DE102011056115A1 - Spraying nozzle for atomizing pressurized liquid, has component exhibiting plastic deformation in region of liquid passage of channel such that size of passage area of flow channel is calibrated at deformation location - Google Patents

Abstract

The nozzle has two components for forming a swirl chamber (34) that encloses a liquid passage opening. A groove-like flow channel (32) connects a liquid supply chamber with the swirl chamber that is closed up to the channel and the opening. The channel is bent towards a central axis of the opening. The two components are designed as metal sheet mold parts. One of the components exhibits plastic deformation in a region of a liquid passage of the channel such that size of a passage area of the channel is calibrated at a deformation location. The liquid passage opening is designed as a liquid suction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühdüse zum Zerstäuben einer der Düse unter Druck zugeführten Flüssigkeit mit einem mindestens eine, vorzugsweise kreisrunde Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung aufweisenden einen Bauteil, welches eine Anströmseite und eine mit dieser durch die Durchtrittsöffnung verbundene Abströmseite aufweist, sowie mit einem auf der Anströmseite des einen Bauteils angeordneten, Letzteres zumindest teilweise überdeckenden anderen Bauteil, wobei die beiden Bauteile zusammen einen die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung umschließenden Drallraum für die zu zerstäubende Flüssigkeit bilden, in einer Seite eines ersten der beiden Bauteile, welche dem zweiten der beiden Bauteile zugewandt ist, mindestens ein nutartiger Anströmkanal ausgebildet ist, der einen Flüssigkeits-Zuführraum der Sprühdüse mit dem Drallraum verbindet, welcher bis auf den Anströmkanal und die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung geschlossen ist, der Anströmkanal in einer Ansicht des ersten Bauteils in Richtung einer zentralen Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung gegenüber der bezüglich dieser Achse (dem jeweiligen Anströmkanal zugeordneten) radialen Richtung so geneigt ist, dass den Anströmkanal durchströmende Flüssigkeit im Drallraum eine um die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung herum verlaufende Strömungskomponente aufweist, und der Anströmkanal mindestens über einen Teil seiner Länge vom zweiten Bauteil überdeckt sowie vom zweiten Bauteil mindestens über einen Teil seiner Länge an seinen Kanalrändern unter Bildung einer Flüssigkeitspassage zumindest im Wesentlichen abgedichtet wird.The invention relates to a spray nozzle for atomizing a liquid supplied to the nozzle under pressure with a at least one, preferably circular liquid passage opening having a component which has an inflow side and an outflow side connected thereto through the passage opening, and with a on the inflow side of the one Component arranged, the latter at least partially overlapping other component, wherein the two components together form a fluid passage opening surrounding the swirl space for the liquid to be atomized, in one side of a first of the two components, which faces the second of the two components, at least one groove-like Anströmkanal is formed, which connects a liquid feed space of the spray nozzle with the swirl space, which is closed except for the inflow and the liquid passage opening, the inflow passage in a view of the first Component in the direction of a central axis of the liquid passage opening with respect to this axis (the respective inflow channel associated) radial direction is inclined so that the Anströmkanal flowing liquid in the swirl space has a liquid passage opening around the running flow component, and the inflow channel at least over a portion of its length is covered by the second component and at least substantially sealed by the second component over at least part of its length at its channel edges to form a liquid passage.

Eine solche Sprühdüse ergibt sich aus der EP 0 970 751 A . Bei dieser bekannten Sprühdüse haben die beiden an der Bildung der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung, des Drallraums und mehrerer Anströmkanäle beteiligten Bauteile die Form zweier kreisrunden, deckungsgleichen, flachen und ebenen metallischen Scheiben; die eine, abströmseitige Scheibe ist mit einer eine Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse bildenden zentralen und kreisrunden Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehen, an die sich stromaufwärts ein von der anderen Scheibe überdeckter Drallraum anschließt, der ungefähr die Gestalt einer mit der Flüssigkeits-Austrittsöffnung koaxialen Mulde besitzt, die von der von der Flüssigkeits-Austrittsöffnung abgewandten Scheibenseite (Rückseite) her in diese Scheibe eingearbeitet wurde. An ihrer Rückseite hat die abströmseitige Scheibe schließlich einen in der Nähe der Scheibenperipherie verlaufenden nutartigen Ringraum sowie nutartige Anströmkanäle, welche diesen Ringraum mit dem Drallraum verbinden. Die flächig gegen die abströmseitige Scheibe anliegende zweite Scheibe hat in der Nähe ihrer Peripherie mehrere axiale Durchgänge, welche in den Ringraum der abströmseitigen Scheibe münden und der Flüssigkeitszufuhr zu diesem Ringraum dienen. Erfindungsgemäß werden bei dieser bekannten Sprühdüse alle vorstehend beschriebenen Öffnungen, Durchgänge und Aussparungen durch Ätzen hergestellt.Such a spray nozzle results from the EP 0 970 751 A , In this known spray nozzle, the two components involved in the formation of the liquid passage opening, the swirl space and a plurality of inflow channels have the form of two circular, congruent, flat and flat metallic disks; the one, downstream disc is provided with a central and circular liquid passage opening forming a liquid outlet opening of the spray nozzle, to which adjoins a swirl space covered by the other disk, which has approximately the shape of a trough coaxial with the liquid outlet opening, which was machined from the side facing away from the liquid outlet opening side of the disc (back) forth in this disc. Finally, at its rear side, the outflow-side disk has a groove-like annular space extending in the vicinity of the disk periphery and groove-like inflow channels which connect this annular space with the swirl space. The second disk abutting flatly against the outflow-side disk has a plurality of axial passages in the vicinity of its periphery, which open into the annular space of the outflow-side disk and serve to supply liquid to this annular space. According to the invention, all the openings, passages and recesses described above are produced by etching in this known spray nozzle.

Diese Art der Herstellung ist nicht nur verhältnismäßig kompliziert und daher kostspielig, sondern sie macht es auch schwierig, die für bestimmte Anwendungen einer solchen Sprühdüse geforderten kleinen Volumenstromtoleranzen der zu zerstäubenden Flüssigkeit einzuhalten, für die insbesondere die Fertigungstoleranzen der Strömungsquerschnitte der Anströmkanäle kritisch sind, weil die Summe dieser Strömungsquerschnitte bei vorgegebenem Druck der zu zerstäubenden Flüssigkeit den Volumenstrom durch die Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse bestimmt. Da bei einer Reihe von Anwendungsfällen solcher Sprühdüsen der Durchmesser der üblicher Weise kreisrunden Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse in der Größenordnung von nur 0,5 mm liegt und für den Volumenstrom durch die Flüssigkeits-Austrittsöffnung lediglich eine Toleranz von ca. ±2 % akzeptabel ist, müssen die Anströmkanäle hinsichtlich ihrer Strömungsquerschnitte mit einer Toleranz gefertigt werden, welche unter 0,002 mm liegt. Wird diese Fertigungsgenauigkeit eingehalten, ist hingegen die Fertigungstoleranz der sich an den Drallraum anschließenden Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung verhältnismäßig unkritisch.This type of production is not only relatively complicated and therefore expensive, but it also makes it difficult to comply with the required for certain applications of such a spray nozzle small volume flow tolerances of the liquid to be atomized, for which in particular the manufacturing tolerances of the flow cross sections of the flow channels are critical, because the Sum of these flow cross sections determined at a predetermined pressure of the liquid to be atomized, the volume flow through the liquid outlet opening of the spray nozzle. Since in a number of applications of such spray nozzles, the diameter of the usual circular orifice liquid outlet opening of the spray nozzle is of the order of only 0.5 mm and for the flow through the liquid outlet only a tolerance of about ± 2% is acceptable, the inflow channels must be made with respect to their flow cross-sections with a tolerance which is less than 0.002 mm. If this manufacturing accuracy is maintained, however, the manufacturing tolerance of the adjoining the swirl space liquid passage opening is relatively uncritical.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Sprühdüse der eingangs definierten Art vorzuschlagen, welche sich unter Einhaltung auch der vorstehend geschilderten Toleranz für den Volumenstrom durch die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung hindurch einfacher und damit kostengünstiger als die geschilderte bekannte Sprühdüse herstellen lässt.Object of the present invention was to provide a spray nozzle of the type defined, which can be produced in compliance with the above-described tolerance for the volume flow through the liquid passage opening through easier and thus cheaper than the described known spray nozzle.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Sprühdüse der eingangs definierten Art so ausgebildet, dass zumindest das erste Bauteil ein Blechformteil ist, welches an mindestens einem Anströmkanal im Bereich dessen Flüssigkeitspassage eine solche plastische Verformung aufweist, dass dadurch der Strömungsquerschnitt dieses Anströmkanals an der Stelle der Verformung infolge einer Verkleinerung des Strömungsquerschnitts kalibriert ist.To achieve this object, a spray nozzle of the type defined is inventively designed so that at least the first component is a sheet metal part having at least one inflow passage in the liquid passage such plastic deformation that thereby the flow cross section of this inflow at the point of deformation is calibrated due to a reduction of the flow cross-section.

