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DE3514287A1 - Druckluft-betriebene spruehduese - Google Patents

Druckluft-betriebene spruehduese

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DE3514287A1
DE3514287A1 DE19853514287 DE3514287A DE3514287A1 DE 3514287 A1 DE3514287 A1 DE 3514287A1 DE 19853514287 DE19853514287 DE 19853514287 DE 3514287 A DE3514287 A DE 3514287A DE 3514287 A1 DE3514287 A1 DE 3514287A1
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Germany
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James Clarendon Hills Ill. Haruch
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Spraying Systems Co
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Description

3SH287
Druckluft-betriebene Sprühdüse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluft-betriebene Sprühdüse und insbesondere auf eine Sprühdüse, die ein fächerförmiges Sprührauster erzeugt und die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für das Aufbringen von landwirtschaftlichen Chemikalien verwendbar ist.
Beim Aufbringen von landwirtschaftlichen Chemikalien verläuft die Entwicklung in Richtung auf die Verwendung von relativ viskosen Materialien, wie beispielsweise Leinsamenöl, Sojabohnenöl und verschiedene Frodukte auf Petroleumbasis, als flüssiges Trägermittel für die Chemikalien, um auf diese Weise die Menge des flüssigen Trägermittels zu verringern, das für die beabsichtigte Verwendung transportiert werden muß. Die Verwendung derartiger viskoser Trägermittel ruft jedoch bei der Anwendung Schwierigkeiten hervor, weil es bisher unmöglich ist, eine einwandfreie Verteilung und Zerstäubung der Sprühteilchen zu erzielen, und v/eil eine umfangreichere Düsenwartung aufgrund von Verstopfungen und dergleichen erforderlich war. Weiterhin waren hierbei relativ hohe Sprühdrücke erforderlich. Obwohl Druckluft-betriebene Sprühdüsen zur Verfügung stehen, die ein Aufbrechen und Zerstäuben der Teilchen erleichtern, weisen diese Druckluft-betriebenen Sprühdüsen allgemein den Nachteil auf, daß sie eine ungleichförmige Flüssigkeitsverteilung und Teilchengröße aufweisen.
BAD
35H287
-s-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Druckluft-betriebene Sprühdüse zu schaffen, die eine gleichförmigere Sprühstrahlverteilung in einem gut definierten fächerförmigen Sprühmuster hervorruft, wobei eine große Gleichförmigkeit der Teilchengröße in einem stark zerstäubten Sprühmuster erzielt werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Veiterbildüngen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Sprühdüse ergibt eine gleichförmigere Sprühstrahlverteilung in einem gut definierten fächerförmigen Sprühmuster, wobei ein sehr stark zerstäubtes Sprühmuster mit größerer Gleichförmigkeit der Teilchengröße erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Sprühdüse ist zum Versprühen von relativ viskosen Flüssigkeiten geeignet, wobei sich verbesserte Sprüheigenschaften ergeben und ein Verstopfen der Düse verhindert wird.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Sprühdüse bei relativ niedrigen Sprühdrücken und Strömungsgeschwindigkeiten betrieben werden.
Die erfindungsgemäße Sprühdüse weist schließlich einen relativ einfachen Aufbau auf, so daß sie in der Herstellung wirtschaftlich und in der Anwendung zuverlässig ist.
BAD OP!H3!NAL
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansieht einer Ausführungsform der Sprühdüse,
Fig. 2 eine vertikale Schnittansieht der Düsenspitze der Ausführungsform der Sprühdüse nach Fig. 1 entlang der Ebene der Linie 2-2.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Druckluft-betriebenen Sprühdüse beschrieben.
