WO2023160975A1

WO2023160975A1 - Flachstrahldüse

Info

Publication number: WO2023160975A1
Application number: PCT/EP2023/052441
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Rempp
Original assignee: Lechler Gmbh
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2023-02-01
Publication date: 2023-08-31
Also published as: DE102022201847A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flachsträhldüse: mit einem Düsengehäuse, wobei das: Düsengehäuse eine Austrittskammer aufweist, wobei die Austrittskammer eine mittels einer Blende gebildete Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffhung aufweist, wobei stromabwärts der Eintrittsöffnung ein topfartiger Einsatz: vorgesehen ist, dessen Deckel mittels der Blende gebildet ist und in dessen Boden eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, wobei die Eintrittsöffnung und die Durchgangsöffnung eine gemeinsame Mittelachse aufweisen, und wobei die Austrittsöffnung : stromabwärts des Bodens des topfartigen Einsatzes angeordnet ist, wobei eine Querschnittsfläche der Durchlassöffnung im Boden des topfartigen Einsatzes zwischen zweimal und neunmal größer ist als eine Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung in der Blende.

Description

Flachstrahldüse

Die Erfindung betrifft eine Flachstrahldüse mit einem Düsengehäuse, wobei das Düsengehäuse eine Austrittskammer aufweist, wobei die Austrittskammer eine mittels einer Blende gebildete Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist, wobei stromabwärts der Eintrittsöffnung ein topfartiger Einsatz vorgesehen ist, dessen Deckel mittels der Blende gebildet ist und in dessen Boden eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, wobei die Eintrittsöffnung und die Durchgangsöffnung eine gemeinsame Mittelachse aufweisen und wobei die Austrittsöffnung stromabwärts des Bodens des topfartigen Einsatzes angeordnet ist.

Mit der Erfindung soll eine Flachstrahldüse bereitgestellt werden, die ein sehr grobtropfiges Tropfenspektrum ausgibt und dennoch eine gleichmäßige Flüssigkeitsmengenverteilung über die Sprühbreite hat.

Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass eine Querschnittsfläche der Durchlassöffnung im Boden des topfartigen Einsatzes zwischen zweimal und neunmal größer ist als eine Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung in der Blende.

Überraschenderweise gelingt es mit einer Durchlassöffnung, die mindestens doppelt so groß ist wie die gegenüberliegende Eintrittsöffnung in der Blende, ein sehr grobes Tropfenspektrum im ausgegebenen Flachstrahl bei gleichzeitig sehr gleichmäßiger Sprühmengenverteilung in dem ausgegebenen Sprühstrahl zu erreichen. Die Durchlassöffnung im Boden des topfartigen Einsatzes ist ja stromabwärts der Eintrittsöffnung in der Blende angeordnet. Üblicherweise wäre zu erwarten, dass der durch die Eintrittsöffnung gebildete Flüssigkeitsstrahl durchschießt, also im Wesentlichen unverändert durch die Durchlassöffnung im Boden des topfartigen Einsatzes hindurchtritt. Dieser Effekt des sogenannten Durchschießens tritt bei der erfindungsgemäßen Düse aber überraschenderweise gerade nicht auf. Stattdessen wird, entgegen der Erwartung, überraschenderweise ein Sprühstrahl erzeugt, der sehr große Tropfen aufweist und dadurch auch nur eine geringe Abdrift aufweist. Der topfartige Einsatz kann an seiner Umfangswandung mit gleichmäßig voneinander beabstandeten, parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen sein. Anstelle der Schlitze können im Rahmen der Erfindung aber beispielsweise auch anders gestaltete Öffnungen der Umfangswandung des topfartigen Einsatzes vorgesehen sein. Beim Vorsehen von schlitzartigen Eintrittsöffnungen, die sich bis in den Boden des topfartigen Einsatzes hinein erstrecken, kann der topfartige Einsatz ohne Hinterschneidungen ausgeführt werden und dadurch in einfacher Weise mittels Spritzguss gefertigt werden. In Weiterbildung der Erfindung ist die Eintrittsöffnung am stromabwärts gelegenen Ende eines Kanals in der Blende gebildet und der Querschnitt des Kanals am stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals ist größer als an der Eintrittsöffnung am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals.

Mit anderen Worten verjüngt sich der Kanal in der Blende in Strömungsrichtung.

In Weiterbildung der Erfindung ist der sich verjüngende Abschnitt des Kanals länger als der Abschnitt des Kanals mit konstantem Querschnitt.

In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Verhältnis der Länge des sich verjüngenden Abschnitts zu einer Länge des Abschnitts mit konstantem Querschnitt zwischen 4 und 8 und liegt insbesondere zwischen 5,5 und 6.

In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Verhältnis eines Durchmessers des Kanals am stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals zu einem Durchmesser des Kanals am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals zwischen 1,5 und 2,5.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Austrittsöffnung, die Eintrittsöffnung und die Durchgangsöffnung die gemeinsame Mittelachse auf.

Bei der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse können somit die Austrittsöffnung, die üblicherweise schlitzförmig ausgebildet ist, um eeiinneenn F Fllaacchhssttrraahhli zzuu erzeugen, die Durchgangsöffnung am Boden des topfförmigen Einsatzes und die Eintrittsöffnung in den topfförmigen Einsatz in der Blende auf einer gemeinsamen Mittelachse liegen.