Bei einer erfindungsgemäßen Sprühdüse kann der Anströmkanal bzw. können die Anströmkanäle beispielsweise zunächst mit einem gewissen Übermaß des Strömungsquerschnitts hergestellt werden, worauf das Bauteil an der Flüssigkeitspassage des Anströmkanals bzw. mindestens eines der Anströmkanäle plastisch so verformt wird, dass dort der Strömungsquerschnitt auf den geforderten Wert gebracht, d.h. kalibriert wird. An dieser Stelle ist anzumerken, dass sich ein Umformwerkzeug für ein Blechteil problemlos mit einer solchen Genauigkeit herstellen lässt, dass der Strömungsquerschnitt eines Anströmkanals an einer bestimmten Stelle sehr genau auf das zu fordernde Maß gebracht und so der Volumenstrom, welcher den Anströmkanal passieren kann, bestimmt werden kann. Außerdem lässt sich mit einem solchen Umformwerkzeug in einer Serienfertigung eine große Stückzahl des herzustellenden Bauteils bezüglich des Strömungsquerschnitts der Flüssigkeitspassage bzw. -passagen sehr präzise kostengünstig produzieren. Die Umformtechnik erlaubt es aber auch, in einem Blechteil den Anströmkanal oder die Anströmkanäle über ihre ganze Länge mit hinsichtlich des Strömungsquerschnitts sehr geringen Toleranzen zu formen. Schließlich muss noch darauf hingewiesen werden, dass es bei einer erfindungsgemäßen Sprühdüse mit mehreren Anströmkanälen durchaus ausreichend sein kann, nur den Strömungsquerschnitt eines einzigen Anströmkanals über seine ganze Länge oder nur an einer einzigen Stelle im Bereich seiner Flüssigkeitspassage sehr exakt zu fertigen, um die Summe der die Anströmkanäle passierenden Volumenströme genau vorzugeben.In the case of a spray nozzle according to the invention, the inflow channel or the inflow channels can for example initially be produced with a certain excess of the flow cross section, whereupon the component is plastically deformed on the liquid passage of the inflow channel or at least one of the inflow channels such that the flow cross section there is set to the required value brought, ie calibrated. It should be noted at this point that a forming tool for a sheet metal part can be produced without problems with such accuracy that the flow cross section a Anströmkanals at a certain point very accurately brought to the extent required and so the flow, which can pass the inflow, can be determined. In addition, with such a forming tool in a mass production, a large number of components to be produced with respect to the flow cross-section of the liquid passage or passages can produce very precisely cost-effective. However, the forming technique also makes it possible to form the inflow channel or the inflow channels over their entire length with respect to the flow cross-section very small tolerances in a sheet metal part. Finally, it must be pointed out that with a spray nozzle according to the invention having a plurality of inflow channels, it may well be sufficient to produce only the flow cross section of a single inflow channel over its entire length or only at a single point in the region of its liquid passage very precisely Specify the inflow channels passing volume flows exactly.

Eine erfindungsgemäße Sprühdüse kann so gestaltet sein, dass die zu zerstäubende Flüssigkeit bei ihrem Austritt aus der Sprühdüse einen von Flüssigkeitströpfchen gebildeten Sprühstrahl in Form eines "vollen" Kegels bildet. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprühdüse, welche so gestaltet sind, dass der von den Flüssigkeitströpfchen gebildete Sprühstrahl die Gestalt eines Hohlkegels hat, was sich insbesondere durch eine entsprechende Gestaltung des zweiten Bauteils der Sprühdüse erreichen lässt; eine einen Hohlkegel erzeugende Sprühdüse hat den Vorteil, dass im Sprühstrahl die mittlere Tröpfchengröße kleiner ist als in einem einen Vollkegel bildenden Sprühstrahl (bei gleichem Volumenstrom, pro Zeiteinheit, der zu zerstäubenden Flüssigkeit sowie unter gleichen Druckverhältnissen). In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass im Falle eines kleinen Volumenstroms, wie er für bestimmte Anwendungen gefordert wird, die Erzeugung eines Hohlkegels die Einhaltung verhältnismäßig enger Toleranzgrenzen für diesen Volumenstrom voraussetzt.A spray nozzle according to the invention can be designed so that the liquid to be atomized, when it leaves the spray nozzle, forms a spray jet formed by droplets of liquid in the form of a "full" cone. However, embodiments of the spray nozzle according to the invention are preferred, which are designed so that the spray jet formed by the liquid droplets has the shape of a hollow cone, which can be achieved in particular by a corresponding design of the second component of the spray nozzle; a spray nozzle which produces a hollow cone has the advantage that the mean droplet size in the spray jet is smaller than in a spray forming a full cone (at the same volume flow, per unit time, of the liquid to be atomized and under the same pressure conditions). In this context, it should be noted that in the case of a small volume flow, as required for certain applications, the production of a hollow cone presupposes compliance with relatively narrow tolerance limits for this volume flow.

Der Anströmkanal bzw. die Anströmkanäle kann bzw. können in dem stromaufwärts des mit der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehenen Bauteils liegenden Bauteil ausgebildet sein, aber auch in dem mit der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehenen Bauteil, und Gleiches gilt für den Drallraum. Wesentlich ist nur, dass der Drallraum und die Flüssigkeitspassage des Anströmkanals bzw. die Flüssigkeitspassagen der Anströmkanäle durch das jeweils andere Bauteil in axialer Richtung der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung dicht verschlossen werden.The inflow channel or the inflow channels may be formed in the component located upstream of the component provided with the liquid passage opening, but also in the component provided with the liquid passage opening, and the same applies to the swirl space. It is only essential that the swirl space and the liquid passage of the inflow channel or the liquid passages of the inflow channels are sealed tightly by the respective other component in the axial direction of the liquid passage opening.

