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Vernebelungsgerät für Flüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf
eine Einrichtung zur Feinverteilung einer Flüssigkeit in einem Gasstrom, die mit
einem als ein Venturirohr ausgebildeten Ejektor, mit einem Anschluß für das Gas
und mit einem Zufuhrrohr für die Flüssigkeit, versehen ist.
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Eine derartige Einrichtung ist in verschiedenen Ausführungen.bekannt
und wird zur Sättigung einer Gasatmosphäre mit Flüssigkeit verwendet. Ein Beispiel
einer derartigen Anwendung ist ein sogenannter Dämpfer in der Textilindustrie, bei
dem eine bedruckte oder anders behandelte Bahn in eine Dampfatmosphäre zur Ergänzung
und Abrundung der vorhergçhendenBehandlung eingeführt wird.
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In dem obigen Beispiel eines Dämpfers wird eine bedruckte Textilbahn
in einer gesättigten Dampfatmosphäre von etwas über 100 °C behandelt, um: -. eine
luftfreie Umgebung zu schaffen: - die behandelte (in diesem Fall bedruckte Bahn)
wesentlich durch frei werdende Kondensationswärme aufzuwärmen
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die Druckpasta und die Fasern der Bahn zu schwellen, so daß der Farbstoff in die
Fasern eindringen kann; - bei exothermen chemischen und/oder physikalischen -Reaktionen
die Bahn durch Konvektion zu kühlen.
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In den soweit bekannten Dämpfern ist es üblich, diese Behandlung mit
gesättigtem Wasserdampf auszuführen. Führt man nun gesättigten Dampf unmittelbar
aus einem Kessel über eine Leitung dem Behandlungsraum zu, so tritt sehr oft schon
Kondensation in den Zufuhrleitungen auf. Demzufolge können Wassertropfen in die
Behandlungskammer geraten und die Textilbahn beeinträchtigen, so daß diese Flecken
zeigt.
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Die oben erwähnten Schwierigkeiten hat man dadurch versucht zu beseitigen,
daß ungesättigter Dampf Anwendung findet in dem mit Hilfe einer Dosierpumpe mit
konstantem Druck eine Wassermenge über ein feines Mundstück vernebelt wird, um in
dieser Weise gesättigten Dampf zu erhalten. In der Praxis jedoch hat es sich herausgestellt,
daß eine genaue Regulierung sehr schwierig durchzuführen ist, während außerdem die
sehr kleinen Offnungen (0,2 mm) der Düse sehr bald verschmutzen und dadurch eine
Verstopfung eintritt. Die besagten Öffnungen der Düse sollen sehr klein sein, um
eine feine Vernebelung zu erhalten, und die Entstehung von Wassertropfen um jeden
Preis zu vermeiden. Die Regulierung der Wassermenge in ungesättigtem Dampf ist sehr
schwierig, weil bei einer kleineren oder größeren Wassermenge eine andere Düse Anwendung
finden soll, um die gleiche Vernebelungsfeinheit zu erhalten.
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Man hat zwar versucht, mittels eines Venturirohrs Wasser anzusaugen
und fein zu vernebeln. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dennoch WassertrOpfen
in dem Zerstäubungsdampf entstehen, wodurch der Druck in dem Venturirohr plötzlich
sinkt und die Wasserzuführung stockt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsvernebler
zu schaffen, der die Möglichkeit bietet, unter Aufrechterhaltung der bezweckten
Feinheit der Vernebelung eine Regulierung in bestimmten Grenzen durchzuführen. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Achse des Flüssigkeitszuführungsrohrs
mit der Achse des Ejektors zusammenfällt und daß die Ausmündungsöffnung des flüssigkeftszuführungsrolirs
strömungsunterhalb der engsten Stelle des Ejektors angeordnet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird der Druckverlauf innerhalb des Venturirohrs
von der größeren oder geringeren Flüssigkeitszuführung über das Rohr nicht gestört
und es kann deshalb eine stabile Mengenregulierung in bestimmten Grenzen erhalten
werden. Diese Regulierung wird in einfacher Weise durch die Änderung des Gasstroms,
wodurch auch die angesaugte Flüssigkeitsmenge sich ändert, erzielt.
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Eine weitere Regelmöglichkeit wird dadurch erhalten, daß das Flüssigkeitszuführungsrohr
axial verstellbar innerhalb des Ejektors aufgestellt ist. Hierdurch wird eine inderung
im Druckvrhältnis zwischen dem Flüssigkeitsvorrat und der Ausmündungsöffnung des
Flüssigkeitszuführungsrohrs erhalten, was eine Regelmöglichkeit bietet.