In Weiterbildung der Erfindung verjüngt sich der Kanal vom stromaufwärts gelegenen Beginn kegelstumpfförmig oder der Kanal ist am stromaufwärts gelegenen Beginn abgerundet und ist in Strömungsrichtung sich verjüngend ausgebildet.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Kanal anschließend an den sich verjüngenden stromaufwärts gelegenen Beginn bis zur Eintrittsöffnung einen konstanten Querschnitt auf.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Austrittskammer einen kugelabschnittsförmigen Endabschnitt auf, in dem die Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei ein Durchmesser Dg des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts und ein Abstand I vom stromabwärts liegenden Ende des topfartigen Einsatzes bis zu dem Punkt des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts, der am weitesten vom stromabwärts fegenden Ende des topfartigen Einsatzes entfernt ist, aufeinander abgestimmt sind, so dass ein Verhältnis Dg/I des. Durchmessers Dg zum Abstand I zwischen 0,4 und 0,6 liegt.

Ein solches Verhältnis des Durchmessers Dg und des Abstands I hat sich als äußerst vorteilhaft für die erfindungsgemäße Flachstrahldüse herausgestellt. Innerhalb dieses Bereichs des Durchmesserverhältnisses können unterschiedliche Leistungsgrößen, also Düsen mit unterschiedlichen ausgegebenen Volumenströmen bei gleichem Betriebsdruck, realisiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Austrittskammer einen zylindrischen Eingangsabschnitt auf, der stromabwärts der Blende angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Austrittskammer einen sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitt auf.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Austrittskammer einen kugelabschnittsförmigen Endabschnitt auf, in dem die Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei stromaufwärts des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts ein kreiszylindrischer Abschnitt der Austrittskammer angeordnet ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts entspricht.

In Weiterbildung der Erfindung schließen in der Austrittskammer der zylindrische Eingangsabschnitt, der sich kegelartig verjüngende Zwischenabschnitt, der kreiszylindrische Abschnitt und der kugelabschnittsförmige Endabschnitt in Strömungsrichtung gesehen aneinander an.

Die Austrittskammer verjüngt sich somit stufenförmig im Bereich des sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitts. Diese Gestaltung hat sich als sehr vorteilhaft für die Erzeugung eines groben Tropfenspektrums bei gewünschter Flüssigkeitsverteilung herausgestellt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Blende am Boden eines topfförmigen Distanzstücks angeordnet, wobei stromabwärts der Blende sich der topfartige Einsatz anschließt, wobei das topfförmige Distanzstück einstückig mit dem topfartigen Einsatz ausgebildet ist. Beispielsweise kann bei einer Düse, die nur einen kleinen Volumenstrom ausgeben soll, die Blende am Boden eines topfartigen Einsatzes angeordnet werden, wodurch die Länge der Austrittskammer verkürzt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Boden des topfartigen Einsatzes mit der Durchgangsöffnung entweder stromaufwärts eines sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitts der Austrittskammer oder im Bereich des sich kegelstumpfförmig verjüngenden Zwischenabschnitts der Austrittskammer angeordnet

Bei Düsen, die lediglich einen kleinen Volumenstrom ausgeben sollen, wird der Boden des topfartigen Einsatzes mit der Durchgangsöffnung im Bereich des sich kegelstumpfförmig verjüngenden Zwischenabschnitts der Austrittskammer angeordnet. Dadurch kann eine Länge der Austrittskammer verkürzt werden. Bei gleichzeitiger Reduzierung der Durchmesser der Austrittsöffnung, der Eintrittsöffnung sowie des Durchmessers des kegelabschnittsförmigen Endabschnitts der Austrittskammer kann dadurch auch bei kleinem Volumenstrom ein grobtropfiger Sprühstrahl ausgegeben werden. Soll eine Düse mit größerem Volumenstrom realisiert werden, wird der Boden des topfartigen Einsatzes mit der Durchgangsöffnung stromaufwärts des sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitts der Austrittskammer angeordnet. Der Abschnitt der Austrittskammer stromabwärts der Durchgangsöffnung ist dadurch länger und zusammen mit einem größeren Durchmesser des kegelabschnittsförmigen Endabschnitts der Austrittskammer kann dadurch auch bei großem Volumenstrom ein Sprühstrahl aus großen Tropfen bei gewünschter Flüssigkeitsverteilung ausgegeben werden.

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 und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang dargestellt und/oder beschrieben sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Düse gemäß einer ersten

Ausführungsform, Fig.. 2 eine weitere Seitenansicht der Düse der Fig. 1 , wobei die Düse der Fig. 2 gegenüber der Seitenansicht der Fig. 1 um 90° gedreht ist,

Fig. 3 eine Ansicht der Düse der Fig. 1 von unten,

Fig. 4 eine Ansicht auf die Schnittebene A-A aus Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Düse gemäß einer zweiten

Ausführungsform,

Fig. 6 eine weitere Seitenansicht der Düse der Fig. 5, wobei die Düse der Fig. 6 gegenüber der Seitenansicht der Fig. 5 um 90° gedreht ist,

Fig. 7 eine Ansicht der Düse der Fig. 5 von unten,

Fig. 8 eine Ansicht auf die Schnittebene B-B aus Fig. 6,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Düse gemäß einer dritten