Schließlich ist es aber auch denkbar und im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen, den Anströmkanal bzw. die Anströmkanäle und/oder den Drallraum teilweise im einen und teilweise im anderen Bauteil auszubilden, auch wenn es natürlich fertigungstechnisch einfacher ist, den Anströmkanal bzw. alle Anströmkanäle und/oder den Drallraum nur in ein einziges Bauteil einzuformen.Finally, it is also conceivable and lying within the scope of the invention, the Anströmkanal or Anströmkanäle and / or the swirl space partially in one and partially form in the other component, even if it is of course easier to manufacture, the inflow or all inflow and or to form the swirl space only in a single component.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprühdüse bilden die beiden Bauteile wie bei der sich aus der EP 0 970 751 A ergebenden Sprühdüse zwischen sich einen radial außerhalb des Drallraums angeordneten Ringraum als Flüssigkeits-Zuführraum, wobei der Anströmkanal bzw. die Anströmkanäle vorteilhafterweise einerseits an dem Ringraum und andererseits am Drallraum endet bzw. enden; sie könnten sich aber auch bis in den Ringraum und/oder bis in den Drallraum hinein erstrecken. Von Vorteil ist es, wenn das stromaufwärts des Ringraums angeordnete Bauteil für eine Flüssigkeitszufuhr zum Ringraum im Bereich des Letzteren mit in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Durchbrüchen versehen ist, welche sich jedoch nicht über die durch plastische Verformung hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts kalibrierte Stelle der Flüssigkeitspassage des Anströmkanals bzw. die kalibrierten Stellen der Flüssigkeitspassagen der Anströmkanäle erstrecken, damit dort die Kalibrierung des Strömungsquerschnitts wirksam bleibt – der Durchbruch bzw. die Durchbrüche endet bzw. enden also immer stromaufwärts der Kalibrierstelle des betreffenden Anströmkanals.In preferred embodiments of the spray nozzle according to the invention, the two components form as in the from EP 0 970 751 A resulting spray nozzle between them a radially outside of the swirl space arranged annular space as a liquid feed space, wherein the inflow passage or inflow channels advantageously ends on the one hand to the annulus and on the other hand at the swirl space or end; but they could also extend into the annulus and / or into the swirling space. It is advantageous if the component arranged upstream of the annular space is provided for liquid supply to the annular space in the region of the latter with circumferentially spaced apertures, which however do not have the position of the liquid passage of the inflow channel calibrated by plastic deformation with regard to its flow cross section or the calibrated points of the liquid passages of the inflow passages extend, so that there the calibration of the flow cross-section remains effective - the breakthrough or breakthrough ends so always always upstream of the calibration of the respective inflow channel.

Wenn diese Durchbrüche schlitzförmig gestaltet und gegenüber der jeweiligen radialen Richtung geneigt sind (in Richtung der Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung gesehen), können bei vorgegebenem Außendurchmesser des mit diesen Durchbrüchen versehenen Bauteils die schlitzförmigen Durchbrüche länger gestaltet werden als im Falle einer radialen Ausrichtung dieser Durchbrüche; außerdem lässt sich mit gegenüber der dem jeweiligen Durchbruch zugeordneten radialen Richtung schräg verlaufenden Durchbrüchen auch erreichen, dass die der Sprühdüse zugeführte Flüssigkeit schon im Ringraum einen Drall erhält, d.h. eine in Umfangsrichtung des Ringraums verlaufende Strömungskomponente, welche vorzugsweise mit dem Drall im Drallraum gleichgerichtet ist, wenn nämlich die Durchbrüche gegenüber der radialen Richtung in demselben Sinne geneigt sind wie der Anströmkanal bzw. die Anströmkanäle.If these openings are slit-shaped and inclined with respect to the respective radial direction (viewed in the direction of the axis of the liquid passage opening), the slit-shaped openings can be made longer for a given outer diameter of the component provided with these openings than in the case of a radial alignment of these openings. In addition, can be achieved with respect to the respective breakthrough associated radial direction oblique openings also that the liquid supplied to the spray nozzle already receives a twist in the annulus, i. a running in the circumferential direction of the annular space flow component, which is preferably rectified with the swirl in the swirl space, namely, when the openings are inclined relative to the radial direction in the same sense as the inflow channel or the inflow channels.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprühdüse ist das abströmseitige und mit der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehene Bauteil schalenartig gestaltet und weist der Schalenboden eine um die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung umlaufende sowie sich über die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung in Richtung auf das andere Bauteil erhebende Stufe auf, wobei sich die Flüssigkeitspassage bzw. die Flüssigkeitspassagen im Bereich dieser Stufe befindet bzw. befinden, um sie so in Richtung der Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung durch das andere Bauteil problemlos abdichten zu können. Vorzugsweise erstreckt sich die Flüssigkeitspassage von der Kuppe dieser Stufe stromabwärts des betreffenden Anströmkanals.In particularly advantageous embodiments of the spray nozzle according to the invention, the downstream side and provided with the liquid passage opening member is cup-shaped and has the tray bottom surrounding the liquid passage opening and rising above the liquid passage opening in the direction of the other component stage, wherein the liquid passage or the fluid passages located in the region of this stage or are, so they can easily seal so in the direction of the axis of the liquid passage opening through the other component can. Preferably, the liquid passage extends from the top of this stage downstream of the respective inflow channel.

Besonders kostengünstig lässt sich eine erfindungsgemäße Sprühdüse herstellen, wenn mindestens eines der Bauteile ein Stanzbiegeteil ist; mindestens im Falle des mit dem Anströmkanal bzw. den Anströmkanälen versehenen Bauteils handelt es sich dann vorteilhafter Weise um ein geprägtes Stanzbiegeteil, nämlich um ein Stanzbiegeteil, in das der Anströmkanal bzw. die Anströmkanäle sowie ggf. der Drallraum eingeprägt ist bzw. sind.A spray nozzle according to the invention can be produced in a particularly cost-effective manner if at least one of the components is a stamped and bent part; At least in the case of the component provided with the inflow channel or the inflow channels, it is then advantageously an embossed stamped and bent part, namely a stamped and bent part into which the inflow channel or the inflow channels and, if applicable, the swirl space are embossed.

Weitere vorteilhafte Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sprühdüse ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen.Further advantageous features of preferred embodiments of the spray nozzle according to the invention will become apparent from the appended claims.

Im Folgenden werden eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprühdüse sowie eine Abwandlung dieser Ausführungsform näher beschrieben, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich besondere Merkmale der Erfindung dieser Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen lassen; in den Zeichnungen zeigen:In the following, a particularly advantageous embodiment of the spray nozzle according to the invention and a modification of this embodiment are described in more detail, which are illustrated in the accompanying drawings, with particular features of the invention of this description and the drawings can be found; in the drawings show:

1 einen axialen Schnitt durch die Sprühdüse; 1 an axial section through the spray nozzle;

2A den in 1 mit "D" gekennzeichneten Bereich in größerem Maßstab; 2A the in 1 area marked "D" on a larger scale;

2B eine der 2A entsprechende Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene gegenüber derjenigen der 2A um einen kleinen Winkel um die Längsachse der Sprühdüse gedreht wurde; 2 B one of the 2A corresponding sectional view, wherein the sectional plane opposite to that of 2A was rotated by a small angle about the longitudinal axis of the spray nozzle;

3 eines der Bauteile der Sprühdüse, nämlich eine Düsenscheibe, in perspektivischer Darstellung, u.z. gemäß 1 schräg von oben gesehen; 3 one of the components of the spray nozzle, namely a nozzle disk, in perspective view, according to 1 seen obliquely from above;

4 ein anderes Bauteil der Sprühdüse, nämlich eine Druckscheibe in perspektivischer Darstellung, wiederum gemäß 1 schräg von oben gesehen; 4 another component of the spray nozzle, namely a pressure plate in a perspective view, in turn according to 1 seen obliquely from above;

5 einen Schnitt durch die Sprühdüse gemäß der Linie B-B in 1; 5 a section through the spray nozzle along the line BB in 1 ;

6 einen Schnitt durch die Sprühdüse gemäß der Linie C-C in 1; 6 a section through the spray nozzle according to the line CC in 1 ;

7 eine Ansicht der Baugruppe, bestehend aus der Düsenscheibe und der darüber angeordneten Druckscheibe gemäß 1 von unten gesehen, wobei die Druckscheibe gestrichelt dargestellt wurde; 7 a view of the assembly, consisting of the nozzle disc and the thrust washer arranged above according to 1 seen from below, wherein the pressure plate has been shown in dashed lines;

8 bis 10 Schnitte durch diese Baugruppe gemäß den Linien 8-8, 9-9 und 10-10 in 7, und 8th to 10 Cut through this assembly according to lines 8-8, 9-9 and 10-10 in 7 , and

11 eine schaubildliche Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Düsenscheibe. 11 a perspective view of an alternative embodiment of the nozzle disk.