Wie dies aus Fig. 1 zu erkennen ist, weist die Ausführungsform der Sprühdüse 10 einen langgestreckten hohlen Düsenkörper 11 auf. Dieser Düsenkörper 11 weist eine Lufteinlaßöffnung 12, die an einem Ende des Düsenkörpers ausgebildet ist, eine Flüssigkeitseinlaßöffnung 14-, die auf einer Seite des Düsenkörpers, in diesem Fall unter einem rechten Winkel zur Lufteinlaßöffnung 12 angeordnet ist, und eine Düsenspitze 15 auf, die an dem der Lufteinlaßöffnung 12 gegenüberliegenden Ende des Düsenkörpers angeordnet ist. Die Lufteinlaßöfinung 12 erstreckt sich in den Düsenkörper 11 in sich nach innen verjüngender Weise und steht mit einer einen vergrößerten Durchmesser aufweisenden Misch- und Zerstäubungskamrner 20 in Verbindung, die sich in Längsrichtung durch den Rest des Düsenkörpers erstreckt. Das auf der Seite der
Lufteinlaßöffnung gelegene Ende des Düsenkörpers 11 ist mit einem Außengewinde 21 versehen, so daß es eine geeignete Druckluftzufuhrleitung aufnehmen kann.
Die Flüssigkeitseinlaßöffnung 14 ist bei der dargestellten Ausführungsforin durch ein Paßstück 22 gebildet, dessen inneres Ende 24 in eine radiale Bohrung 25 eingeschraubt ist, die sich durch eine Seitenwand des Düsenkörpers 11 in die Kammer 20 erstreckt- Eine O-Ring-Dichtung 26 ist zwischen einem radialen Befestigungsflansch 28 des Paßstücks 22 und einem kreisringförmigen Sitz 29 in dem Düsenkörper 11 eingefügt. Das Paßstück 22 weist ein sich nach außen erstreckendes Ende auf,das mit einem Außengewinde 30 versehen ist, auf dem eine geeignete Flüssigkeitszufuhrleitung befestigt werden kann. Beim Zerstäuben von landwirtschaftlichen Chemikalien würde eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, Leinsamenöl, Sojabohnenöl oder ein anderes flüssiges Trägermittel, mit dem die Chemikalie oder die Chemikalien gemischt sind, der Flüssigkeitseinlaßöffnung 22 zugeführt werden, die eine sich nach innen verjüngende Form aufweist und mit der Kammer 20 in Verbindung steht.
Zur Befestigung der Düsenspitze 15 an dem Düsenkörper 11 ist die Düsenspitze 15 mit einen Urafangsflansch 31 versehen, der gegen das Ende des Düsenkörpers 11 mit Hilfe einer Kiemmutter 32 festgeklemmt wird, die auf das Auslaßende des Düsenkörpers 11 aufgeschraubt ist. Die Düsenspitze 15 ist mit einer Auslaßöffnung 34 versehen, die mit dem Auslaßende der Misch- und Zerstäubungskamrner 20 des Düsenkörpers 11 in Verbindung steht, und eine kreisringförmige Dichtung 55 ist zwischen der Düsenspitze 15
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und dem Düsenkörper 11 angeordnet, um den Umfang der Düsenspitze abzudichten.
Bei der beschriebenen Ausführungsform treten quer zueinander ausgerichtete Ströme von Druckluft und Flüssigkeit in die Misch- und Zerstäubungskammer des Düsenkörpers ein und konvergieren hier, wodurch eine Vorζerstäubung der Flüssigkeit hervorgerufen wird, die danach unter der Einwirkung des Hochgeschwindigkeits-Luftstromes aus der Düsenauslaßöffnung herausbewegt und gegen einen Ablenkflansch der Düsenspitze geleitet wird, der die Flüssigkeit weiter zerstäubt und sie auf ein gut definiertes ebenes fächerförmiges Sprühauster mit gleichförmiger Verteilung und Teilchengröße umlenkt. Zu diesem Zweck wird gemäß Fig. 1 ein Hochgeschwindigkeits-Luftstrom durch die Lufteinlaßöffnung 12 eingeleitet und dieser Luftstrom verläuft in Längsrichtung in die Misch- und Zerstäubungskammer und durch diese hindurch. Gleichzeitig tritt durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 14 eingeleitete Flüssigkeit in die Kammer quer zum Hochgeschwindigkeits-Luftstrom derart ein, daß die Flüssigkeits- und Luftströae im Inneren der Kammer 20 konvergieren.
