DE3108292C2

DE3108292C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension

Info

Publication number: DE3108292C2
Application number: DE3108292A
Authority: DE
Inventors: Georg Walter 2100 Hamburg Busch
Original assignee: Mantis Ulv-Spruehgeraete 2050 Hamburg De GmbH; Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Current assignee: Mantis Ulv-Spruehgeraete 2050 Hamburg De GmbH; Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1986-05-07
Also published as: WO1982003026A1; EP0073232A1; US4562958A; DE3268212D1; DE3108292A1; EP0073232B1

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension mittels einer rotierenden Schleuderscheibe wird durch einen im Innenraum des gebildeten Sprühkegels kleiner Tröpfchen mitrotierenden Rotor oder durch Abführen von Gas eine im Inneren des Sprühkegels liegende Unterdruckzone und eine von außen zu dieser hin gerichtete, den Sprühkegel ohne Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit und der Feinheit der Tröpfchen verengende Zentripetalströmung erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension durch Abschleudern eines Sprühkegels feiner Tröpfchen von einer rotierenden Schleuderscheibe, sowie eine Sprühvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer durch eine Antriebsvorrichtung in schnelle Umdrehung versetzbaren Antriebswelle, mindestens einer an dieser angeordneten Schleuderscheibe zur Erzeugung eines Sprühkegels aus feinen Tröpfchen sowie Zuführvorrichtungen zum Aufbringen der zu versprühenden Flüssigkeit auf die Schleuderscheibe und eine Schleuderscheibe für eine Sprühvorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension durch Abschleudern eines Sprühkegels feiner Tröpfehen mit einer schräg nach auswärts gerichteten Randschürze.

Bei den vorbekannten Verfahren und Sprühvorrichtungen dieser Art wird der Durchmesser des erzeugten Sprühkegels durch den Durchmesser der Schleuderscheibe und deren Drehzahl beeinflußt. Zur Erzielung einer hinreichend feinen und gleichmäßigen Tröpfchengröße ist es erforderlich, die Schleuderscheibe mit sehr

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hoher Drehzahl von beispielsweise 10 000 bis 15 000 U/ min anzutreiben. Dabei kann zwar eine sehr gleichmäßige Tröpfchengröße von beispielsweise 35 μ erreicht werden, jedoch besitzt der beim Versprühen erzeugte Hohlkegel einen relativ großen Durchmesser von beispielsweise 100 bis 120 cm, was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist

Bei der aus der GB-PS 2 88 904 bekannten Sprühvorrichtung ist die Schleudericheibe als Kegel mit einer durch Bolzen in einem Abstand von dessen ausgehöhlter Basis gehaltenen Rückwand ausgebildet, wobei das zu versprühende Gut über ein Zuleitungsrohr in den rückwärtigen Hohlraum des Kegels eingeführt, von dort durch die Zentrifugalkraft durch den Ringschlitz zwischen der Basis des Kegels und der Rückwand auswärts bewegt und von deren Außenwand in Form feiner Tröpfchen abgeschleudert wird. Der so erzeugte Nebe! soll durch einen aus einer zusätzlichen Düse austretenden Luftstrom in axialer Richtung geblasen werden. Dabei wird jedoch ein Sprühkegel mit großem Durchmesser erzeugt

Aus der CH-PS 5 64 978 ist ferner eine Zerstäubungsvorrichtung für flüssige oder pastöse Stoffe bekannt, rfie eine rotierende Sprühdüse und eine diese umschließende, mitrotierende glockenförmige Schale aufweist, von der die aus der Sprühdüse in Form eines Zerstäubungskegels austretenden Teilchen beim Aufprall unter Zerkleinerung zurückgeworfen werden sollen, um eine strahlartige Bündelung des zerstäubten Mediums zu erzielen. Dabei wird jedoch lediglich der auf die Schale aufprallende Anteil der versprühten Teilchen weiter zerkleinert, so daß zwangsläufig unterschiedliche Teilchengrößen und Ungleichmäßigkeiten in deren Verteilung auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension, eine Sprühvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und eine hierfür geeignete Schleuderscheibe zu schaffen, die auf einfache Weise ohne Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit und der Feinheit der erzielten Tropfchengröße die Erzeugung eines Sprühkegels geringeren Durchmessers ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch diese im Kennzeichen der Patentansprüche 1, 3 und 14 genannten Merkmale.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist im Patentanspruch 2 beschrieben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Sprühvorrichtung sind in den Unteransprüchen 4 bis 13 beschrieben.

