DE3010392A1 - Selbstreinigende spruehduese zur verwendung mit einer spruehvorrichtung - Google Patents
Selbstreinigende spruehduese zur verwendung mit einer spruehvorrichtungInfo
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Description
WIEGAND NIEMANN" *" KÖHLER GERNHARDT GLAESER
MÖNCHEN
OR. E. WIEGAND DR. M. KOHlER
DIPL-ING. C GERNHARDT
HAMBURG
DIPL-ING. ]. GlAESER
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DIPL-ING. W. NIEMANN
OFCOUNSEL
TELEFON: OM-55 54 76/7
TELEGi(AMMEi KARPATENT TELEX ι 529068 KARP D
D-8000 MDNCHEN2 HERZOG-WIIHELM.STR. 16
18. März 1980
V. 43 656/80 - 12/le
John Daniel Geberth, Jr. West Peterson, ITJ (USA)
Selbstreinigende Sprühdüse zur Verwendung mit einer Sprühvorrichtung
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Lf-.
Die Erfindung betrifft eine selbstreinigende Sprühdüse zur Verwendung mit einer Sprüheinrichtung,, die zum
hydraulischen Zerstäuben und Versprühen von Flüssigkeiten ausgebildet ist, welche Sprühvorrichtung eine Leitungsanordnung
aufweist, die in Verbindung mit einer unter Druck stehenden Quelle einer Flüssigkeit steht.
Die genannten Flüssigkeiten können beispielsweise Farbstoff oder andere flüssige Stoffe sein. Die selbstreinigende
Sprühdüse soll eine neue und verbesserte Ausführung sein, welche eine Vorrichtung aufweist, mittels
der die Sprühdüse von darin festgesetzten,verstopfenden
Teilchen selbstgereinigt werden kann.
Eine der Anordnungen, die gegenwärtig zum Sprühen von Farbstoff verwendet wird, wird als luftlose oder hydraulische
Anordnung bezeichnet. Diese Anordnung'verwendet hohen
Druck, um Farbstoff durch eine Sprühdüse zu drängen, womit bewirkt wird, dass der flüssige Farbstoff in einem
Mass zerstäubt, welches zum Versprühen von Farbstoff zweckdienlich ist. Für den einwandfreien Betrieb einer solchen
Anordnung ist es wichtig, dass das Querschnittsmass der Sprühdüse sehr klein ist, derart, dass eine zweckdienliche
Zerstäubung des Farbstoffes entsteht. Weil nun die Sprühdüse eine derart kleine Abmessung aufweist, welche einen
wirksamen Durchmesser im Bereich von 0,25 mm bis 1,5 mm (0,009 inches bis 0,060 inches) aufweist, dies abhängig
vom erwünschten Sprühstrahl oder vom Farbstoff oder vom
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jeweilig verwendeten Stoff ist sie sehr einem Verstopfen
mittels Teilchen des Farbstoffes ausgesetzt. Um eine herkömmliche Sprühdüse für luftlose Anordnungen zu reinigen
oder die Verstopfung aufzuheben ist es notwendig, dass die Sprühdüse von der Sprühpistole entfernt wird, und in ein
Lösungsmittel eingetaucht wird, weil sonst die Person, die die Sprühpistole bedient, ein scharfes Werkzeug benützen
muss, um das verstopfende Teilchen zu entfernen, welcher Vorgang gefährlich sein kann und bis zu einem gewissen
Masse sicher die Genauigkeit der Düsenöffnung beeinträchtigt.