Um die Zerstäubung der konvergierenden Flüssigkeits- und Luftströme in der Misch- und Zerstäubungskammer 20 zu verbessern, weist diese Kammer 20 eine sich nach innen erstreckende Prallsäule oder einen Tisch 40 auf, der diametral gegenüberliegend zur Flüssigkeitseinlaßöffnung 14 angeordnet ist. Die Prallsäule 40 ist in diesem Fall am Ende eines Schraubenbauteils 41 ausgebildet, das in eine radiale Bohrung in der Seitenwand des Düsenkörpers 11 eingeschraubt ist. Eine O-Ring-Dichtung 44 ist wiederum
BAD ORIGINAL
zwischen einem äußeren Befestigungsflansch 45 des Schraubenbauteils 41 und derr, Düsenkörper 11 angeordnet, ura eine gute Abdichtung zwischen diesen Teilen sicherzustellen. Die Prallsäule 40 bildet in diesem Fall eine ebene kreisringförmige Prallfläche 46, die in Abstand von dem Auslaßende der Flüssigkeitseinlaßöffnung 14 angeordnet ist. Das Schraubenbauteil 41 ist derart in dem Düsenkörper 11 angeordnet, daß die Prallfläche 46 ungefähr auf der Längsachse der Misch- und Zerstäubungskammer 20 liegt, so daß, wenn die Flüssigkeit auf die Prallfläche auftrifft, sie von dem Düsenstrahl der Druckluft überstrichen wird, die in die Kammer von der Lufteinlaßöffnung 12 aus eintritt. Der Flüssigkeitsstrom wird hierdurch in eine zerstäubte Mischung mit der Luft aufgebrochen, und zwar durch die kombinierte Wirkung des Auftreffens auf die Prallfläche 46 und des Hochgeschwindigkeits-Luftstroms, der eine Turbulenz in den so hervorgerufenen Flüssigkeitsteilchen hervorruft, die sich weiter mit dem Luftstrom mischen, während sie durch die Kammer 20 und zur Auslaßöffnung 34 der Düsenspitze 15 bewegt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Düsenspitze 15 mit einem Ablenkflansch 50 ausgebildet, der quer zur Bewegungsrichtung der Flüssigkeitsteilchen angeordnet ist, die in die Auslaßöffnung 3^ eintreten, so daß die Teilchen mit erheblicher Kraft auf den Ablenkflansch suftreffen und weiter aufgeteilt und zerstäubt werden, so deß sich kleine Teilchen mit relativ gleichförmiger Größe ergeben, die danach in ein gut definiertes ebenes fächerförmiges Sprühmuster qiier zur Achse des Düsenkörpers 11 umgelenkt werden. Der Ablenkflansch 50 weist in diesem Fall eine beträchtlich größere Breite "W" auf, als das
BAD
Auslaßende der Auslaßöffnung 3^, und dieser Flansch bildet eine bogenförmige Ablenkoberfläche, die am Auslaßende der Auslaßöffnung J4- beginnt und sich gekrümmt zu einer Endlippe 50a fortsetzt, die in Querrichtung gegenüber der Auslaßöffnung 34 versetzt ist. Während der Ablenkflansch 50 eine wirkungsvolle Verbesserung der Zerstäubung des austretenden Strahls hervorruft, ergibt die bogenförmige Form des Flansches eine bessere Steuerung des Sprühmusters, so daß die fein zerstäubten Flüssigkeitsteilchen ein gut definiertes Sprühmuster mit relativ geringer Breite bilden und relativ gleichförmig als Nebel über das gesamte Sprühmuster verteilt sind.
Die beschriebene Sprühdüse 10 weist mehrere unerwartete Vorteile auf. Zunächst ergibt die Sprühdüse eine Zerstäubung mit verbesserter Gleichförmigkeit des Sprühstrahls und der Teilchengröße, und diese Eigenschaften v/erden selbst dann erzielt, wenn viskose flüssige Materialien, wie beispielsweise Leinsamenöl, Sojabohnenöl, Produkte auf Petroleumbasis oder dergleichen, als flüssiges Trägermittel für die landwirtschaftlichen Chemikalien verwendet werden. Die Sprühdüse arbeitet weiterhin in wirkungs\roller Weise bei relativ niedrigen Drücken, beispielsweise in der Größenordnung von 0,34-5 bis 0,7 bar, und bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Gleichzeitig können die Teilchengröße und die Sprühverteilung mit hoher Genauigkeit durch die Steuerung der Luftzufuhr geändert werden. Die relativ einfache Konstruktion der Düse erleichtert nicht nur eine wirtschaftliche Herstellung, sondern ermöglicht auch die Zerstäubung von viskosen flüssigen Trägermitteln ohno die Gefahr eines Verstopfenr, der Düse oder andere Wnrtungaprobleme, wie sie bisher bei
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--ft-
Sprühdüsen auftraten, die für diesen Zweck verwendet wurden. Damit ist die beschriebene Sprühdüse speziell für das Zerstäuben von landwirtschaftlichen Chemikalien geeignet, obwohl sie selbstverständlich auch für andere Sprühanwendungen verwendet v/erden kann.