Ausführungsform,

Fig. 10 eine weitere Seitenansicht der Düse der Fig. 9, wobei die Düse gegenüber der Seitenansicht der Fig. 9 um 90° gedreht ist,

Fig. 11 eine Ansicht der Düse der Fig. 9 von unten,

Fig. 12 eine Ansicht auf die Schnittebene C-C aus Fig. 10,

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht der Blende 38,

Fig. 14 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Düse gemäß einer vierten

Ausführungsform,

Fig. 15 eine Schnittansicht auf die Schnittebene A-A in Fig. 14,

Fig. 16 eine Seitenansicht der Blende der Düse aus Fig. 14 und Fig. 15, und

Fig. 17 eine Schnittansicht auf die Schnittebene B-B in Fig. 16. Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Flachstrahldüse 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, die zum Ausgeben eines ersten Volumenstroms bzw. eines ersten Volumenstroms, der innerhalb eines ersten Volumenstrombereichs liegt, vorgesehen ist. Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine erfindungsgemäße Flachstrahldüse 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die zum Ausgeben eines zweiten Volumenstroms bzw. eines Volumenstroms, der innerhalb eines zweiten Volumenstrombereichs liegt, vorgesehen ist. Die Fig. 9 bis 12 zeigen eine erfindungsgemäße Flachstrahldüse 50 gemäß einer dritten Ausführungsform, die zum Ausgeben eines dritten Volumenstroms bzw. eines Volumenstroms, der innerhalb eines dritten Volumenstrombereichs liegt, vvoorrggeesseehheenn iisstt.. Der dritte Volumenstrom bzw. der dritte Volumenstrombereich ist dabei größer als der erste und der zweite Volumenstrom bzw. Volumenstrombereich. Der zweite Volumenstrom bzw. Volumenstrombereich ist größer als der erste Volumenstrom bzw. Volumenstrombereich. Der erste Volumenstrombereich, der zweite Volumenstrombereich und der dritte Volumenstrombereich können sich abschnittsweise überlappen. Eine solche Überlappung ist beispielhaft bei der kleinsten, mittleren und größten Düse einer Baureihe der Fall. Je nach Anwendungsfall sind auch Zwischengrößen möglich. Die Volumenstrombereiche von solchen Zwischengrößen müssen dann nicht überlappen. Die Düse 10 ist somit zum Ausgeben von kleinen Volumenströmen, die Düse 30 ist zum Ausgeben von mittelgroßen Volumenströmen und die Düse 50 ist zum Ausgeben von großen Volumenströmen vorgesehen. Die Düsen 10, 30, 50 sind jeweils als Flachstrahldüsen ausgebildet und für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Insbesondere sind die Flachstrahldüsen 10, 30, 50 zur Verwendung mit pulsweitenmodulierten Ventilen vorgesehen. Bei einer Pulsweitenmodulation wird eine Flüssigkeitszufuhr zu den Düsen 10, 30, 50 an- und ausgeschaltet. Eine Länge oder Weite eines Einschaltpulses legt dabei die Flüssigkeitsmenge fest, die pro Puls zu den Düsen 10, 30, 50 geleitet und dann von den Düsen ausgegeben wird. Die erfindungsgemäßen Düsen 10, 30, 50 sind aber auch für eine konstante und nicht modulierte Beaufschlagung mit Flüssigkeit geeignet.

Die erfindungsgemäßen Düsen 10, 30, 50 können für unterschiedlichste Anwendungszwecke in der Landtechnik verwendet werden, beispielsweise zum grobtropfigen Versprühen von Pflanzenschutzmitteln. Die Düsen 10, 30. 50' können dabei an einem Spritzbalken einer Feldspritze oder dergleichen angeordnet sein. Dabei werden zahlreiche der Düsen 10, 30, 50 nebeneinander angeordnet und so ausgerichtet, dass sich die Flachstrahlen der einzelnen Düsen nicht überlappen, aber in Fahrtrichtung gesehen sich die Sprühstrahlen der einzelnen Düsen überschneiden. Dadurch kann über die gesamte Breite eines Spritzbalkens mit zahlreichen erfindungsgemäßen Düsen eine äußerst gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung erzielt werden. In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Flachstrahldüse 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht dargestellt. Die Flachstrahldüse 10 weist ein Düsengehäuse 12 auf, das in einem Anschlussbereich 14, über den auch zu versprühende Flüssigkeit zugeführt wird, mit einer Bajonettbefestigungsausbildung versehen ist. Das Gehäuse 12 wird mit dem Anschlussbereich 14 auf einen Anschlussflansch aufgesetzt und dann von Hand beispielsweise um 90° verdreht. Hierzu greift ein Bediener an den seitlichen Betätigungsflügeln 16 am Gehäuse 12 an. Diese Drehung um 90° genügt dann, um nicht dargestellte Vorsprünge an dem Anschlussflansch in Ausnehmungen 18 im Anschlussbereich 14 einzurasten. Die Flachstrahldüse 10 kann dadurch in sehr einfacher Weise und werkzeuglos an einem Anschlussflansch einer Spritzvorrichtung befestigt und wieder gelöst werden.