Um die Schwierigkeit des Reinigens der Sprühdüsen zu
beheben, sind schon viele Versuche durchgeführt worden, jedoch weist jede der sich damit ergebenden Lösungen Nachteile
auf. Eine Lösung verwendet eine Sprühdüse, bei der ein Teil der Sprühdüse, welche die Sprühblende aufweist,
relativ zur Fluidströmung umgekehrt wird, so dass es ermöglicht, ist, dass der Fluiddruck den verstopfenden Teil
bei der hinteren Seite der Düse hinausstösst. Beispiele solcher Vorrichtungen sind in der US-PS 3'414'196 offenbart,
bei der Legeze et al als Erfinder genannt sind, und welches entsprechende Patent am 3. Dezember 1968 erteilt
wurde und in der US-PS 3'667'618 offenbart, in der Blancha
als Erfinder genannt ist, welches entsprechende Patent am 2. Juni 1972 erteilt worden ist. Eine offensichtliche
Schwierigkeit, die bei solchen Vorrichtungen entsteht ist, dass das Malen unterbrochen werden muss, währenddem die
Person, die die Sprühpistole betätigt, die Sprühdüse umkehrt. Auch um sicherzustellen, dass die zu bemalende
Oberfläche nicht überflutet wird und damit Flecken auf
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dieser erzeugt werden, welches daraus hervorgeht, dass der Farbstoff, der durch die umgekehrte Sprühdüse hindurchströmt
nicht zerstäubt wird, ist es notwendig, während des Reinigens der Sprühdüse den Farbstoffstrom in eine andere
Richtung zu richten, oder abzulenken.
Eine weitere Lösung, welche durch den vorliegenden Anmelder erfunden worden ist und in der US-PS 3'936'002
offenbart ist, wozu das entsprechende Patent am 3. Februar 1976 erteilt worden ist, ermöglicht, dass die Betätigungsperson die Oeffnung der Sprühdüse verändert, indem sie
grosser gemacht wird, so dass es möglich gemacht wird, dass das verstopfende Material durch den Druck der Flüssig keit
durch die vergrösserte Oeffnung hindurch gestossen werden kann. Gemäss jener Patentschrift ist eine Sprühdüse
geschaffen, welche einen Fluidkanal aufweist, der in Verbindung mit einer Quelle einer unter Druck stehenden Flüssigkeit
steht, und der bei der Düsenöffnung endet. Ein Ventilkanal, welcher neben und allgemein quer zur Düsenöffnung
verläuft, ist ebenfalls angeordnet und in diesem Kanal ist eine verschiebbare Ventilspindel angeordnet. Ein
Verschieben dieser Ventilspindel mittels eines Stellknopfes ermöglicht ·, der Bedienungsperson die Grosse der Sprühöffnung
zu verändern und somit den Flüssigkeitsstrahl, der aus der Sprühöffnung austritt, zu ändern. Diese Vorrichtung
lässt auch zu, dass die Bedienungsperson im Falle eines Verstopfens die Grosse der Sprühöffnung erhöht, so dass es
möglich ist, dass der Flüssigkeitsdruck die verstopfenden Teile hinausstösst und fortbewegt. Um jedoch dieses Reinigen
durchführen zu können, muss die Bedienungsperson die Ventilspindel von Hand bewegen, durch Betätigung des Stell-
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knopfesjUnd bevor das Malen von der Bedienungsperson weitergeführt
werden kann, muss die Ventilspindel in ihre ursprüngliche Stellung zurückgeführt werden.
Es ist daher ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Sprühdüse bzw. ein Sprühmundstück für
eine Sprühpistole oder ähnliche Vorrichtung zu schaffen, welche derart ausgebildet ist, dass Flüssigkeiten wie
Farbstoff oder andere flüssige Stoffe hydraulisch zerstäubt und versprüht werden, wobei die
Sprühdüse darin angeordnete oder verstopfende Stoffe selbst entfernt.
