CH712915B1 - Vorrichtung zum Versprühen von fliessfähigen Fluiden und Verwendung der Vorrichtung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Versprühen von fließfähigen Fluiden (1), mit einem eine Längsachse (14) aufweisenden Sprühkopf (11), der ein Gehäuse (15) hat, in dessen Innenraum (16) ein Führungskörper (30) angeordnet ist, wobei der Führungskörper (30) eine Längsbohrung (31) zur radialen Führung einer Sprühkanüle (20) aufweist, über die das Fluid (1) abgebbar ist, wobei zwischen dem Führungskörper (30) und dem Gehäuse (11) ein Ringraum (32) ausgebildet ist, der von unter Überdruck stehendem gasförmigem Medium, insbesondere Luft, in Richtung einer Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) durchströmbar ist, und wobei im Bereich der Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) ein axialer Endbereich (25) der Sprühkanüle (20), aus dem das Fluid (1) austritt, mit radialem Spalt angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versprühen von fließfähigen Fluiden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Vorrichtung.

[0002] Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2004 020 205 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das zu versprühende Fluid über eine mit einem Produktspeicher für das Fluid verbundene Sprühkanüle abgegeben wird. Die Sprühkanüle ist an ihrem Außenumfang von einer sogenannten Lackdüse umgeben, die als Führungskörper für die Sprühkanüle dient, wobei die Sprühkanüle in dem Führungskörper radial geführt ist. Die Lackdüse bzw. der Führungskörper sind in einem Innenraum des Gehäuses eines Sprühkopfs angeordnet, wobei die Außenseite der Lackdüse bzw. des Führungskörpers von über Überdruck stehender Luft umströmt ist, die dazu dient, den gewünschten Sprühnebel des Fluides zu erzeugen bzw. das Fluid aus dem axialen Endbereich der Sprühkanüle mitzureißen.

[0003] Wesentlich bei der aus der genannten Schrift bekannten Vorrichtung ist es, dass der axiale Endbereich der Sprühkanüle, aus dem das Fluid austritt, und der Führungskörper zumindest im Wesentlichen in Bezug auf die Längsrichtung der Sprühkanüle betrachtet fluchtend zueinander angeordnet sind. Dies hat zur Folge, dass die mit dem axialen Endbereich der Sprühkanüle fluchtende Stirnseite des Führungskörpers dazu neigt, dass sich daran nach und nach Fluidbestandteile absetzen und antrocknen und dadurch eine störende Schicht aufbauen. Die sich an dem Führungskörper aufbauende Schicht führt zu einer Beeinflussung der Ausbildung des Sprühnebels, sodass das Sprühergebnis negativ beeinflusst. Weiterhin kann es durch das anhaftende Fluid zu einer Kontamination eines nachfolgenden Fluides kommen, was zum Beispiel bei entsprechenden Wirkstoffen zu Verfälschungen des Ergebnisses, auch bei konstantem Sprühnebel, führen kann. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von pharmazeutischen Produkten kritisch. Daher ist es erforderlich, will man eine optimale Qualität des Sprühergebnisses erzielen, die entsprechende Stirnseite des Führungskörpers stets sauber zu halten bzw. zu reinigen. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand und eine sorgfältige Durchführung.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Die Vorrichtung zum Versprühen von fließfähigen Fluiden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass auch ohne Reinigung des Führungskörpers stets eine gute Sprühqualität erzielt und Kontamination von nachfolgend verarbeitendem Fluid vermieden wird. Die hohe Sprühqualität wird dadurch erreicht, dass sich an der Stirnseite des Führungskörpers kein Fluid absetzen bzw. keine störende Schicht von Fluidbestandteilen aufbauen kann. Dadurch wird der Bereich des Führungskörpers bzw. des Bereichs der Sprühkanüle von dem unter Überdruck stehenden Medium (Druckluft) optimal umströmt, sodass der gewünschte Sprühnebel erzeugt werden kann.