Das Gehäuse weist eine Länge 11 auf. An dem in Fig. 1 unteren Ende, das das stromabwärts liegende Ende der Flachstrahldüse 10 markiert, ist eine Austrittsöffnung 20 zu erkennen. Die Austrittsöffnung 20 ist schlitzförmig ausgebildet und entsteht dadurch, dass ein keilförmiger Schlitz in einen kugelabschnittsförmigen Endabschnitt einer Austrittskammer eingebracht wird, vgl. Fig. 4, was nachfolgend noch erläutert wird. Die schlitzförmige Austrittsöffnung 20 weist dadurch eine linsenartige Form mit zwei gekrümmte Seitenflächen auf, die an zwei gegenüberliegenden spitzen Enden oder Kanten der Austrittsöffnung 20 zusammenlaufen. Im Rahmen der Erfindung ist lediglich eine einzige Austrittsöffnung 20 vorgesehen. Da erfindungsgemäß eine Flachstrahldüse 10 vorgesehen ist, ist die Austrittsöffnung 20 schlitzförmig, um einen Flachstrahl zu formen.

Fig. 2 zeigt die Flachstrahldüse 10 in einer weiteren Seitenansicht, wobei das Gehäuse 12 gegenüber der Ansicht der Fig. 1 um 90° nach links gedreht wurde. In Fig. 2 ist dadurch lediglich einer der Betätigungsflügel 16 zu erkennen. Zu erkennen ist in Fig. 2, dass im Anschlussbereich 14 zwei Ausnehmungen 18 für Vorsprünge einer Bajonettbefestigungseinrichtung an einem nicht dargestellten Anschlussflansch vorgesehen sind, wobei die Ausnehmungen 18 einander gegenüberliegen.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 10 von unten. Der Blick geht in Fig. 3 auf die schlitzförmige Austrittsöffnung 20.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene A-A in Fig. 2. In der Schnittansicht der Fig. 4 ist innerhalb des Düsengehäuses 12 eine Austrittskammer 22 zu erkennen, die einen kreiszylindrischen Abschnitt 24, einen sich kegelstumpfförmig in Strömungsrichtung verjüngenden Zwischenabschnitt 26, einen weiteren kreiszylindrischen Abschnitt 28 und einen kugelabschnittsförmigen Endabschnitt 32 aufweist. Am Grund des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 ist die Austrittsöffnung 20 angeordnet. In Strömungsrichtung durch die Flachstrahldüse 10 folgen in der Austrittskammer der kreiszylindrische Abschnitt 24, der sich kegelstumpfförmig verjüngende Zwischenabschnitt 26, der zweite kreiszylindrische Abschnitt 28 und der kugelabschnittsförmige Endabschnitt unmittelbar aufeinander. Der freie Querschnitt der Austrittskammer 22 verjüngt sich somit zunächst im Bereich des kegelstumpfförmigen Zwischenabschnitts 26 und dann noch unmittelbar stromaufwärts der Austrittsöffnung 20 in dem kugelabschnittsförmigen Endabschnitt 32.

In die Austrittskammer 32 ragt ein topfartiger Einsatz 34 hinein, der an seiner Umfangswand mit mehreren, gleichmäßig voneinander beabstandeten Schlitzen und in seinem Boden mit einer Durchgangsöffnung 36 versehen ist. Den Deckel des topfartigen Einsatzes 22 bildet eine Blende 38, die mit einer Eintrittsöffnung 40 versehen ist. Die Eintrittsöffnung 40 und die Durchgangsöffnung 36 liegen auf einer gemeinsamen Achse, bei der dargestellten Ausführungsform auf der Mittellängsachse 42 des Düsengehäuses 12. Auch die Austrittskammer 22 ist konzentrisch zur Mittellängsachse 42 ausgebildet.

Die Flachstrahldüse 10 zeigt eine Düse für die Ausgabe eines vergleichsweise kleinen Volumenstroms. Ein Abstand 11 zwischen dem Boden des topfförmigen Einsatzes 34 und dem Boden des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 ist daher vergleichsweise kurz gewählt. Dies wird dadurch erreicht, dass der topfartige Einsatz 34 an einem topfförmigen Distanzstück 44 angebracht ist, das in das Düsengehäuse 12 eingesetzt ist. Stromaufwärts des topfförmigen Distanzstücks 44 ist noch ein Dichtring 46 angeordnet.

Zu versprühende Flüssigkeit gelangt über den Anschlussbereich 14 in die Flachstrahldüse 10 und in das Innenvolumen des topfförmigen Distanzstücks 44. Die zu versprühende Flüssigkeit tritt dann durch die Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38 hindurch und in den Innenraum des topfartigen Einsatzes 34 ein. Aus dem Inneren des topfartigen Einsatzes 34 kann die zu versprühende Flüssigkeit dann durch die Schlitze in der Umfangswand des topfartigen Einsatzes 34 und durch die Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfartigen Einsatzes 34 in die Austrittskammer 32 eintreten. Die zu versprühende Flüssigkeit tritt in die Austrittskammer 22 ein. Aus der Austrittskammer 22 gelangt die zu versprühende Flüssigkeit dann durch die Austrittsöffnung 20 in Form eines Flachstrahls hinaus.