In 1 ist die erfindungsgemäße Sprühdüse nicht vollständig dargestellt; nicht gezeigt sind ein Verbindungs- oder Anschlussstück zum Anschließen der Sprühdüse an eine Flüssigkeitsleitung, über die der Sprühdüse die zu zerstäubende Flüssigkeit mit einem vorgegebenen Druck zugeführt wird, sowie Betätigungsmittel für ein in die Sprühdüse integriertes Ventil, mit dem sich die Sprühdüse öffnen und schließen lässt.In 1 the spray nozzle according to the invention is not fully shown; not shown are a connecting or connecting piece for connecting the spray nozzle to a liquid line through which the spray nozzle to be atomized liquid is supplied with a predetermined pressure, and actuating means for a valve integrated into the spray nozzle, with which opens the spray nozzle and can close ,

Soweit in 1 dargestellt, hat die Sprühdüse ein Gehäuse mit einer äußeren Gehäusehülse 10 und einer in Letztere eingesetzten inneren Gehäusehülse 12, welche bezüglich einer Düsenachse 14 insbesondere rotationssymmetrisch gestaltet sind; außerdem muss dafür gesorgt werden, dass das Gehäuse zwischen der Innenwandfläche der äußeren Gehäusehülse 10 und der Außenwandfläche der inneren Gehäusehülse 12 mindestens im Bereich einer Außenumfangslinie der inneren Gehäusehülse 12 flüssigkeitsdicht ist, wofür dem Fachmann zahlreiche aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen zur Verfügung stehen. Jede der Gehäusehülsen hat an ihrem gemäß 1 unteren Ende einen nach innen vorspringenden Bund 10a bzw. 12a, wobei Letzterer einen Ventilsitz für ein in Richtung der Düsenachse 14 bewegbares Ventilglied bildet, bei dem es sich bei der dargestellten Ausführungsform um eine Ventilkugel 16 handelt.As far as in 1 illustrated, the spray nozzle has a housing with an outer housing sleeve 10 and an inner housing sleeve inserted into the latter 12 , which with respect to a nozzle axis 14 are designed in particular rotationally symmetrical; It must also be ensured that the housing between the inner wall surface of the outer housing sleeve 10 and the outer wall surface of the inner housing sleeve 12 at least in the region of an outer circumferential line of the inner housing sleeve 12 liquid-tight, for which the skilled person numerous known from the prior art measures are available. Each of the housing sleeves has according to their 1 lower end an inwardly projecting collar 10a respectively. 12a the latter having a valve seat for one in the direction of the nozzle axis 14 forms movable valve member, which in the illustrated embodiment is a valve ball 16 is.

In der äußeren Gehäusehülse 10 sind zwischen deren Innenwandfläche und ihrem Bund 10a sowie dem Bund 12a eine ein erstes Bauteil bildende Düsenscheibe 18 und eine ein zweites Bauteil bildende Druckscheibe 20 gehalten und zwischen dem Bund 10a sowie dem Bund 12a so eingespannt, dass die beiden Scheiben in Richtung der Düsenachse 14 gegeneinander sowie gegen den Bund 10a und den Bund 12a angepresst werden; dabei kann es für eine zuverlässige und dauerhafte Flüssigkeitsabdichtung zweckmäßig sein, zwischen die Peripherie der Düsenscheibe 18 und dem Bund 10a, die Peripherie der Druckscheibe 20 und dem Bund 12a sowie zwischen die Peripherie der Düsenscheibe 18 und die Peripherie der Druckscheibe 20 jeweils eine ringförmige Flachdichtung einzulegen, z.B. in eine zu diesem Zweck in 2A dargestellte Fuge 22, welche jedoch nur dann vorgesehen wird, wenn in dieser eine Dichtung angeordnet werden soll.In the outer housing sleeve 10 are between their inner wall surface and their waistband 10a as well as the federal government 12a a nozzle member forming a first component 18 and a pressure member forming a second component 20 kept and between the bunch 10a as well as the federal government 12a clamped so that the two discs in the direction of the nozzle axis 14 against each other and against the federal government 10a and the covenant 12a be pressed; It may be useful for a reliable and durable liquid seal, between the periphery of the nozzle disk 18 and the federal government 10a , the periphery of the thrust washer 20 and the federal government 12a and between the periphery of the nozzle disk 18 and the periphery of the thrust washer 20 insert in each case an annular flat gasket, for example in a for this purpose in 2A shown fugue 22 , which, however, is provided only if a seal is to be arranged in this.

Anhand der 1, 2A und 3 soll nun zunächst die Gestaltung der Düsenscheibe 18 näher beschrieben werden. Based on 1 . 2A and 3 should now first the design of the nozzle disk 18 be described in more detail.

Bei der Düsenscheibe 18 handelt es sich erfindungsgemäß um ein Blechformteil, welches bei den interessantesten Anwendungsgebieten für erfindungsgemäße Sprühdüsen mit einem Außendurchmesser der äußeren Gehäusehülse 10 von lediglich einigen Millimetern sehr dünnwandig ist und dann insbesondere aus einem Blech mit einer Dicke von nur wenigen Zehntel Millimetern, z.B. von nur 0,2 mm, ausgestanzt und dann durch Umformen, d.h. durch eine zerspanungslose Formgebung, in seine endgültige Gestalt gebracht wird. Im Zuge des Ausstanzens einer insbesondere kreisförmigen Scheibe aus dem Blech kann auch schon eine Flüssigkeits-Austrittsöffnung 24, d.h. die eigentliche Düsenöffnung, hergestellt werden. Dieser flachen Blechscheibe wird dann durch zerspanungsloses Umformen eine schalenartige Gestalt mit einem Schalenboden 26, einem hochgestellten Umfangsrandbereich 28 und einer um die Austrittsöffnung 24 umlaufenden und zur Düsenachse 14 insbesondere rotationssymmetrischen Stufe 30 zwischen der Austrittsöffnung 24 und dem Umfangsrandbereich 28 gegeben; die Kuppe der Stufe 20 wurde in 2A mit 30a bezeichnen. Im Zuge dieses Umformens oder durch einen nachfolgenden Umformschritt werden in die gemäß den 1 und 2A obere Seite der Düsenscheibe 18 Anströmkanäle (Zuströmkanäle) 32 eingeprägt, welche sich besonders deutlich der 3 entnehmen lassen. Zwar wäre grundsätzlich ein einziger solcher Anströmkanal ausreichend, bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen mit zwei oder mehr Anströmkanälen, aus einem im Folgenden noch zu erwähnenden Grund ist es aber für eine Reihe von Anwendungsgebieten nicht zweckmäßig, mehr als drei Anströmkanäle vorzusehen. Jeder dieser Anströmkanäle 32 ist gegenüber der ihm zugeordneten radialen Richtung (in 3 mit R bezeichnet) im gleichen Sinne geneigt (in einer Draufsicht auf die Düsenscheibe 18), damit die der Sprühdüse unter Druck zugeführte, zu zerstäubende Flüssigkeit in einem beim Umformen der Blechscheibe erzeugten und in 1 mit 34 bezeichneten Drallraum zwischen der Düsenscheibe 18 und der Druckscheibe 20 eine um die Austrittsöffnung 24 herum verlaufende Strömungskomponente erhält. At the nozzle disk 18 according to the invention is a sheet metal part, which in the most interesting application areas for spray nozzles according to the invention having an outer diameter of the outer housing sleeve 10 is only a few millimeters very thin-walled and then in particular from a sheet with a thickness of only a few tenths of a millimeter, for example, only 0.2 mm, punched and then brought by forming, ie by a Zersspungslose shaping in its final shape. In the course of punching out a particular circular disc from the sheet can already have a liquid outlet opening 24 , ie the actual nozzle opening, are produced. This flat sheet metal disc is then by zerresungsloses forming a shell-like shape with a shell bottom 26 a raised peripheral edge area 28 and one around the exit opening 24 circumferential and to the nozzle axis 14 in particular rotationally symmetric stage 30 between the outlet 24 and the peripheral edge area 28 given; the crest of the step 20 was in 2A With 30a describe. In the course of this forming or by a subsequent forming step are in accordance with the 1 and 2A upper side of the nozzle disk 18 Inflow channels (inflow channels) 32 imprinted, which is particularly clear the 3 can be removed. Although basically a single such inflow channel would be sufficient, embodiments with two or more inflow channels are preferred, but for a reason to be mentioned below, it is not expedient for a number of application areas to provide more than three inflow channels. Each of these inflow channels 32 is opposite to its associated radial direction (in 3 denoted by R) in the same sense inclined (in a plan view of the nozzle disk 18 ), so that the spray nozzle supplied under pressure, to be atomized liquid in a generated during forming of the sheet metal disc and in 1 With 34 designated swirl space between the nozzle disk 18 and the pressure disc 20 one around the exit opening 24 receives around running flow component.

