergangsabschnitt (8) der Zuströmbohrung (7) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Umlenkkegels (11 ) auf der der Zuströmbohrung (7) abgewandten Seite größer ist als der Durchmesser der Zuströmbohrung (7).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmbohrungen (10) um den Umfang des Umlenkkegels (11 ) verteilt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilkammer (9) eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur (3) aufweist. - 9 - KEEL&SCHAAFHAUSEN
P AT E NTA NWÄ LT E
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der Eintrittsöffnungen der Abströmbohrungen (10) in regelmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelfläche des Umlenkkegels (11 ) gegenüber der Längsachse der Verteilkammer (9) um einen Winkel von 30° bis 90°, insbesondere von etwa 60° , angewinkelt ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des jeweils zwischen zwei benachbarten Abströmbohrungen (10) verbleibenden Stegs auf ein Minimum reduziert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmbohrungen (10) in Förderrichtung hinter der
Verteilkammer (9) gruppenweise in gemeinsame Abströmkanäle zusammengeführt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenig- stens zwei Abströmkanäle vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Stirnseiten des Gehäuses (2) jeweils eine Aufnahme ausgebildet ist, von denen die erste zum Aufnehmen eines zuströmseiti- gen Anschlusselements (4) und die zweite zum Aufnehmen eines zweiten Anschlusselements (5) bestimmt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in das vorzugsweise als Verschlussschraube (4) ausgebildete zuströmseitige An- Schlusselement die Zuströmbohrung (7) und in einer ersten seiner Stirnseiten, - 10 - KEDL& SCHAAFHAUSEN
P AT E N TA N WÄ LT E
die im eingebauten Zustand im Gehäuse (2) angeordnet ist, der abgerundete Übergangsabschnitt (8) eingeformt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Umlenkkegel (11) und die Abströmbohrungen (10) an einem in das Gehäuse (2) einschiebbaren Verteilerstück (5) ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Abströmbohrungen (10) in eine auf der Außenfläche des Ver- teilerstückes (5) radial umlaufende Nut mündet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerstück (5) als ein einstückiges Anschlusselement ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als ein Verteilerblock mit einer Bohrung (3) ausgebildet ist.
17. Verwendung einer Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Aufteilen eines durch eine Luft- und/oder Stickstoffströmung transportierten fließfähigen Schmiermittels.
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