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Die bezweckte Mischung der Flüssigkeit mit dem Gas (z.B. Wasser mit
gesättigtem Dampf) kann erfindungsgemäß noch weiter dadurch verbessert werden, wenn
axial zu dem Venturirohr und dem Flüssigkeitszuführungsrohr ein Rohrstück und ein
konzentrisch dieses Rohrstück umgebendes Gehäuse über das Venturirohr hinaus angebracht
sind, wobei das Gehäuse mit einer tangential gerichteten Gaszuführungsleitung versehen
ist. Durch diese Maßnahmen kann die Homogenität der Mischung sehr hoch hinaufgetrieben
werden und eine äußerst feine Flüssigkeitsvernebelung erhalten werden, wobei die
tangential eingeführte ungesättigte Gasmenge gesättigt wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der das erfindungsgemäße
Flüssigkeitsvernebelungsgerät in einer auf einen Textildämpfer Anwendung findenden
Ausführungsform dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Ubersicht
der Aufstellung des Flüssigkeitsvernebelungsgerätes,in der Seitenwand des Dämpfers,
Fig. 2 in größerem Maßstab einen axialen Längsschnitt durch das Vernebelungsgerät.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht das Vernebelungsgerät aus
einem Gehäuse 1, das mit einem den eigentlichen Ejektor bildenden Anschlußblock
2 versehen ist. Zu diesem Zweck ist dieser Block mit einer Zentralkammer 3 ausgeführt,
die auf einer Seite in ein Venturirohr 4 ausmündet. Seitwärts auf der Kammer 3 ist
ein Anschluß 5 für ein Gas wie Dampf angebracht.
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Die Kammer 3 ist an ihrem in der Zeichnung linken Ende durch eine
Verschlußmutter 6 verschlossen; diese Mutter weist eine Bohrung auf, in der ein
Zuführungsrohr 7 befestigt ist. Dieses Rohr 7 steht über einen Nippel 8 mit der
Zufuhrleitung 9 für Flüssigkeit in Verbindung. Diese Leitung ist ihrerseits mit
einem (in Fig. 1 dargestellten) Flüssigkeitsvorrat 15 verbunden.
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Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Rohrstück 10 angebracht, daß konzentrisch
mit der gemeinsamen Mittelachse 11 des Rohres 7 und des Venturirohrs 4 angeordnet
ist. Tangential schließt sich an das Gehäuse 1 eine Zfuhrleitung12 an, wodurch Gas,
wie ungesättigter Dampf, dem ringförmigen Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rohrstück
10 zugeführt werden kann. Das Rohr 7 ist mit einer weitenlströmangsunterhalbdes
engsten Teils (die Kehle) des Ejektors hinaus liegenden Ausflußöffnung 13 versehen.
Die Einrichtung kann mit Hilfe eines Flansches 14
gegen eine hoffnung
in der Wand eines Raumes 16 (siehe Fig.1) befestigt werden, in den eine vernebelte
Flüssigkeitsmenge zugeführt werden soll. Ein derartiger Raum besteht z.B.
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aus einem entlang einer Seitenwand eines sogenannten Dämpfers 17 angeordneten
Misch- und Zirkulationsschaft.
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Das Vernebelungsgerät arbeitet in folgender Weise: über den Anschluß
5 wird eine regelbare Gasmenge der Kammer 3 zugeführt. Diese Gasmenge durchfließt
den Ejektor 4, wobei eine GeschwilldiCkeitszunstunes wie in einem Venturirohr üblich,
eintritt.
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Hierdurch tritt eine Druck erniedrigung ein, die sich über die Öffnung
13 und das Rohr 7 in der Leitung 9 zum Flüssigkeitsvorrat 15 fortpflanzt. In, dem
Flüssigkeitsvorrat wird sowohl der Druck als auch das Niveau konstant gehalten.
Demzufolge wird in der Leitung 9 in üblicher Weise eine Flüssigkeitsmenge angesaugt,
die aus der Öffnung 13 ausfließt. Diese austretende Flüssigkeit wird mit der das
Venturirohr 4 schnell durchströmenden und sehr wirbelnden Gasmenge sehr fein vernebelt
und mischt sich mit dem Gas. Beim Austreten aus dem Rohrstück 10 wird dieses Gemisch
kräftig mit einer zweiten über die Zufuhrleitung 12 zugeführten Gasmenge gemischt.
SchlieB-lich tritt diese ganze Mischung in den Raum ein, an den der Flansch 14 angeschlossen
ist.
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Bei der Anwendung auf einen Dämpfer 17, wie er in Fig. 1 dargestellt
ist, tritt in dem Schaft 16 eine dritte Mischung mit dem umlauf enden Medium aus
dem Dämpfer auf. Dieses Medium hat, wenn es die sich innerhalb des Dämpfers fortbewegende
Bahn 18 streicht, eine Weirmemenge aufgenommenund weiter Feuchte an die Bahn übertragen.
Demzufolge ist die Temperatur dieses Mediums etwas erhöht und auch ungesättigt geworden.