Es ist weiterhin zu erkennen, daß, obwohl die Düsenspitze in der dargestellten Ausführungsforra als getrennter entfernbarer Teil dargestellt ist, die Auslaßöffnung und der Ablenkflansch auch einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildet sein können.

Claims (16)

Patentanwälte .:- ■-" *-.* : Dfpf.^fng. Curt Wallach Europäische Patentvertreter Dipl.-lng. Günther Koch European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach 3514287 Dipl.-lng. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 19. April 19 85 Unser Zeichen: 18 139 F/Nu Druckluft-betriebene Sprühdüse Patentansprüche:
1. Druckluft-betriebene Sprühdüse, gekennzeichnet durch einen hohlen Düsenkörper (11), Einrichtungen, die eine Lufteinlaß-Öffnung (12) bilden, durch die ein Druckluftstrom in den Düsenkörper (11) eingeleitet wird, Einrichtungen (22), die eine Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) bilden, durch die ein Flüssigkeitsstrom in den Düsenkörper (11) unter einem Winkel zur Sichtung des Druckluftstromes eingeleitet wird, eine in dea Düsenkörper (11) angeordnete Misch- und Zerstäubungskammer (20), in der die Flüssigkeitsund Druckluftströme zusammenlaufen, um eine Vorzerstäubung der Flüssigkeit hervorzurufen, Einrichtungen (15)? die eine Auslaßöffnung (34-) oilden, die in Strömungsmittelverbindung mit der Misch- und Zerstäubungskaramer (20) steht und durch die die zerstäubte Flüssigkeit geleitet wird, und Einrichtungen (15)» öie einen Ablenkflansch (50) bilden, der strömungsabwärts von der Auslaßöffnung (3z0 und quer zur Bewegungsrichtung der zerstäubten Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung (JA)
angeordnet ist, und auf den die zerstäubte Flüssigkeit auftrifft, um eine weitere Zerstäubung der Flüssigkeit und eine Umlenkung der weiter zerstäubten Flüssigkeit in Querrichtung in ein gut definiertes ebenes fächerförmiges Sprühmuster hervorzurufen.
2. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslaßöffnung (34) im wesentlichen in Längsrichtung mit der Lufteinlaßöffnung (12) ausgerichtet ist.
3. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) unter einem V/inkel von ungefähr 90 ° zur Lufteinlaßöffnung (12) angeordnet ist.
4. Sprühdüse nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet , daß der Düsenkörper (11) eine Prallsäule (40) aufweist, die sich in die Misch- und Zerstäubungskammer (20) erstreckt, daß die Prallsäule (40) im wesentlichen mit der Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) ausgerichtet ist und daß die Prallsäule eine Endfläche (46) aufweist, auf die ein Flüssigkeitsstrom, der von der Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) in die Kammer (20) eingeleitet wird, auftrifft.
5. Sprühdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Prallsäule (40) quer zur Bewegungsrichtung des Druckluftstrons
BAÜ
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angeordnet ist, der von der Lufteinlaßöffnung (12) in die Kammer (20) eingeleitet wird.
6. Sprühdüse nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet , daß die Misch- und Zerstäubungskammer (20) eine langgestreckte Form aufweist und in axialer Ausrichtung mit der Lufteinlaßöffnung (12) und der Auslaßöffnung (34) angeordnet ist.
7. Sprühdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Endfläche (46) der Prallsäule (40) auf der Längsachse der Misch- und Zerstäubungskammer (20) angeordnet ist.
8. Sprühdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auslaßöffnung (34) bildenden Einrichtungen durch eine Düsenspritze (15) gebildet sind, die entfernbar an dem Düsenkörper (20) befestigt ist.
9· Sprühdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Ablenkflansch (50) einstückig mit der Düsenspitze (15) ausgebildet ist.
10. Sprühdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Ablenkflansch (50) eine bogenförmige Ablenkoberfläche (50a) bildet, die die Bewegungsrichtung der zerstäubten
flüssigkeit ändert, die aus der Auslaßöffnung austritt.
11. Sprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß sich die bogenförmige Ablenkoberfläche (50a) vom Auslaßende der Auslaßöffnung (34·) zu einer Endlippe erstreckt, die in Querrichtung gegenüber der Auslaßöffnung (34-) versetzt ist.
12. Sprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Ablenkflansch (50) eine Breite (W) aufweist, die größer als die Breite des Auslaßendes der Auslaßöffnung (3^0 ist.
13· Druckluft-betriebene Sprühdüse, gekennzeichnet durch einen hohlen Düsenkörper (11), Einrichtungen, die eine Lufteinlaßöffnung (12) bilden, durch die ein Druckluftstrom in den Düsenkörper (11) eingeleitet wird, Einrichtungen, die eine Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) bilden, durch die ein Flüssigkeitsstrom in den Düsenkörper (11) unter einem Winkel zur Richtung des Druckluftstromes eingeleitet xvird, eine in dem Düsenkörper (11) angeordnete Misch- und Zerstäubungskammer (20), in der die Flüssigkeits- und Luftströne zusammenlaufen, um eine Vorzerstäubung der Flüssigkeit in Flüssigkeitsteilchen hervorzurufen, eine entfernbar an dem Düsenkörper (11) befestigte Düsenspitze, die eine Auslaßöffnung (3^) aufweist, die in Ströraungsmittelverbindung uit der Kisch- und Zerstäubungs-
BAD OfUGlNAL
35U287 -S-
kammer (20) steht und durch die die zerstäubte Flüssigkeit hindur chgeleitet wird, und einen an der Düsenspitze (15) angeordneten Ablenkflansch (50), der ströinungsabwärts von der Auslaßöffnung (3^) und quer zur Bewegungsrichtung der zerstäubten Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung 04·) angeordnet ist, und auf den die zerstäubte Flüssigkeit auftrifft, um eine weitere Zerstäubung der Flüssigkeit und eine Änderung der Richtung der weiter zerstäubten Flüssigkeit in ein gut definiertes ebenes fächerförmiges Spraymuster hervorzurufen.
14·. Sprühdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Misch- und Zerstäubungskammer (20) eine langgestreckte Form aufweist, und daß die Auslaßöffnung (3y+) itn wesentlichen in Längsrichtung mit der Lufteinlaßöffnung (12) ausgerichtet ist, während die Flüssigkeitseinlaßöffnung (14) unter einem Winkel von ungefähr 90 ° zur Lufteinlaßöffnung angeordnet ist.
15· Sprühdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Düsenkörper (11) eine Prallsäule (40) aufweist, die sich in die Kisch- und Zerstäubungskammer (20) hinein erstreckt, und daß die Prallsäule (4-0) im wesentlichen mit der Flüssigkeitseinlaßöffnung (14-) ausgerichtet ist und eine Endfläche (4-6) aufweist, auf den ein in die Misch- und Zerstäubungskammer eintretender Flüssigkeitsstrom auftrifft.
35U287
-JS -
16. Sprühdüse nach Anspruch 15? dadurch g e kennzeicb.net , daß der Ablenkflansch (50) eine bogenförmige Ablenkoberfläche (50a) bildet, die die Bewegungsrichtung der aus der Auslaßöffnung (34-) austretenden zerstäubten Flüssigkeit ändert, und daß der Ablenkflansch (50) eine Breite (W), die größer als die Breite des Auslaßendes der Auslaßöffnung (34-) ist, und eine Endlippe aufweist, die in Querrichtung gegenüber der Auslaßöffnung
versetzt ist.
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