Mit der erfindungsgemäßen Düse lässt sich über die Breite des Flachstrahls bzw. die Fläche des Flachstrahls gesehen eine sehr gleichmäßige Sprühmengenverteilung beim Einsatz der Düsen im Verband, also mehrerer Düsen in vorbestimmtem Abstand nebeneinander, erreichen. Darüber hinaus wird auch ein Flachstrahl mit sehr groben Tropfen erzeugt. Der von der Flachstrahldüse 10 ausgegebene Sprühstrahl ist dadurch nur einer sehr geringen Abdrift unterworfen. Die erfindungsgemäße Flachstrahldüse 10 ist dadurch sehr gut für den Einsatz an landwirtschaftlichen Sprühvorrichtungen geeignet.

Ein Durchmesser der Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38 ist in Fig. 4 mit Db1 bezeichnet. Ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfartigen Einsatzes 34 ist in Fig. 4 mit Del bezeichnet. Ein Durchmesser des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 und des kreiszylindrischen Abschnitts 28 unmittelbar stromaufwärts des Endabschnitts 32 ist mit Dg1 bezeichnet. Ein Abstand zwischen dem Boden des topfartigen Einsatzes 34 und dem Boden des Endabschnitts 32 ist mit 11 bezeichnet.

Im Rahmen der Erfindung ist eine Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfartigen Einsatzes 34 zwischen zweimal und neunmal größer als eine Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38. Dies bedeutet, dass der Durchmesser Del der Durchgangsöffnung 36 zwischen 1 ,4- und 3-mal größer ist als der Durchmesser Db1 der Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38.

Überraschenderweise lässt sich trotz der deutlich größeren Durchgangsöffnung 36 im Vergleich zu der Eintrittsöffnung 40 ein grobes Tropfenspektrum im ausgegebenen Flachstrahl erzielen. Überraschenderweise tritt nämlich der Effekt des sogenannten Durchschießens bei der erfindungsgemäßen Düse nicht auf. Als Durchschießen wird ein Effekt bezeichnet, wenn ein durch die Eintrittsöffnung 40 gebildeter Flüssigkeitsstrahl im Wesentlichen unverändert den Innenraum des topfförmigen Einsatzes 34 durchquert und die deutlich größere Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfförmigen Einsatzes 34 im Wesentlichen ungestreift passiert. Genau dieser Effekt des Durchschießens wird trotz der im Vergleich zu der Eintrittsöffnung 40 deutlich größeren Durchgangsöffnung 36 vermieden, obwohl die Eintrittsöffnung 40 und die Durchgangsöffnung 36 auf der Mittellängsachse 42 des Gehäuses 12 angeordnet sind. Stattdessen wird mit der erfindungsgemäßen Düse ein sehr gleichmäßiges und grobes T ropfenspektrum im ausgegebenen Flachstrahl erzielt.

Im Rahmen der Erfindung sind ein Durchmesser Dg1 des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 und der Abstand 11 vom Boden des topfförmigen Einsatzes 34 bis zum Boden des Endabschnitts 32 aufeinander abgestimmt. Unabhängig von der Leistungsgröße der erfindungsgemäße Düse 10, also unabhängig von dem durch den Flachstrahl der Flachstrahldüse 10 ausgegebenen Volumenstrom, liegt das Verhältnis Dg1 zu 11 im Bereich zwischen 0,4 und 0,6. Die erfindungsgemäße Flachstrahldüse 10 ist, wie die weiteren nachfolgend noch beschriebenen erfindungsgemäßen Flachstrahldüsen 30, 50, sowohl für den Einsatz mit pulsweitenmodulierten (PWM) Eingangsventilen wie auch für eine kontinuierliche Beaufschlagung mit zu versprühender Flüssigkeit geeignet.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Düse 30 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Flachstrahldüse 30 ist gegenüber der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 3 für die Ausgabe eines größeren Volumenstroms vorgesehen. Im Übrigen ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 30 aber sehr ähnlich zum Aufbau der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 3. Es werden daher im Folgenden lediglich die Unterschiede zwischen der Flachstrahldüse 30 der Fig. 5 bis 8 und der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 4 erläutert. Elemente, die mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 4 bezeichnet sind, sind funktionsgleich und werden nicht erneut erläutert.

Anhand eines Vergleichs der Fig. 5 und 1 ist zu erkennen, dass die Austrittsöffnung 20 der Flachstrahldüse 30 der Fig. 5 etwas breiter ausgeführt ist als die Austrittsöffnung 20 der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1. Auch dadurch wird erreicht, dass die Flachstrahldüse 30 im Vergleich zu der Flachstrahldüse 10 einen größeren Volumenstrom ausgibt. Die Länge I2 des Gehäuses 12 der Flachstrahldüse 30 der Fig. 5 bis 8 ist größer als die Länge 11 der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 4. Dadurch wird vor allem eine Länge der Austrittskammer 22 vergrößert und speziell ist, siehe Fig. 8, ein Abstand I2 zwischen dem Boden des topfartigen Einsatzes 34 und dem Boden des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32, in dem die Austrittsöffnung 20 angeordnet ist, größer als der Abstand 11 bei der Flachstrahldüse 10 der Fig. 1 bis 4.

Fig. 6 zeigt eine gegenüber der Seitenansicht der Fig. 5 um 90° gedrehte Seitenansicht der Flachstrahldüse 30.

Fig, 7 zeigt eine Ansicht der Flachstrahldüse 30 von unten.