Die erfindungsgemässe, selbstreinigende Sprühdüse ist
gekennzeichnet durch ein Sprühdüsengehäuse mit einer Vorrichtung, die dazu dient, das Gehäuse mit der Sprühvorrichtung
zu verbinden; einen Fluidkanal im Gehäuse, der mit der Leitungsanordnung in Verbindung steht und bei einer
Sprühöffnung im Gehäuse endet; einen Ventilkanal im Gehäuse, der den Fluidkanal neben der Sprühöffnung kreuzt;
eine Ventilspindel im Ventilkanal, deren Ende einen Teil der Sprühöffnung bildet; und eine Vorrichtung, die dazu
dient, die Ventilspindel im Ventilkanal zurückzuziehen, um die Sprühöffnung schlagartig vollständig zu öffnen, um
damit zu ermöglichen, dass Stoffe, die die Sprühöffnung verstopfen, mittels des Druckes des Fluids entfernt werden.
Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der
Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer hydraulischen, luftlosen Sprühpistole, mit welcher eine Sprühdüse verbunden
ist, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
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Fig. 2 in vergrossertem Massstab, einen Schnitt durch
eine Sprühdüse,
Fig. 3 in vergrössertem Massstab, einen Schnitt durch
die Sprühdüse während des Selbstreinigens,
Fig. 4 in vergrössertem Massstab, einen Schnitt der selbstreinigenden Vorrichtung der Sprühdüse.
Es wird nun Bezug auf die Zeichnungen genommen. In der Fig. 1 ist eine Sprühpistole gezeigt, die allgemein
mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, und die derart ausgebildet ist, dass sie Flüssigkeiten, beispielsweise
Farbstoff oder andere flüssige Stoffe zerstäuben und versprühen kann. Mittels einer Haltemutter ist ein."Düsenkopf,
der allgemein mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet ist, mit der Sprühpistole 10 verbunden. Es ist offensichtlich,
dass der Düsenkopf 14 mit Sprühvorrichtungen verwendet werden kann, die von Sprühpistolen verschieden sind,
beispielsweise mit automatischen Sprühvorrichtungen, jedoch wird aus Gründen der Einfachkeit die vorliegende Beschreibung
auf Sprühpistolen begrenzt. Eine Fluidleitung 16 liefert unter hohem Druck stehende Flüssigkeit von einem
Flüssigkeitsspeicherbehälter (nicht gezeigt) zur Sprühpistole 10, welcher Speicherbehälter unter hohem Druck gehalten
ist. Ein Betätigungsventil (nicht gezeigt), welches in der Sprühpistole 10 angeordnet ist und durch eine Abzugvorrichtung
18 betätigt ist, bewirkt, dass die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit dem Düsenkopf 14 zugeführt
wird.
Der Düsenkopf 14, der gemäss des vorliegenden Erfindungsgedankens
ausgebildet ist, weist grundlegend eine Sprühvorrichtung auf, die allgemein mit der Bezugsziffer
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20 bezeichnet ist und weist eine Vorrichtung zum Selbstreinigen des Mundstückes auf, die allgemein mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist. Die Sprühvorrichtung 20, wie dies
aus der Fig. 2 klar ersichtlich ist, weist eir Düsenkopfgehäuse
auf, welches Gehäuse allgemein mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet ist, und welches einen zusammenlaufenden Fluidkanal
26 enthält, der mit der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit in Verbindung steht, welche der Sprühpistole
10 zugeführt ist. Der Fluidkanal 26 endet in der Mundstückblende 28, durch welche die unter hohem Druck stehende
Flüssigkeit hindurchströmt und womit bewirkt wird, dass sie zerstäubt, damit ein Sprühstrahl entsteht, der zum Bemalen
oder anderem Aufbringen von Ueberzügen verwendbar ist. Neben der Mundstückblende 28 und etwa quer dazu ist ein Ventilkanal