Die Druckscheibe 20 soll nun anhand der 1, 2A und 4 näher beschrieben werden.The pressure disc 20 should now be based on the 1 . 2A and 4 be described in more detail.

Auch bei der Druckscheibe 20 handelt es sich erfindungsgemäß um ein durch Stanzen und zerspanungsloses Umformen hergestelltes Blechformteil, zu dessen Herstellung zunächst aus einem Blech eine insbesondere kreisförmige Scheibe ausgestanzt und diese dann erfindungsgemäß umgeformt, d.h. durch eine spanlose Formgebung in ihre endgültige Gestalt gebracht wird. Das für die Herstellung der Druckscheibe 20 verwendete Blech ist vorzugsweise noch dünner als das für die Düsenscheibe 18 verwendete Blech – vorzugsweise ist die Blechdicke der Druckscheibe 20 nur ungefähr halb so groß wie diejenige der Düsenscheibe 18. Wie sich aus den erwähnten Zeichnungsfiguren ergibt, hat bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprühdüse auch die Druckscheibe 20 die Gestalt einer flachen Schale mit einem vorzugsweise flachen und ebenen Schalenboden 36, einem erhöhten Umfangsrandbereich 38 und einer sich zwischen Letzterem und dem Schalenboden 36 befindlichen Stufe 40. Wie sich besonders deutlich aus 4 ergibt, weist die Druckscheibe 20 mehrere schlitzförmige Durchbrüche 42 auf, welche in Umfangsrichtung der Druckscheibe 20 im Abstand voneinander angeordnet sind, sich vom Außenrand der Druckscheibe nach innen in die Druckscheibe hinein erstrecken, am radial inneren Ende der Stufe 40 enden und gegenüber der dem jeweiligen Durchbruch zugeordneten radialen Richtung alle gleichsinnig geneigt sind (in einer Draufsicht auf die Druckscheibe 20). Bei zusammengebauter Sprühdüse erstreckt sich vorteilhafter Weise keiner dieser Durchbrüche 42 über die gesamte Länge irgendeines der Anströmkanäle 32, sondern nur über einen radial äußeren, d.h. anströmseitigen Endbereich eines Anströmkanals radial außerhalb, d.h. stromaufwärts einer noch zu beschreibenden, hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts kalibrierten Flüssigkeitspassage bzw. deren Kalibrierstelle; dabei sollte dieser radial äußere Endbereich eines Anströmkanals hinsichtlich seines Durchlassvermögens für die zu zerstäubende Flüssigkeit so groß sein, dass in der Flüssigkeit stromaufwärts der Kalibrierstelle zumindest kein nennenswerter Druckverlust auftritt und nicht schon stromaufwärts der Kalibrierstelle die Größe des Volumenstroms der zu zerstäubenden Flüssigkeit verändert wird.Also with the pressure disc 20 According to the invention, it is a sheet-metal shaped part produced by stamping and machining without machining, for the production of which a first circular sheet is punched out of a metal sheet and then shaped according to the invention, ie brought into its final shape by chipless shaping. That for the production of the pressure disk 20 The sheet metal used is preferably even thinner than that for the nozzle disk 18 used sheet metal - preferably, the sheet thickness of the pressure plate 20 only about half the size of the nozzle disc 18 , As is apparent from the mentioned drawing figures, in the preferred embodiment of the spray nozzle according to the invention also has the pressure disk 20 the shape of a shallow dish with a preferably flat and level tray bottom 36 , an increased peripheral edge area 38 and one between the latter and the bottom of the tray 36 located stage 40 , As is particularly clear 4 shows, the thrust washer 20 several slit-shaped openings 42 on, which in the circumferential direction of the pressure plate 20 spaced from each other, extending from the outer edge of the thrust washer inwardly into the thrust washer, at the radially inner end of the step 40 ends and relative to the respective breakthrough associated radial direction are all inclined in the same direction (in a plan view of the pressure plate 20 ). When assembled spray nozzle advantageously none of these breakthroughs extends 42 over the entire length of any of the inflow channels 32 but only via a radially outer, ie on the upstream end portion of a Anströmkanals radially outward, ie upstream of a still to be described, calibrated with respect to their flow cross-section liquid passage or its calibration; In this case, this radially outer end portion of a Anströmkanals should be so large in terms of its transmissivity for the liquid to be atomized that at least no significant pressure loss occurs in the liquid upstream of the calibration and not upstream of the calibration is changed the size of the volume flow of the liquid to be atomized.

Die schlitzförmigen Durchbrüche 42 können schon im Zuge des Ausstanzens der erwähnten flachen kreisförmigen Blechscheibe durch Stanzen hergestellt werden.The slit-shaped breakthroughs 42 can already be produced by punching in the course of punching the mentioned flat circular sheet metal disc.

Wie besonders deutlich die 2A und 2B erkennen lassen, erstreckt sich der Schalenboden 36 der Druckscheibe 20 in bezüglich der Düsenachse 14 radialer Richtung nicht ganz bis zu den radial äußeren Enden der Anströmkanäle 32, jedoch zumindest geringfügig über die Kuppe 30a der Stufe 30 hinaus, sh. insbesondere die 2B.How very clear the 2A and 2 B let recognize, extends the shell bottom 36 the pressure disk 20 in relation to the nozzle axis 14 radial direction not quite up to the radially outer ends of the inflow channels 32 but at least slightly above the top 30a the stage 30 beyond, sh. especially the 2 B ,