Das Verfahren und die Sprühvorrichtung ermöglichen es, auf einfache, unaufwendige Weise bei gleichmäßig feiner Tröpfchengröbe den Durchmesser des erzeugten Sprühkegels wesentlich zu verringern. So kann beispielsweise mit einer Schleuderscheibe, die einen Außendurchmesser von 5 cm aufweist, ein Sprühkegel mit einem Durchmesser von nur 25 bis 35 cm erzeugt werden, ohne daß dabei die Feinheit und die Gleichmäßigkeit der Tröpfchengröße beeinträchtigt wird. Die Vorteile der Sprühvorrichtung treten insbesondere beim Versprühen von relativ konzentrierten Lösungen oder Suspensionen hervor, bei denen sich Ungleichmäßigkeiten in der Tröpfchengröße durch ungleichmäßige Verteilung des Sprühguts auf den besprühten Gegenständen besonders nachteilig auswirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung eignen sich insbesondere dort, wo Flächen rehtiv geringer Abmessungen ohne unerwünschtes Mitbesprühen von Nachbarbereichen behandelt werden sollen. Dies ist beispielsweise der Fall beim Besprühen von auf einem relativ schmalen Transportband bewegten Waren, wobei der Durchmesser des Sprühkege's die Breite des Transportbandes nicht übersteigen soll.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Sprühvorrichtung und

Fig.2 einen schematischen Querschnitt durch eine abgewandelte Sprühvorrichtung.

Die in F i g. 1 dargestellte Sprühvorrichtung besitzt einen batteriegetriebenen Antriebsmotor 1, auf dessen Antriebswelle 2 eine Schleuderscheibe 3 lösbar befestigt ist Die Schleuderscheibe 3 besitzt einen im wesentlichen radial verlaufenden Scheibenabschritt 4 und eine an dessen Außenrand schräg abgewinkelte Randschürze 5, deren äußere Sprühkante 6 in an sich bekannter Weise fein rägezahnartig gezackt ausgebildet ist (Zakkenbreite etwa 0,5 mm), was in der Zeichnungen aus Übersichtiichkeitsgründen nicht dargesiHit ist. in dem von der Randschürze 5 umschlossenen Innenraum der Schleuderscheibe 3 ist ein Propeller 10 angeordnet, der mit der Schleuderscheibe 3 lösbar verbunden ist und eine Vielzahl von Propellerflügein 11 trägt die so geformt und ausgerichtet sind, daß der Propeller 10 bei seiner gemeinsamen Rotation mit der Schleuderscheibe 3 einen axial auf diese hin gerichteten Luftstrom erzeugt und sich auf der von der Schleuderscheibe 3 abgewandten Unterdruckseite des Propellers 10 eine Unterdruckzone 13 ausbildet.

Um die Antriebswelle 2 herum ist ein Zuführkanal 7 für die versprühende Flüssigkeit ortsfest angeordnet. Die durch diesen zugeführte Flüssigkeit wird durch die an der Schleuderscheibe 3 angeordnete Ringschürze 18 am radialen Austreten gehindert und tritt durch im Scheibenabschnitt 4 achsnah angeordnete Durchlaßöffnungen 8 auf die dem Propeller 10 zugewandte Sei;e des Scheibenabschnitts 4 über, von wo sie unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft auf die Innenfläche der Randschü.-ze 5 bis zu deren sägezahnartig gezackter Sprühkante 6 bewegt und dann von deren spitz vorspringenden Zacken in Form von sogleich zu Tröpfchen praktisch gleicher Größe zerfallenden dünnen Flüssigkeitsstrahlen abgeschleudert wird. Die abgeschleuderten Flüssigkeitströpfchen bewegen sich einerseits unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft radial auswärts und fallen dabei gleichzeitig unter der Einwirkung der Schwerkraft nach unten, so daß ein hohler Sprühkegel 12 entsteht.