Fig. 8 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene B-B in Fig. 6. Zu erkennen ist in Fig. 8 das topfförmige Distanzstück 44, an das sich der topfartige Einsatz 34 anschließt. Die Blende 38 bildet den Deckel des topfartigen Einsatzes 34. Wie bei der Flachstrahldüse 10 sind die Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38 und die Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfartigen Einsatzes 34 auf der Mittellängsachse 42 des Gehäuses 12 angeordnet. Die Eintrittsöffnung 40 weist einen Durchmesser Db2 auf, der größer ist als der Durchmesser Db1 der Flachstrahldüse 10. Die Durchgangsöffnung 36 weist einen Durchmesser De2 auf, der größer ist als der Durchmesser Del der Flachstrahldüse 10. Der Durchmesser De2 ist aber ebenfalls 1 ,4- bis 3- mal größer als der Durchmesser Db2 und infolgedessen ist auch eine Querschnittsfläche der Durchlassöffnung 36 im Boden des topfartigen Einsatzes 34 zwischen zweimal und neunmal größer als eine freie Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 40 der Blende 38.

Der Durchmesser Dg2 des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 ist größer als der Durchmesser Dg1 des Endabschnitts 32 der Flachstrahldüse 10. Auch der Abstand I2 zwischen dem Boden des topfartigen Einsatzes 34 und dem Boden des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 ist größer als bei der Flachstrahldüse 10. Das Verhältnis Dg2/I2 liegt aber wie bei der Flachstrahldüse 10 zwischen 0,4 und 0,6.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 50 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Flachstrahldüse 50 weist einen zu den Flachstrahldüsen 10, 30 der Fig. 1 bis 8 sehr ähnlichen Aufbau auf, so dass lediglich Unterschiede zu den Flachstrahldüsen 10, 30 erläutert werden. Elemente, die mit den gleichen Bezugszeichen wie bei den Flachstrahldüsen 10, 30 der Fig. 1 bis 8 bezeichnet sind, weisen die gleiche Funktion auf und werden nicht erneut erläutert.

Das Gehäuse 12 der Flachstrahldüse 50 weist eine Länge I3 auf, die größer als die Länge I2 des Gehäuses 12 der Flachstrahldüse 30 ist und die größer als die Länge 11 des Gehäuses 12 der Flachstrahldüse 10 ist. Dies führt zu einer größeren Länge der Austrittskammer 22 der Flachstrahldüse 30 im Vergleich zu der Länge der Austrittskammem 22 der Flachstrahldüse 30. Die Flachstrahldüse 50 ist für die Ausgabe eines größeren Volumenstroms vorgesehen als die Flachstrahldüse 30 und als die Flachstrahldüse 10. Dies ist auch daran zu erkennen, dass die Austrittsöffnung 20 der Flachstrahldüse 50 im Vergleich zu der Austrittsöffnung 20 der Flachstrahldüse 30 der Fig. 5 etwas breiter und tiefer ausgebildet ist.

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht der Flachstrahldüse 50, die gegenüber der Darstellung der Fig. 9 um 90° gedreht ist.

Fig. 11 zeigt eine Ansicht der Flachstrahldüse 50 von unten.

Fig. 12 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene C-C in Fig. 10.

Es ist zu erkennen, dass bei der Flachstrahldüse 50 das topfförmige Distanzstück 44, wie es bei den Flachstrahldüsen 10, 30 vorgesehen war, entfallen ist. Stattdessen ist der topfartige Einsatz 34 unmittelbar in das Gehäuse 12 eingesetzt worden und der Dichtring 46 liegt unmittelbar auf der Oberseite des topfartigen Einsatzes 34 auf. Der topfartige Einsatz 34 ist aber gleich ausgebildet wie der topfartige Einsatz 34 der Flachstrahldüsen 10, 30, bei der Flachstrahldüse 50 weist der topfartige Einsatz 34 lediglich räumlich größere Dimensionen auf. Den Deckel des topfartigen Einsatzes 34 bildet die Blende 38, die mit der Eintrittsöffnung 40 versehen ist. Im Boden des topfartigen Einsatzes 34 ist die Durchgangsöffnung 36 vorgesehen. Die Eintrittsöffnung 40 und die Durchgangsöffnung 36 liegen auf einer gemeinsamen Achse, nämlich der Mittellängsachse des Gehäuses 12, die in Fig. 12 nicht eingezeichnet ist.

Auch die Austrittsöffnung 20 liegt auf der Mittellängsachse des Gehäuses, wie dies auch bei den Flachstrahldüsen 10, 30 der Fall ist.

Da das topfförmige Distanzstück bei der Flachstrahldüse 50 entfallen ist, ist ein Abstand I3 zwischen dem Boden des topfartigen Einsatzes 34 und dem Boden des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts 32 der Austrittskammer 22 größer als bei den Flachstrahldüsen 10, 30. Auch der Durchmesser Dg3 des Endabschnitts 32 ist größer als bei den Flachstrahldüsen 10, 30. Dennoch liegt das Verhältnis Dg3/I3 zwischen 0,4 und 0,6 wie bei den Flachstrahldüsen 10, 30 der Fig. 1 bis 8.

Die Eintrittsöffnung 40 weist einen Durchmesser Db3 auf, der größer ist als der Durchmesser der Eintrittsöffnungen 40 der Flachstrahldüsen 10, 30. Der Durchmesser De3 der Durchgangsöffnung 36 im Boden des topfförmigen Einsatzes 34 ist größer als der Durchmesser der Durchgangsöffnungen 36 bei den Flachstrahldüsen 10, 30. Auch bei der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 50 ist aber der Durchmesser De3 zwischen 1 ,4- und 3-mal größer als der Durchmesser Db3 der Eintrittsöffnung 40. Infolgedessen ist auch eine freie Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 36 zwischen zweimal und neunmal größer als eine freie Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 40 in der Blende 38.