Der bei der bevorzugten Ausführungsform allein in der Düsenscheibe 18 ausgebildete Drallraum 34 wird durch die Druckscheibe 20 bis auf die Anströmkanäle 32 und die Flüssigkeits-Austrittsöffnung 24 flüssigkeitsdicht verschlossen. Außerdem bilden die Düsenscheibe 18 und die Druckscheibe 20 zwischen sich einen insbesondere mit der Düsenachse 14 konzentrischen ersten Ringraum 50, während der Bund 12a zusammen mit der Druckscheibe 20 einen mit der Düsenachse 14 insbesondere gleichfalls konzentrischen zweiten Ringraum 52 definiert, welcher über die Durchbrüche 42 mit dem ersten Ringraum 50 verbunden ist. Wird die Ventilkugel 16 durch nicht gezeigte Mittel z.B. mechanisch oder im Falle einer metallischen Ventilkugel elektromagnetisch von dem einen Ventilsitz für die Ventilkugel bildenden Bund 12a nach oben abgehoben, kann zu zerstäubende Flüssigkeit vom Inneren der Gehäusehülse 12 an diesem Ventilsitz und der Ventilkugel vorbei in den Ringraum 52, von dort durch die Durchbrüche 42 hindurch in den Ringraum 50 und von diesem durch die Anströmkanäle 32 hindurch in den Drallraum 34 strömen und dann durch die Flüssigkeits-Austrittsöffnung 24 hindurch unter Bildung eines Hohlkegels aus der Sprühdüse austreten, wobei die Summe der kleinsten Strömungsquerschnitte der Anströmkanäle 32 zwischen der Druckscheibe 20 und der Düsenscheibe 18 die Größe des Volumenstroms der aus der Sprühdüse austretenden Flüssigkeit bestimmt. Der Strömungsverlauf der zu zerstäubenden Flüssigkeit wurde in 2B mittels Pfeilen angedeutet, wobei das Entstehen einer Flüssigkeitsströmung natürlich voraussetzt, dass die Ventilkugel 16, anders als in 2B dargestellt, von dem vom Bund 12a gebildeten Ventilsitz abgehoben ist.The one in the preferred embodiment alone in the nozzle disk 18 trained swirl space 34 gets through the pressure washer 20 except for the inflow channels 32 and the liquid discharge port 24 sealed liquid-tight. In addition, the nozzle disk form 18 and the pressure disc 20 between them one in particular with the nozzle axis 14 concentric first annulus 50 while the covenant 12a together with the pressure disc 20 one with the nozzle axis 14 in particular also concentric second annulus 52 defines which over the breakthroughs 42 with the first annulus 50 connected is. Will the valve ball 16 by means not shown, for example, mechanically or in the case of a metallic valve ball electromagnetically from the one valve seat for the valve ball forming collar 12a Lifted upwards, can be atomized liquid from the interior of the housing sleeve 12 past this valve seat and the valve ball into the annulus 52 , from there through the breakthroughs 42 through into the annulus 50 and from this through the flow channels 32 through the swirling room 34 flow and then through the liquid outlet 24 through the formation of a hollow cone emerge from the spray nozzle, wherein the sum of the smallest flow cross-sections of the flow channels 32 between the pressure disc 20 and the nozzle disk 18 determines the size of the volume flow of the liquid emerging from the spray nozzle. The flow pattern of the liquid to be atomized was in 2 B indicated by arrows, the emergence of a liquid flow course requires that the valve ball 16 , unlike in 2 B presented by the federal government 12a formed valve seat is lifted.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprühdüse sollen die Anströmkanäle 32, die Durchbrüche 42 und die Stufe 30 erfindungsgemäß so ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sein, dass die Flüssigkeitsströmung durch einen Anströmkanal 32 hindurch ihren kleinsten Strömungsquerschnitt im Bereich der Stufe 30 und vorzugsweise im Bereich der Kuppe 30a dieser Stufe hat. An dieser Stelle bildet die erfindungsgemäße Sprühdüse zwischen der Düsenscheibe 18 und der Druckscheibe 20 an mindestens einem Anströmkanal 32, vorzugsweise an allen Anströmkanälen, eine einen Drosseleffekt für die Flüssigkeitsströmung bewirkende Flüssigkeitspassage, welche bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der dargestellten Sprühdüse dadurch kalibriert, d.h. hinsichtlich der Größe ihres Durchströmquerschnitts eingestellt und festgelegt wird, dass an dieser Stelle das Blech der Düsenscheibe 18 und/oder das Blech der Druckscheibe 20 unter Verkleinerung des Durchströmquerschnitts entsprechend plastisch verformt wird, was sich mit einem geeigneten Umformwerkzeug ohne Weiteres mit großer Präzision verwirklichen lässt. In the preferred embodiment of the spray nozzle according to the invention, the inflow channels 32 , the breakthroughs 42 and the stage 30 According to the invention be designed and arranged relative to each other, that the liquid flow through a Anströmkanal 32 through its smallest flow area in the area of the stage 30 and preferably in the area of the dome 30a this level has. At this point, the spray nozzle according to the invention forms between the nozzle disk 18 and the pressure disc 20 at least one inflow channel 32 , Preferably at all Anströmkanälen, a throttling effect for the liquid flow causing liquid passage which thereby calibrated in particularly advantageous embodiments of the spray nozzle shown, that is set and set in terms of size of Durchströmquerschnitts that at this point the sheet of the nozzle disk 18 and / or the sheet of the pressure disk 20 is reduced correspondingly plastically under reduction of the flow area, which can be realized easily with a suitable forming tool with great precision.

Da sich der Schalenboden 36 der Druckscheibe 20 in bezüglich der Düsenachse 14 radialer Richtung nach außen nicht ganz bis zu den radial äußeren Endbereichen der Anströmkanäle 32 erstreckt, jedoch den Bereich der Kuppe 30a der Stufe 30 überdeckt (in Richtung der Düsenachse 14 gesehen), kann die zu zerstäubende Flüssigkeit nur durch die Anströmkanäle 32 hindurch in den Drallraum 34 gelangen, u.z. durch die Kalibrierstellen der Anströmkanäle 32 hindurch, da die Druckscheibe 20 und die Düsenscheibe 18 überall sonst abdichtend gegeneinander anliegen.As the shell bottom 36 the pressure disk 20 in relation to the nozzle axis 14 Radial outward not quite up to the radially outer end portions of the Anströmkanäle 32 extends, however, the area of the dome 30a the stage 30 covered (in the direction of the nozzle axis 14 seen), the liquid to be atomized only through the inflow channels 32 through the swirling room 34 arrive, uz through the calibration of the flow channels 32 through, because the pressure disk 20 and the nozzle disk 18 everywhere else sealing against each other.

Die 7 lässt erkennen, wie die in der Düsenscheibe 18 ausgebildeten Anströmkanäle 32 und die in der Druckscheibe 20 vorgesehenen Durchbrüche 42 bei zusammengebauter Sprühdüse relativ zueinander angeordnet sind.The 7 lets you see how those in the nozzle disk 18 trained inflow channels 32 and those in the pressure plate 20 provided breakthroughs 42 are arranged relative to each other when assembled spray nozzle.

Ferner zeigen die 7 bis 10, wo und wie die Düsenscheibe 18 im Bereich eines jeden ihrer Anströmkanäle 32 plastisch verformt wurde, um in der von jedem Anströmkanal 32 gebildeten Flüssigkeitspassage deren Durchströmquerschnitt an einer Kalibrierstelle 32a zu verkleinern und damit den Durchströmquerschnitt dadurch zu kalibrieren. Wie die 7 bis 10 erkennen lassen, wurde in die Düsenscheibe 18 an jeder Kalibrierstelle 32a eine nach oben, d.h. in Richtung auf die Druckscheibe 20 vorspringende Auswölbung eingeprägt, welche in den entsprechenden Anströmkanal 32 hineinragt und dessen Durchströmquerschnitt an dieser Stelle im gewünschten Maß reduziert, ohne dadurch die zwischen der Düsenscheibe 18 und der Druckscheibe 20 von dem betreffenden Anströmkanal 32 gebildete Flüssigkeitspassage vollständig zu verschließen.Furthermore, the show 7 to 10 where and how the nozzle disk 18 in the area of each of their inflow channels 32 was plastically deformed to in the from each inflow channel 32 formed liquid passage whose flow area at a calibration 32a To reduce and thus calibrate the flow area thereby. As the 7 to 10 let recognize, was in the nozzle disk 18 at each calibration point 32a one upwards, ie towards the pressure disc 20 imprinted projecting bulge, which in the corresponding inflow channel 32 protrudes and whose flow cross-section is reduced at this point to the desired extent, without thereby between the nozzle disc 18 and the pressure disc 20 from the relevant inflow channel 32 completely close the fluid passage formed.

Wie ohne Weiteres verständlich, könnte alternativ oder zusätzlich die Druckscheibe 20 entsprechend plastisch verformt werden, um in einer oder insbesondere allen Flüssigkeitspassagen den Durchströmquerschnitt an der Kalibrierstelle bzw. den Kalibrierstellen zu verringern.As will be readily understood, alternatively or additionally, the thrust washer could 20 be plastically deformed in order to reduce the flow area at the calibration point or the calibration in one or in particular all fluid passages.

Die 7 bis 10 lassen auch erkennen, dass die Kalibrierstellen 32a in einem geringen radialen Abstand (bezüglich der Austrittsöffnung 24 radial einwärts) von der Kuppe 30a der in der Düsenscheibe 18 ausgebildeten Stufe 30 angeordnet sind.The 7 to 10 also let you know that the calibration points 32a at a small radial distance (with respect to the outlet opening 24 radially inward) from the dome 30a in the nozzle disc 18 trained level 30 are arranged.