[0005] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Bereich des Führungskörpers bzw. dessen der Sprühkanüle zugewandte untere Stirnseite axial so weit von der Austrittsöffnung der Sprühkanüle, aus der das Fluid austritt, zurückzusetzen, dass ein axialer Abstand ausgebildet wird. Dieser Abstand bewirkt, dass das aus der Sprühkanüle mit Druck austretende Fluid sich nicht an der entsprechenden Stirnseite des Führungskörpers absetzen und eine störende Schicht aufbauen kann. Dabei wird der notwendige definierte Ringspalt zum Zerstäuben des Fluides wird somit zwischen der Sprühkanüle und dem Sprühkopf ausgebildet.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Versprühen von fließfähigen Fluiden sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

[0007] Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Stirnseite des Führungskörpers in Richtung einer Längsachse des Sprühkopfes betrachtet vor der Austrittsöffnung des Gehäuses im Innenraum des Gehäuses endet. Dies hat zur Folge, dass sich die in Richtung der Austrittsöffnung des Gehäuses strömende Luft um den Außenumfang der Sprühkanüle anschmiegen kann und somit eine optimierte Mitnahme des fließfähigen Fluides aus der Austrittsöffnung der Sprühkanüle ermöglicht. Darüber hinaus ist dadurch die Stirnseite des Führungskörpers von dem Gehäuse mechanisch geschützt angeordnet und somit gegenüber äußeren Einwirkungen unempfindlich.

[0008] Eine Optimierung der Luftströmung im Bereich des Führungskörpers wird erzielt, wenn der Führungskörper auf der seiner Stirnseite zugewandten Seite an seiner Außenseite kegelförmig ausgebildet ist.

[0009] Zum einfachen Austausch der Sprühkanüle, beispielsweise wenn ein anderes Medium und/oder eine andere Durchflussmenge erzeugt werden soll, ist es vorgesehen, dass die Sprühkanüle auf der ihrem Endbereich gegenüberliegenden Seite mit einer Fluidzuführung austauschbar koppelbar ist.

[0010] Um einerseits eine gewünschte radiale Führung der Sprühkanüle in dem Führungskörper zu ermöglichen, und andererseits zu vermeiden, dass sich Medium bzw. Fluid an der Stirnseite des Führungskörpers absetzt, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Endbereich der Sprühkanüle die Stirnseite des Führungskörpers zwischen 1 mm und 5 mm überragt.

[0011] Eine weitere Optimierung hinsichtlich der Ausbildung des Sprühnebels wird erzielt, wenn der Endbereich der Sprühkanüle mit der Austrittsöffnung des Gehäuses in Richtung der Längsachse betrachtet fluchtet.

[0012] Eine bevorzugte Verwendung der soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im Versprühen von Lacken, Klebstoffen, Pflanzenschutzmitteln oder pharmazeutischen Produkten. Hierbei weisen die genannten Fluide insbesondere eine Viskosität zwischen 1 mPas und 1000 mPas auf. Auch besteht eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung darin, wenn die Durchflussmenge des Fluides durch die Sprühkanüle zwischen 1 ml und 300 ml pro Minute beträgt.

[0013] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

[0014] Diese zeigt in der einzigen Figur in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Versprühen eines fließfähigen Fluides.

[0015] Die in der einzigen Figur dargestellte Vorrichtung 10 dient zum Versprühen eines fließfähigen Fluides 1 auf eine Oberfläche 100. Bei dem Fluid 1 handelt es sich insbesondere um einen Lack, einen Klebstoff oder ein Pflanzenschutzmittel, wobei die Viskosität des Fluides 1 zwischen 1 mPas und 1000 mPas beträgt. Darüber hinaus beträgt die Durchflussmenge des auf die Oberfläche 100 mittels der Vorrichtung 10 aufgesprühten Fluides 1 zwischen 1 ml und 300 ml pro Minute.

[0016] Die Vorrichtung 10 weist einen Sprühkopf 11 auf, dessen Außenform im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Sprühkopf 11 eine Längsachse 14 hat. Der Sprühkopf 11 weist weiterhin ein lediglich abschnittsweise gezeigtes, kappenförmiges Gehäuse 15 zur Luftführung auf, das einen Innenraum 16 ausbildet. Das im dargestellten Bereich napf- bzw. topfförmig ausgebildete Gehäuse 15 weist konzentrisch zur Längsachse 14 eine Austrittsöffnung 17 auf, die kreisförmig ausgebildet ist.