Infolge der durch die Rotation des Propellers 10 auf dessen Saugseite ausgebildeten Unterdruckzone 13 entsieht 'in Druckgefälle, das ein im wesentlichen radial einwärts gerichtetes Zuströmen der seitlich außerhalb des Sprühkegels befindlichen Luft erzeugt Diese Zentripetalströmung 17 führt dazu, daß der Durchmesser des Sprühkegels 12 im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen erheblich kleiner ist, ohne daß dadurch die Feinheit und die Gleichmäßigkeit der Tröpfchengröße irgendwie beeinträchtigt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform ist an der Schleuderscheibe i anstelle des Propellers 10 ein auf der vom Sprühkegel 12 abgewandten Seite angeordnetes Gebläserad 15 vorgesehen, das mit der Schleuderscheibe 3 rotiert und mit seinen Gebläseradschaufeln 19 die zwischen diesen liegende Luft

radial auswärts beschleunigt und damit über die mit dem Innenraum des Sprühkegels 12 kommunizierende An-Säugöffnung 14 ständig Luft absaugt, so daß sich dort eine Unterdruckzone 13 ausbildet, die wiederum eine im wesentlichen auf diese hin gerichtete Zentripetalströmung 17 und damit eine Verengung des Durchmessers des erzeugten Sprühkegels 12 bewirkt.

Damit die zu versprühende Flüssigkeit vom Zuführkanal 7 auf die dem Inneren des Sprühkegels 12 zugewandten Seite der Schleuderscheibe 3 übertreten kann, sind in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnete Durchtrittskanäle 16 vorgesehen.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform wird die vom Propeller 10 in Richtung zur Schleuderseheibe 3 hin bewegte Luft am Scheibenabschnitt 4 und der Randschürze 5 so umgelenkt, daß sie in einer zur Richtung der in der Unterdruckzone 13 herrschenden axialen Strömung entgegengesetzten Richtung abströmt und durch das Druckgefälle allmählich einwärts umgelenkt wird. Zur Regulierung dieser Zirkulation können im Scheibenabschnitt 4 der Schleuderscheibe 3 über deren Umfang verteilt angeordnete Gasdurchtrittsöffnungen 9 vorgesehen sein. Diese werden zweckmäßig durch schräge Ausbildung ihrer Wandungen so ausgelegt, daß die zu versprühende Flüssigkeit an einem Austreten durch die Gasdurchtrittsöffnungen 9 gehindert wird. In bestimmten Fällen kann es jedoch auch erwünscht sein, durch entsprechende Ausbildung der Gasdurchtrittsöffnungen einen Teil der zugeführten Flüssigkeit auf die Außenfläche der Schleuderscheibe 3 übertreten zu lassen. Dies gilt insbesondere, wenn diese dort mit einer nicht dargestellten zweiten Randschürze versehen ist.

Der Durchmesser der Schleuderscheibe 3, die Ausbildung und die Abmessungen der Randschürze 5, des Propellers 10 bzw. des Gebläserades 15 sowie die Anordnung und Größe der Durchlaßöffnungen 8 und etwaiger Gasdurchtrittsöffnungen 9 soll auf die Art und die Fließeigenschaften der zu versprühenden Flüssigkeit oder Suspension, die gewünschte Tröpfchengröße und den angestrebten Durchmesser des Sprühkegels 12 zweckentsprechend abgestimmt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension durch Abschleudern eines Sprühkegels feiner Tröpfchen von einer rotierenden Schleuderscheibe(3), dadurch gekennzeichnet, daß man während des Versprühens im Innenraum des Sprühkegels (12) in einem Abstand von der Schleuderscheibe (3) eine zur Ausbildung einer den Sprühkegel (12) verengenden Zentripetalströmung (17) hinreichende Unterdruckzone (13) und einen aus dieser axial zur Schleuderscheibe (3) hin gerichteten Gasstrom erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der im Innenraum des Sprühkegels liegenden Unterdruckzone (13) ständig Gas durch Öffnungen (9,14) der Schleuderscheibe (3) in eine außerhalb des Sprühkegels (12) liegende Zone abführt.

3. Sprühvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer durch eine Antriebsvorrichtung in schnelle Umdrehung versetzbaren Antriebswelle, mindestens einer an dieser angeordneten Schleuderscheibe zur Erzeugung eines Sprühkegels aus feinen Tröpfchen sowie Zuführvorrichtungen zum Aufbringen der zu versprühenden Flüssigkeit auf die Schleuderscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß an deir Schleuderscheibe (3) oder der Antriebswelle (2) ein im Betrieb mitrotierender Rotor (10, 15} zur Erzeugung einer im Inneren des Sprühkegels (12) liegenden Unterdruckzone (13), einer axial zur Schleuderscheibe (3) hin gerichteten Gasströmung und siner έέη Sprühkegel (12) verengenden Zentripetalströmung (17) .ngeordnet ist.

4. Sprühvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der zum Inneren des Sprühkegels (12) gewandten Seite der Schleuderscheibe (3) ein Propeller (10) angeordnet ist.

5. Sprühvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher die Schleuderscheibe einen im wesentlichen radial verlaufenden Scheibenabschnitt und eine schräg auswärts abgewinkelte Randschürze aufweist, von deren gegebenenfalls fein gezackter äußerer Sprühkante die Flüssigkeit abgeschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Randschürze (5) zu der dem Sprühkegel (12) zugewandten Seite des Scheibenabschnitts (4) hin abgewinkelt ist und der Propeller (10) in dem von der Randschürze (5) umschlossenen Innenraum der Schleuderscheibe (3) angeordnet ist.

6. Sprühvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Propeller an der Schleuderscheibe (3) einstückig angearbeitet ist.

7. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bb 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Sprühkegel (12) abgewamdten Seite der Schleuderscheibe (3) ein zu dieser koaxiales Zentrifugal-Gebläserad (15) mit mindestens einer nahe der Drehachse angeordneten, durch die Schleuderscheibe (3) hindurch mit dem Inneren des Sprühkegels (12) kommunizierenden Ansaugöffnung (14) angeordnet ist.

8. Sprühvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) auf der vom Sprühkegel (12) abgewandten Seite ihres Scheibenabschnitts (4) mit dem Zentrifugal-Gebläserad (15) einstückig verbunden ist.

9. Sprühvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) auf der vom Sprühkegel (12) abgewandten Seite ihres Scheibenabschnitts (4) im wesentlichen radial verlaufende Gebläseradschaufeln (19) trägt, die zusammen mit dem Scheibenabschnitt (4) und einem am Zuführkanal (7) ortsfest angeordneten Ringflansch das Gebläserad (15) bilden.

10. Sprühvorrichtung nach Anspruch 8 ode · 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) das Gebläserad (15) durchsetzende Durchtrittskanäle (16) zur Zuführung der zu versprühenden Flüssigkeit vom Zuführkanal (7) zu der dem Inneren des Sprühkegels (12) zugewandten Seite des Scheibenabschnitt* (4) aufweist

11. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10 mit einem die Antriebswelle umschließenden, ortsfesten Zuführkanal für die zu versprühende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) in ihrem der Austrittsöffnung des Zuführkanals [T) gegenüberliegenden Bereich Durchlaßöffnungen (8) für die zu versprühende Flüssigkeit aufweist.

12. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) in einem äußeren Bereich ihres Scheibenabschnitts (4) angeordnete Gasdurchtrittsöffnungen (9) aufweist.

13. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (3) auf ihrer vom Sprühkegel (12) abgewandten Seite eine den ortsfesten Zuführkanal (7) berührungsfrei umschließende Ringschürze (18) trägt.

14. Schleuderscheibe für eine Sprühvorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension durch Abschleudern eines Sprühkegels (12) feiner Tröpfchen mit einer schräg nach auswärts gerichteten Randschürze (5), dadurch gekennzeichnet, daß an der von der Randschürze (5) umschlossenen Seite ein mit der Schleuderscheibe (3) drehfest verbundener Propeller (10) zur Erzeugung eines axial zur Schleuderscheibe (3) hin gerichteten Gasstromes angeordnet ist.