Natürlich muss der an einer Kalibrierstelle 32a vorgesehene plastisch verformte Bereich weder in einer Draufsicht kreisförmig noch in einem Schnitt ungefähr halbkugelförmig sein, obwohl eine solche Gestaltung im Hinblick auf unerwünschte Turbulenzen in der Flüssigkeitsströmung zu bevorzugen ist.Of course he has to go to a calibration station 32a provided plastically deformed area in a plan view is not circular in shape or in a section approximately hemispherical, although such a design is preferable in view of undesirable turbulence in the liquid flow.

Die in 11 gezeigte abgewandelte Ausführungsform der Düsenscheibe 18 der ersten Ausführungsform wird im Folgenden nur noch insoweit beschrieben, als sie von der ersten Ausführungsform abweicht; außerdem wurden in 11 für die Düsenscheibe und deren Elemente dieselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 6 verwendet, jedoch erhöht um den Wert 100.In the 11 shown modified embodiment of the nozzle disk 18 The first embodiment is described below only insofar as it deviates from the first embodiment; moreover, were in 11 for the nozzle plate and their elements the same reference numerals as in the 1 to 6 used, but increased by the value 100 ,

Bei der in 11 dargestellten und als Ganzes mit 118 bezeichneten Düsenscheibe handelt es sich um eine im Wesentlichen ebene Scheibe, in die gemäß 11 von oben ein Drallraum 134 und Anströmkanäle 132 eingeprägt wurden, welche sich vom Umfangsrand der Düsenscheibe 118 bis zum Drallraum 134 erstrecken und, ggf. abgesehen von einer einen Drosseleffekt bewirkenden Flüssigkeitspassage, überall denselben Querschnitt haben. Bei dieser Ausführungsform werden zur Bildung der Anströmkanäle 132 in das Blech der Düsenscheibe 118 Sicken 134a eingeprägt. At the in 11 shown and as a whole with 118 designated nozzle disk is a substantially flat disc, in accordance with 11 from above a swirl space 134 and inflow channels 132 were embossed, which are from the peripheral edge of the nozzle disk 118 until the swirl space 134 extend and, if necessary, apart from a throttle effect effecting liquid passage, everywhere have the same cross-section. In this embodiment, the formation of the inflow channels 132 in the plate of the nozzle disk 118 beading 134a imprinted.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der in 11 dargestellten Düsenscheibe 118 werden die Anströmkanäle 132 zunächst überall mit einem gewissen Übermaß hergestellt, worauf die Sicken 134a in einem geeigneten Presswerkzeug durch plastisches Verformen des Blechs in ihrer Höhe überall etwas reduziert werden und dadurch der Strömungsquerschnitt der Anströmkanäle 132 überall kalibriert wird.In a preferred embodiment of the in 11 illustrated nozzle disk 118 become the inflow channels 132 initially produced everywhere with a certain excess, whereupon the beads 134a in a suitable pressing tool by plastically deforming the sheet in height anywhere be reduced and thereby the flow cross-section of the flow channels 132 calibrated everywhere.

Alternativ zu dieser Art der Kalibrierung ist es aber auch möglich – und dies wird zu bevorzugen sein –, mit einem geeigneten Prägewerkzeug jeden der Anströmkanäle 132 nur an einer Stelle mit einer hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts kalibrierten Flüssigkeitspassage zu versehen, indem nur an dieser Stelle der Querschnitt des betreffenden Anströmkanals 132 etwas reduziert wird, insbesondere durch eine Reduzierung der Höhe der Sicke 134a bzw. der Tiefe des Anströmkanals 132.Alternatively to this type of calibration, it is also possible - and this will be preferable - with a suitable embossing tool each of the inflow channels 132 to provide only at one point with a calibrated with respect to their flow cross-section liquid passage, by only at this point the cross-section of the respective inflow channel 132 is reduced somewhat, in particular by reducing the height of the bead 134a or the depth of the inflow channel 132 ,

Hinsichtlich ihrer Formbeständigkeit während des Betriebs einer erfindungsgemäßen Sprühdüse können die kalibrierten Stellen der Anströmkanäle, unter Umständen aber auch die Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse kritisch sein; dieses Problem lässt sich aber durch die Verwendung eines hinreichend harten und verschleißbeständigen Metalls, durch eine harte und verschleißbeständige Beschichtung dieser kritischen Bereiche und/oder durch die Verwendung von Federstahl lösen.With regard to their dimensional stability during operation of a spray nozzle according to the invention, the calibrated points of the inflow channels, but under certain circumstances also the liquid outlet opening of the spray nozzle may be critical; However, this problem can be solved by the use of a sufficiently hard and wear-resistant metal, by a hard and wear-resistant coating these critical areas and / or by the use of spring steel.

In den meisten Fällen genügt eine einzige, hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts kalibrierte, einen Drosseleffekt bewirkende Flüssigkeitspassage in einem Anströmkanal; grundsätzlich ist es aber auch denkbar, einen Anströmkanal mit mehreren solchen hinsichtlich des Strömungsquerschnitts kalibrierten Stellen zu versehen.In most cases, a single, in terms of their flow cross section calibrated, causing a throttle effect liquid passage in a flow channel is sufficient; In principle, however, it is also conceivable to provide an inflow channel with a plurality of such calibrated points with regard to the flow cross section.

Weist eine erfindungsgemäße Sprühdüse zwei oder mehr Anströmkanäle auf, empfiehlt es sich, die beiden Anströmkanäle bzw. zwei der Anströmkanäle und vorzugsweise alle Anströmkanäle mit einer hinsichtlich ihres Strömungsquerschnitts kalibrierten Flüssigkeitspassage zu versehen.If a spray nozzle according to the invention has two or more inflow channels, it is advisable to provide the two inflow channels or two inflow channels and preferably all inflow channels with a liquid passage calibrated with respect to their flow cross section.

Damit der zu zerstäubenden Flüssigkeit im Drallraum ein für die Ausbildung des angestrebten Hohlkegels ausreichender Drall aufgeprägt wird, sind zwei oder mehr Anströmkanäle zu bevorzugen; für viele Anwendungsfälle sollte die Sprühdüse aber nicht mehr als drei Anströmkanäle aufweisen, denn mit zunehmender Anzahl der Anströmkanäle müssen die Kanalquerschnitte verkleinert werden, damit der Volumenstrom durch die Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse hindurch die gewünschte Größe nicht übersteigt, und der die Größe des Volumenstroms durch einen Anströmkanal hindurch bestimmende Strömungsquerschnitt des Anströmkanals muss umso präziser hergestellt werden, je kleiner der Kanalquerschnitt ist. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass ein zu kleiner Kanalquerschnitt zu einem verhältnismäßig großen Druckabfall in der zu zerstäubenden Flüssigkeit führen würde, was zur Folge hätte, dass der von der zerstäubten Flüssigkeit gebildete, aus der Sprühdüse austretende Sprühstrahl keinen Kegel bzw. Strahlwinkel mehr bilden kann.In order for the liquid to be atomized in the swirl space to be impressed with a swirl sufficient for the formation of the desired hollow cone, two or more inflow channels are to be preferred; for many applications, the spray nozzle but should not have more than three inflow channels, because with increasing number of inflow channels, the channel cross-sections must be reduced so that the flow through the liquid outlet opening of the spray nozzle does not exceed the desired size, and the size of the volume flow through an inflow channel determining flow cross-section of the inflow channel must be made more precise, the smaller the channel cross-section. In this context, it should be noted that a too small channel cross-section would lead to a relatively large pressure drop in the liquid to be atomized, with the result that the spray jet emerging from the spray nozzle formed by the atomized liquid can no longer form a cone or jet angle ,