[0017] Innerhalb des Innenraums 16 des Gehäuses 15 ist konzentrisch zur Längsachse 14 eine Sprühkanüle 20 angeordnet, die im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet ist, wobei auf der der Austrittsöffnung 17 abgewandten Seite die Sprühkanüle 20 an ihrem Außenumfang einen beispielhaft ringförmig ausgebildeten Adapterflansch 21 aufweist. Mittels des Adapterflansches 21 lässt sich die Sprühkanüle 20 an einer Produktzuführleitung 22 für das Fluid 1 austauschbar ankoppeln, sodass die Sprühkanüle 20 leicht ausgetauscht bzw. für andere Anwendungszwecke eine andere Dimension aufweisende Sprühkanüle 20 verwendet werden kann.

[0018] Die Produktzuführleitung 22 ist mit einem Produktvorratstank 23 für das Fluid 1 verbunden, wobei der Produktvorratstank 23 beispielhaft mittels einer ersten Überdruckquelle 24 mit Druck beaufschlagt ist, sodass das Fluid 1 aus einem axialen Endbereich 25 der Sprühkanüle 20 unter Druck gefördert wird bzw. aus diesem austritt.

[0019] Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle der ersten Überdruckquelle 24 es auch möglich ist, entsprechend der DE 10 2004 020 205 A1 der Anmelderin das Fluid 1 aus dem Produktvorratsbehälter 23 mittels eines verstellbaren Kolbens zu fördern.

[0020] Der Innendurchmesser d,der Sprühkanüle 20 beträgt vorzugsweise zwischen 0.5mm und 2mm, wobei die Wanddicke d der Sprühkanüle 20 ebenfalls bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm beträgt. Der axiale Endbereich 25 der Sprühkanüle 20, aus dem das Fluid 1 austritt, endet in Richtung der Längsachse 14 betrachtet zumindest annähernd fluchtend mit der Austrittsöffnung 17 am Gehäuse 15, derart, dass zwischen dem Außenumfang der Sprühkanüle 20 und der Austrittsöffnung 17 eine ringförmige Durchtrittsöffnung 26 ausgebildet ist, am der das Fluid 1 zerstäubt wird.

[0021] Innerhalb des Innenraums 16 des Gehäuses 15 ist darüber hinaus ein Führungskörper 30 angeordnet, der der radialen Führung der Sprühkanüle 20 und der gleichmäßigen Luftverteilung im Sprühkopf 11 dient. Der Führungskörper 30 weist eine Längsbohrung 31 auf, deren Innendurchmesser derart auf den Außendurchmesser der Sprühkanüle 20 angepasst ist, dass durch die Längsbohrung 31 eine radiale Führung der Sprühkanüle 20 ermöglicht wird. Zwischen dem Außenumfang des Führungskörpers 30 und dem Gehäuse 15 ist ein Ringraum 32 ausgebildet, der von unter Überdruck stehenden Medium, insbesondere von Luft, in Richtung der Austrittsöffnung 17 des Gehäuses 15 durchströmbar ist. Hierzu ist das Gehäuse 15 zumindest mittelbar mit einer zweiten Überdruckquelle 33 verbunden, über die das Medium in den Innenraum 16 des Gehäuses 15 eingeleitet wird, wobei durch die Pfeile 34 die Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums bezeichnet ist.

[0022] Der Führungskörper 30 weist zwei Abschnitte 36, 37 auf. Der erste Abschnitt 36, der auf der der Austrittsöffnung 17 des Gehäuses 15 abgewandten Seite angeordnet ist, ist in Form eines Außensechskants mit einer Werkzeugangriffsfläche 38 ausgebildet, um den Führungskörper 30 innerhalb des Sprühkopfes 12 auf nicht gezeigte Art und Weise befestigen bzw. demontieren zu können. Auf der der Austrittsöffnung 17 des Gehäuses 15 zugewandten Seite weist der zweite Abschnitt 37 des Führungskörpers 30 eine kegelförmig ausgebildete Außenfläche 39 auf, sodass im Zusammenhang mit einem im Bereich des zweiten Abschnitts 37 des Führungskörpers 30 geneigt angeordneten Abschnitt 41 des Gehäuses 15 der Durchflussquerschnitt für das unter Druck stehende gasförmige Medium bzw. des Ringraums 32 zumindest näherungsweise konstant ist und eine gleichmäßige Zuführung des gasförmigen Mediums zur ringförmigen Durchtrittsöffnung 26 ermöglicht wird.