Auch mit der erfindungsgemäßen Flachstrahldüse 50 kann dadurch ein Flachstrahl mit sehr gleichmäßigem, grobem Tropfenspektrum erzeugt werden und es kann auch eine gleichmäßige Sprühmengenverteilung über die Breite des Sprühstrahls erzeugt werden.

Fig. 13 zeigt eine schematische Schnittansicht der Blende 38. Die Blende 38 weist die Eintrittsöffnung 40 auf, die für die Flachstrahldüsen 10, 30, 50 jeweils einen anderen Durchmesser Db1, Db2 bzw. Db3 hat. Im Rahmen der Erfindung kann die Eintrittsöffnung 40 am stromabwärts gelegenen Ende eines Kanals in der Blende 38 gebildet sein. Wie Fig. 13 zu entnehmen ist, ist der Querschnitt des Kanals am stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals größer als an der Eintrittsöffnung 40 am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals. Fig 13 ist weiter zu entnehmen, dass der Kanal am stromaufwärts gelegenen Beginn abgerundet und sich in Strömungsrichtung verjüngend ausgebildet ist. Anschließend an den abgerundeten Beginn des Kanals hat dieser bis zur Eintrittsöffnung 40 dann wieder einen konstanten Querschnitt.

Eine solche Gestaltung des Kanals in der Blende 38 hat sich für die erfindungsgemäße Flachstrahldüse 10, 30, 50 als vorteilhaft erwiesen.

Fig. 14 zeigt eine erfindungsgemäße Flachstrahldüse 70 gemäß einer vierten Ausführungsform.

Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht auf die Schnittebene A-A in Fig. 14 der Flachstrahldüse 70. Die Flachstrahldüse 70 ist im Wesentlichen identisch zur Flachstrahldüse 10 der Fig. 4 aufgebaut, so dass lediglich die Unterschiede zur Flachstrahldüse 10 der Fig. 4 erläutert werden.

In das Gehäuse 12 der Flachstrahldüse 70 ist im Unterschied zur Blende 10 der Fig. 4 eine anders ausgebildete Blende 60 eingesetzt. Die Blende 60 wird noch anhand der Fig. 16 und Fig. 17 erläutert.

Im Übrigen ist die Flachstrahldüse 70 identisch aufgebaut zur Flachstrahldüse 10 der Fig. 4. Wie bei der Flachstrahldüse 10 der Fig. 4 liegen die Eintrittsöffnung 40, die am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals 62 der Blende 60 gebildet ist, die Durchgangsöffnung 36 am Boden des topfförmigen Einsatzes 22 und die Austrittsöffnung 20 auf der gemeinsamen Mittelachse 42 beziehungsweise teilen sich die gemeinsame Mittelachse 42. Mit anderen Worten fluchten die Eintrittsöffnung 40, die Durchgangsöffnung 36 und die Austrittsöffnung 20.

Die Austrittsöffnung 20 ist schlitzförmig ausgebildet und weist infolgedessen eine größere Querabmessung, in Fig. 15 senkrecht zur Zeichenebene, und eine kleine Querabmessung kQ auf. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung 36 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und weist einen Durchmesser Del auf. Erfindungsgemäß kann ein Verhältnis des Durchmessers Del der Durchgangsöffnung 36 zu der kleinen Querabmessung kQ der Austrittsöffnung 20 zwischen 2,5 und 4 liegen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Fig. 15 liegt dieses Verhältnis bei 2,94.

Fig. 16 zeigt die Blende 60 der Flachstrahldüse 70 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht auf die Schnittebene B-B in Fig. 16 auf die Blende 60. Die Blende 60 kann an derselben Stelle vorgesehen sein wie die Blende 38, siehe auch Fig. 15. Im Unterschied zur Blende 38 weist die Blende 60 einen Kanal 62 auf, der in einem ersten Abschnitt 64 sich kegelförmig verjüngt, wobei der erste Abschnitt 64 vom stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals 62 ausgeht. In einem zweiten Abschnitt 66 ist der Querschnitt des Kanals 62 konstant. Der zweite Abschnitt 66 erstreckt sich vom Ende des ersten Abschnitts 64 bis zum stromabwärts gelegenen Ende des Kanals 62. Am Ende des Kanals 62 ist die Eintrittsöffnung 40 gebildet. In Strömungsrichtung gesehen, in Fig. 16 und Fig. 17 also von oben nach unten, ist die Länge des ersten, sich verjüngenden Abschnitts 64 größer als die Länge des zweiten Abschnitts 66 mit konstantem Querschnitt. Im Rahmen der Erfindung kann ein Verhältnis der Länge des sich verjüngenden Abschnitts 64 zu einer Länge des Abschnitts mit konstantem Querschnitt 66 zwischen 4 und 8 liegen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Fig. 16 und Fig. 17 liegt das Verhältnis der Länge des ersten Abschnitts 64 zur Länge des zweiten Abschnitts 66 zwischen 5,5 und 6.