Besonders wichtige Anwendungsgebiete für eine erfindungsgemäße Sprühdüse sind die Folgenden: Einspritzen eines flüssigen Reagenzes für eine selektive katalytische Reaktion in eine Abgasleitung eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Verbrennungseinrichtung, das Eindüsen von Wasser oder anderen Flüssigkeiten in Klimaanlagen oder irgendwelche Räume, insbesondere zur Luftbefeuchtung, sowie Treibstoffeinspritzung (Benzin, Diesel oder Kerosin) in Verbrennungsmotoren.Particularly important fields of application for a spray nozzle according to the invention are the following: injecting a liquid reagent for a selective catalytic reaction in an exhaust pipe of an internal combustion engine or other combustion device, the injection of water or other liquids in air conditioners or any spaces, in particular for humidification, as well as fuel injection ( Gasoline, diesel or kerosene) in internal combustion engines.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 0970751 A [0002, 0010] EP 0970751 A [0002, 0010]

Claims (22)

Sprühdüse zum Zerstäuben einer der Düse unter Druck zugeführten Flüssigkeit mit einem mindestens eine Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung aufweisenden einen Bauteil, welches eine Anströmseite und eine mit dieser durch die Durchtrittsöffnung verbundene Abströmseite aufweist, sowie mit einem auf der Anströmseite des einen Bauteils angeordneten, Letzteres zumindest teilweise überdeckenden anderen Bauteil, wobei die beiden Bauteile zusammen einen die Durchtrittsöffnung umschließenden Drallraum für die zu zerstäubende Flüssigkeit bilden, in einer Seite eines ersten der beiden Bauteile, welche dem zweiten der beiden Bauteile zugewandt ist, mindestens ein nutartiger Anströmkanal ausgebildet ist, der einen Flüssigkeits-Zuführraum der Sprühdüse mit dem Drallraum verbindet, welcher bis auf den Anströmkanal und die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung geschlossen ist, der Anströmkanal in einer Ansicht des ersten Bauteils in Richtung einer zentralen Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung gegenüber der bezüglich dieser Achse radialen Richtung so geneigt ist, dass den Anströmkanal durchströmende Flüssigkeit im Drallraum eine um die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung herum verlaufende Strömungskomponente aufweist, und der Anströmkanal mindestens über einen Teil seiner Länge vom zweiten Bauteil überdeckt und an seinen Kanalrändern unter Bildung einer Flüssigkeitspassage zumindest im Wesentlichen abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil ein Blechformteil ist, welches an mindestens einem Anströmkanal im Bereich dessen Flüssigkeitspassage eine solche plastische Verformung aufweist, dass dadurch die Größe des Strömungsquerschnitts dieses Anströmkanals an der Stelle der Verformung kalibriert ist.Spray nozzle for atomizing a liquid supplied under pressure to the nozzle with a component having at least one liquid passage opening, which has an inflow side and an outflow side connected thereto through the passage opening, and with the latter at least partially overlapping one arranged on the inflow side of the one component another component, wherein the two components together form a swirl space enclosing the passage opening for the liquid to be atomized, in one side of a first of the two components, which faces the second of the two components, at least one groove-like inflow channel is formed, the liquid feed space connects the spray nozzle with the swirl space, which is closed except for the inflow and the liquid passage opening, the inflow passage in a view of the first component in the direction of a central axis of the liquid-through Is opening inclined relative to the radial direction with respect to this axis so inclined that the inflow passage fluid in the swirl chamber has a fluid passage opening around the flow component around, and the inflow passage over at least part of its length covered by the second component and at its channel edges to form a Liquid passage is at least substantially sealed, characterized in that the first component is a sheet metal part having at least one inflow passage in the liquid passage such a plastic deformation that thereby the size of the flow cross section of this inflow channel is calibrated at the location of deformation. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch das zweite Bauteil ein Blechformteil ist. Spray nozzle according to claim 1, characterized in that the second component is a sheet metal shaped part. Sprühdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anströmkanal eine in das erste Bauteil eingeprägte Vertiefung ist.Spray nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow passage is a depression impressed into the first component. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil scheibenförmig gestaltet ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the first component is designed disk-shaped. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil scheibenförmig gestaltet ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the second component is designed disk-shaped. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung gesehen die Außenkonturen des ersten und zweiten Bauteils im Wesentlichen deckungsgleich gestaltet sind.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that seen in the direction of the axis of the liquid passage opening, the outer contours of the first and second component are designed substantially congruent. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil mit der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehen und stromabwärts vom zweiten Bauteil angeordnet ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the first component is provided with the liquid passage opening and is arranged downstream of the second component. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung eine Flüssigkeits-Austrittsöffnung der Sprühdüse ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid passage opening is a liquid outlet opening of the spray nozzle. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile im Bereich der Flüssigkeitspassage des Anströmkanals abdichtend gegeneinander angepresst sind.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the two components are pressed against each other sealingly in the region of the liquid passage of the inflow channel. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile zwischen sich einen radial außerhalb des Drallraums angeordneten Ringraum als Flüssigkeits-Zuführraum bilden. Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the two components form between them a radially outside of the swirl space arranged annular space as a liquid feed space. Sprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anströmkanal einerseits in dem Ringraum und andererseits im Drallraum endet.Spray nozzle according to claim 10, characterized in that the inflow channel terminates on the one hand in the annular space and on the other hand in the swirl space. Sprühdüse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das stromaufwärts des Ringraums angeordnete Bauteil für eine Flüssigkeitszufuhr zum Ringraum im Bereich des Letzteren mit in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Durchbrüchen versehen ist, welche sich nicht über die Flüssigkeitspassage erstrecken.Spray nozzle according to claim 10 or 11, characterized in that the upstream of the annulus arranged component for a liquid supply to the annulus in the region of the latter is provided with circumferentially spaced apertures, which do not extend over the liquid passage. Sprühdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche schlitzförmig sind.Spray nozzle according to claim 12, characterized in that the openings are slot-shaped. Sprühdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche gegenüber der radialen Richtung geneigt sind.Spray nozzle according to claim 13, characterized in that the openings are inclined relative to the radial direction. Sprühdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche gegenüber der radialen Richtung in demselben Sinne geneigt sind wie der Anströmkanal.Spray nozzle according to claim 14, characterized in that the openings are inclined with respect to the radial direction in the same sense as the inflow channel. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abströmseitige und mit der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung versehene Bauteil schalenartig gestaltet ist und der Schalenboden eine um die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung umlaufende sowie sich über die Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung in Richtung auf das andere Bauteil erhebende Stufe aufweist, wobei sich die Flüssigkeitspassage im Bereich dieser Stufe befindet und sich vorzugsweise von der Kuppe dieser Stufe stromabwärts des Anströmkanals erstreckt. Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the downstream side and provided with the liquid passage opening member is designed shell-like and the tray bottom has a circulating around the liquid passage opening and rising above the liquid passage opening in the direction of the other component stage , wherein the liquid passage is in the region of this stage and preferably extends from the top of this stage downstream of the inflow channel. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bauteile ein Stanzbiegeteil ist. Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the components is a stamped and bent part. Sprühdüse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil ein am Anströmkanal geprägtes Stanzbiegeteil ist.Spray nozzle according to claim 17, characterized in that the first component is a stamped and bent part stamped on the inflow channel. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil mit mehreren, in Umfangsrichtung der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung im Abstand voneinander angeordneten Anströmkanälen versehen ist, welche gegenüber der bezüglich der Achse der Flüssigkeits-Durchtrittsöffnung radialen Richtung alle gleichsinnig geneigt sind.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the first component is provided with a plurality of spaced apart in the circumferential direction of the liquid passage opening inflow channels, which are all inclined in the same direction with respect to the axis of the liquid passage opening radial direction. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum eine in eines der Bauteile eingeprägte Vertiefung ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the swirl space is a recess embossed in one of the components. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum im ersten Bauteil ausgebildet ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the swirl space is formed in the first component. Sprühdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil mit mehreren Anströmkanälen versehen ist, von denen jeder im Bereich seiner Flüssigkeitspassage eine solche plastische Verformung aufweist, dass dadurch die Größe des Strömungsquerschnitts des Anströmkanals an der Stelle der Verformung kalibriert ist.Spray nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the first component is provided with a plurality of inflow channels, each of which has in the region of its liquid passage such a plastic deformation that thereby the size of the flow cross-section of the inflow channel is calibrated at the location of deformation.

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