[0023] Auf der der Austrittsöffnung 17 zugewandten Seite weist der zweite Abschnitt 37 des Führungskörpers 30 eine schmale, umlaufende Stirnseite 42 in Form einer eine geringe Breite aufweisenden Kante auf. Wesentlich ist darüber hinaus, dass zwischen dem axialen Endbereich 25 der Sprühkanüle 20, aus der das Fluid 1 austritt, und der Stirnseite 42 des Führungskörpers 30 - in Richtung der Längsachse 14 betrachtet - ein Abstand a ausgebildet ist, der vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm beträgt.

[0024] Beim Betrieb der Vorrichtung 10 bzw. des Sprühkopfs 12 tritt aus dem axialen Endbereich 25 der Sprühkanüle 20 das Fluid 1 aus und bildet einen Sprühnebel 2, der sich in Richtung der Oberfläche 100 betrachtet im Querschnitt vergrößert. Dabei wird durch die den axialen Endbereich 25 der Sprühkanüle 20 umströmende Luft die Ausbildung des Sprühnebels 2 hinsichtlich seiner Form und der Tröpfchenverteilung gesteuert. Dadurch, dass der axiale Endbereich 25 von der Stirnseite 42 des Führungskörpers 30 in dem Abstand a angeordnet ist, und darüber hinaus der axiale Endbereich 25 von dem unter Druck stehenden gasförmigen Medium umströmt ist, kann kein Fluid 1 entgegen seiner Austrittsrichtung aus dem axialen Endbereich 25 in Richtung zum Führungskörper 30 gelangen, um sich dort an der Stirnseite 42 abzulagern.

[0025] Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise im Rahmen des Ansprüche abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (10)

1. Vorrichtung (10) zum Versprühen von fließfähigen Fluiden (1), mit einem eine Längsachse (14) aufweisenden Sprühkopf (11), der ein Gehäuse (15) hat, in dessen Innenraum (16) ein Führungskörper (30) angeordnet ist, wobei der Führungskörper (30) eine Längsbohrung (31) zur radialen Führung einer Sprühkanüle (20) aufweist, über die das Fluid (1) abgebbar ist, wobei zwischen dem Führungskörper (30) und dem Gehäuse (11) ein Ringraum (32) ausgebildet ist, der von unter Überdruck stehendem gasförmigem Medium, insbesondere Luft, in Richtung einer Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) durchströmbar ist, und wobei im Bereich der Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) ein axialer Endbereich (25) der Sprühkanüle (20), aus dem das Fluid (1) austritt, mit radialem Spalt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (30) auf der der Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) zugewandten Seite eine Stirnseite (42) aufweist, die in Bezug auf den Endbereich (25) der Sprühkanüle (20) in Richtung der Längsachse (14) betrachtet vor dem Endbereich (25) endet, so dass der Endbereich (25) der Sprühkanüle (20) die Stirnseite (42) des Führungskörpers (30) überragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (42) des Führungskörpers (30) in Richtung der Längsachse (14) betrachtet vor der Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) in dessen Innenraum (16) endet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (30) auf der seiner Stirnseite (42) zugewandten Seite eine kegelförmige Außenfläche (39) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (di) der Sprühkanüle (20) zwischen 0,5mm und 2 mm und die Wanddicke (d) zwischen 0,1 mm und 0,5 mm beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühkanüle (20) auf der ihrem Endbereich (25) gegenüberliegenden Seite mit einer Produktzuführleitung (22) austauschbar koppelbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (25) der Sprühkanüle (20) die Stirnseite (42) des Führungskörpers (30) um einen Abstand (a) zwischen 1 mm und 5 mm überragt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (25) der Sprühkanüle (20) mit der Austrittsöffnung (17) des Gehäuses (15) in Richtung der Längsachse (14) betrachtet fluchtet.

8. Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Versprühen von Lacken, Klebstoffen, Pflanzenschutzmitteln oder pharmazeutischen Produkten.

9. Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für zum Versprühen von Fluiden (1), die eine Viskosität zwischen 1 mPas und 1000 mPas aufweisen.

10. Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Versprühen von Fluiden mit einer Durchflussmenge des Fluides (1) zwischen 1 ml und 300 ml pro Minute.