Ein Durchmesser des Kanals 62 am stromaufwärts gelegenen Ende, in Fig. 14 also oben, zu einem Durchmesser des Kanals 62 am stromabwärts gelegenen Ende, in Fig. 14 also unten, kann erfindungsgemäß zwischen 1 ,5 und 2,5 liegen. Der sich kegelstumpfförmig verjüngende erste Abschnitt 64 endet am Beginn des kreiszylindrischen zweiten Abschnitts 66 mit konstantem Durchmesser.

Claims

Patentansprüche

1. Flachstrahldüse (10; 30; 50) mit einem Düsengehäuse (12), wobei das Düsengehäuse (12) eine Austrittskammer (22) aufweist, wobei die Austrittskammer (22) eine mittels einer Blende (38) gebildete Eintrittsöffnung (40) und eine Austrittsöffnung (20) aufweist, wobei stromabwärts der Eintrittsöffnung (40) ein topfartiger Einsatz (34) vorgesehen ist, dessen Deckel mittels der Blende (38) gebildet ist und in dessen Boden eine Durchgangsöffnung (36) angeordnet ist, wobei die Eintrittsöffnung (40) und die Durchgangsöffnung (36) eine gemeinsame Mittelachse (42) aufweisen, und wobei die Austrittsöffnung (20) stromabwärts des Bodens des topfartigen Einsatzes (34) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche der Durchgangöffnung (36) im Boden des topfartigen Einsatzes (34) zwischen zweimal und neunmal größer ist als eine Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung (40) in der Blende (38).

2. Flachstrahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (40) am stromabwärts gelegenen Ende eines Kanals in der Blende (38) gebildet ist, und dass der Querschnitt des Kanals am stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals größer ist als an der Eintrittsöffnung (40) am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals.

3. Flachstrahldüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal sich vom stromaufwärts gelegenen Beginn kegelstumpfförmig verjüngt oder dass der Kanal am stromaufwärts gelegenen Beginn abgerundet und sich in Strömungsrichtung verjüngend ausgebildet ist.

4. Flachstrahldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal anschließend an den sich verjüngenden stromaufwärts gelegenen Beginn bis zur Eintrittsöffnung (40) einen konstanten Querschnitt aufweist.

5. Flachstrahldüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich verjüngende Abschnitt des Kanals länger ist als der Abschnitt des Kanals mit konstantem Querschnitt.

6. Flachstrahldüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Länge des sich verjüngenden Abschnitts zu einer Länge des Abschnitts mit konstantem Querschnitt zwischen 4 und 8 liegt, insbesondere zwischen 5,5 und 6 liegt.

7. Flachstrahldüse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Durchmessers des Kanals am stromaufwärts gelegenen Beginn des Kanals zu einem Durchmesser des Kanals am stromaufwärts gelegenen Ende zwischen 1,5 und 2,5 liegt.

8. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (20) die Eintrittsöffnung (40) und die Durchgangsöffnung (36) die gemeinsame Mittelachse (42) aufweisen.

9. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskammer (22) einen kugelabschnittsförmigen Endabschnitt (32) aufweist, in dem die Austrittsöffnung (20) angeordnet ist, wobei ein Durchmesser (Dg1, Dg2, Dg3) des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts (32) und ein Abstand (I1 , I2, I3) vom stromabwärts liegenden Ende des topfartigen Einsatzes (34) aufeinander abgestimmt sind, so dass ein Verhältnis Dg/I des Durchmessers Dg zum Abstand I zwischen 0,4 und 0,6 liegt.

10. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskammer (22) einen zylindrischen Eingangsabschnitt aufweist, der stromabwärts der Blende (38) angeordnet ist.

11. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskammer (22) einen sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitt (26) aufweist.

12. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskammer (22) einen kugelabschnittsförmigen

Endabschnitt (32) aufweist, in dem die Austrittsöffnung (20) angeordnet ist, wobei stromaufwärts des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts (32) ein kreiszylindrischer Abschnitt (28) der Austrittskammer (22) angeordnet ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des kugelabschnittsförmigen Endabschnitts (32) entspricht.

13. Flachstrahldüse nach Anspruch 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austrittskammer (22) der zylindrische Eingangsabschnitt (24), der sich kegelartig verjüngende Zwischenabschnitt (26), der kreiszylindrische Abschnitt (28) und der kugelabschnittsförmige Endabschnitt (32) in Strömungsrichtung gesehen aneinander anschließen.

14. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung schlitzartig ausgebildet ist und eine kleine Querabmessung und eine große Querabmessung aufweist, wobei ein Verhältnis eines Durchmessers durch Durchgangsöffnung (36) zu der kleinen Querabmessung der Austrittsöffnung zwischen 2,5 und 4 liegt.

15. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (38) am Boden eines topfförmigen Distanzstücks (44) angeordnet ist, wobei stromabwärts der Blende (38) sich der topfartige Einsatz (34) anschließt, wobei das topfförmige Distanzstück (44) einstückig mit dem topfartigen Einsatz (34) ausgebildet ist.

16. Flachstrahldüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des topfartigen Einsatzes (34) mit der Durchgangsöffnung (36) entweder stromaufwärts eines sich kegelartig verjüngenden Zwischenabschnitts (26) der Austrittskammer (22) oder im Bereich des sich kegelstumpfförmig verjüngenden Zwischenabschnitts (26) der Austrittskammer (22) angeordnet ist.