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Das Medium wird untexI im Dämpfer 17 von einem Gebläse 19 angesaugt
und
in den Schaft 16 eingeführt. In diesem Schaft wird das Medium von dem Vernebelungsgerät
aufs neue mit fein verteilter Flüssigkeit (in diesem Fall Wasser) versehen. Da das
Gas ungesättigt ist, tritt Verdampfung des vorhandenen Wassernebeis ein und es entsteht
eine Abkühlung.
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Auf diese Weise wird ein Endzustand erreicht, in dem eine gesättigte
homogene Atmosphäre einer umlaufenden Luft/Dampf Mischung innerhalb des Dämpfers
17 vorhanden ist, ohne daß schädliche Wassertropfen auftreten können.
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Die Flüssigkeitsmenge, die über das Rohr 7 und das Rohrstück 10 in
den Raum 16 eingeführt wird, wird von den Abmessungen der Leitung 9 und dem Druckgefälle
zwischen dem Flüssigkeitsvorrat 15 und dem Ejektor 4 bestimmt. Da an unterschiedlichen
Stellen in dem Ejektor - axial betrachtet - unterschiedliche Drücke herrschen, wird
bei axialer Verstellung des Rohrs 7 auch ein anderes Druckverhältnis zwischen dem
Flüssigkeitsvorrat 15 und der Mündungsöffnung 13 des Rohres 7 eintreten.
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Dies bedeutet, daß durch eine axiale Verstellung des Rohres 7 das
Flüssigkeitsquantum bei derselben Menge des über den Anschluß 5 zugeführten Gases
einigermaßen reguliert werden kann.
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Diese Regulierung kann auch dadurch erhalten werden, daß einige Rohre,
7 vorrätig gehalten werden, die einen geringen Unterschied in der Länge aufweisen,
um auf diese Weise die Öffnung 13 näher zu der Kehle des Ejektors 4 oder weiter
von dieser weg zu verlagern. Es sei bemerkt, daß nach einer anderera Ausführungsform
des Rohres 7 nicht nur eine Öffnung an dem Ende, sondern auch eine oder mehrere
Öffnungen auf dem Umfang angebracht sein können, und zwar an einer Stelle die stromabwärts
von der engsten Stelle des Ejektors liegt. Normalerweise wird die Zuführung der
Flüssigkeit über die Leitung 9 mittels des Sperrventils 22 reguliert werden.
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Wenn die erfindungsgemäße Einrichtung auf einen Dämpfer angewendet
wird, kommen die nachstehenden Werte für die zugeführten
Dampf-
und Wasserwerte in Betracht: - über die Hauptleitung 20 (Fig. 1) zugeführter gesättigter
Dampf; 3 atü und 143 0C; - über den Anschluß 5 und das Drosselventil 21 reduzierter
zugeführter Dampf; 0,1-0,5 atü und 12000; - über die Leitung 12 zugeführter Frischdantpf:
3 atü und 143 OCI - über das Gebläse angesaugtes Medium: 105 Gv - über die Leitung
9 zugeführtes Wasser: 0,0 atü und 18 0C; - oben aus dem Schaft 16 austretende gesättigte
Dampfmischung; 100°-100,5°C; - Damfverbrauch je Vernebelungsgerät: 20-50 kg/Stunde;
- Wasserverbrauch je Vernebelungsgerät: 3-30 kg/Stunde.
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In Abhängigkeit von der Größe des Dämpfers 17 und der Breite der zu
behand,elnden Bahn 18 können mehrere Vernebelungsgeräte an denselben Raum 16 angeschlossen
werden. In dieser Weise kann der Anforderung sowohl maximaler Sättigung des umlaufenden
Mediums als auch gewünschter Kühlung bis auf 1000C genügt werden. Im Vergleich zum
herkömmlichen System das mit einer ununterbrochenen Auffrischung des im Dämpfer
vorhandenen Mediums arbeitet, wurde festgestellt, daß aber den Anschluß 5 nur eine
Menge von 13 bis 30% des normalen dem Dämpfer zuzuführenden Frischdampfs zur Erhaltung
der hinreichenden Befeuchtung verwendet werden kann. Die Wassermenge kann dabei
in weiten Grenzen reguliert werden, und in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
kann eine einwandfreie Uberwachung
der Temperatur und Feuchte erzielt
werden. Der Durchmesser der Öffnung 13 ist zumindest 1 mm, wodurch die fruher oft
eintretende Gefahr einer Verstopfung~des Mundstücks der Dosierpumpe völlig vermieden
wird.
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Schließlich sei vermerkt, daß jede Gefahr mitgeführter Wassertropfen
aus dem Schaft 46 (z.B. bei ExtremkEhlung) durch Anwendung von Streifen 23, in dem
Schaft 16 vermieden werden kann, wobei die Streifen mit einem Wasser absorbierenden
material umwickelt sind.