angeordnet, der allgemein mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Obwohl der Ventilkanal 30 und die Mundstückblende
28 im Gehäuse 24 ausgebildet sein können, hat es sich herausgestellt, dass,weil diese Bereiche sehr
hohen erodierenden Kräften ausgesetzt sind, es besser ist, einen Einsatz aus Wolframkarbid zu verwenden oder aus einem
anderen erosionsfesten Stoff, welcher Einsatz allgemein mit der Bezugsziffer 32 bezeichnet ist. Der Einsatz 32 ist im
Kanal 34 eingesetzt, der im Gehäuse 24 angeordnet ist, derart, dass die Mundstückblende 28 mit der Oeffnung 36 im
Gehäuse 24 ausgerichtet ist und die Oeffnung 38, die im Einsatz 32 gegenüber der Mundstückblende 28 ausgebildet
ist, mit dem Fluidkanal 26 im Gehäuse 24 ausgerichtet ist. Die Vorrichtung 22 zum Selbstreinigen des Mundstückes
weist, wie dies deutlich in der Fig. 4 ersichtlich ist, ein Vorrichtungsgehäuse auf, welches allgemein mit der Be-
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zugsziffer 40 bezeichnet ist, weist eine zurückziehbare
Ventilspindel auf/ mit der Bezugsziffer 42 bezeichnet, und weist eine Vorrichtung 44 zum Zurückziehen der Ventilspindel
42 auf. Das Vorrichtungsgehäuse 40, in welchem die Vorrichtung 44 zum Zurückziehen der Ventilspindel und
auch die Ventilspindel 42 angeordnet sind, weist eine Büchse 46 auf, welche in den Kanal 34 des Gehäuses 24 der
Sprühdüse einsetzbar ist. Beim Ende der Büchse 46 ist eine Oeffnung ausgebildet, die mit 48 bezeichnet ist, durch
welche Oeffnung die Ventilspindel 42 hindurchragt und ihrerseits in den Ventilkanal 30 einsetzbar ist. Wenn sie im
Ventilkanal 3 0 angeordnet ist, bildet die Ventilspindel 42 einen Teil der Mundstückblende 28,und aus diesem Grund
muss wenigstens das Ende der Spindel 42 aus einem schwerer>Odierbaren
Stoff gebildet sein, beispielsweise aus Woframkarbid. Obwohl die Spindel 42 in irgendwelcher Stellung
innerhalb der Mundstückblende 28 angeordnet sein kann, und somit irgendeinen Fächerstrahl erzeugen kann, ist die
in den Zeichnungen dargestellte Sprühdüse eine verstellbare Sprühdüse. Somit ist die Büchse 46 mit einem Gewindeabschnitt
50 versehen, der in einem Innengewindeabschnitt 52 innerhalb des Kanales 34 des Gehäuses 24 eingeschraubt
ist. Indem das Vorrichtungsgehäuse 40 gedreht wird, kann die Ventilspindel 42 innerhalb des Ventilkanales 13 verschoben
werden, so dass die Mundstückblende 28 geöffnet oder geschlossen wird,und so dass damit der daraus austretende
fächerförmige Sprühstrahl verändert werden kann. Diese Vorrichtung ist Gegenstand eines früheren US-Patentes
3"936'002, welches vorgängig bereits erwähnt worden ist.
Die Vorrichtung 44 zum Zurückziehen der Ventilspindel
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'/ff·
weist einen Kolben auf, der allgemein mit der Bezugsziffer 54 bezeichnet ist, weist einen Gegenhalter auf, mit 56 bezeichnet
und weist eine Feder 58 auf. Der Kolben 54 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass er in einem Zylinder,
der mit 60 bezeichnet ist, gleitend verschoben werden kann, welcher Zylinder im Vorrichtungsgehause 40 angeordnet
ist, wobei der Schaft 62 der Ventilspindel 42 damit verbunden ist. Eine Dichtung, die mit 64 bezeichnet ist,
und die ein O-Ring aus einem Elastomer, beispielsweise
Gummi sein kann, bildet eine Dichtung zwischen Kolben 54 und den Seitenwänden des Zylinders 60. Der Gegenhalter 56
kann mit dem Vorrichtungsgehäuse 40 in Schraubeingriff stehen, wozu auf den Gegenhalter 56 ein Aussengewinde 66
angeordnet ist, und im Vorrichtungsgehause 40 ein Innengewinde 68 vorhanden ist. Die Feder 58 ist somit zwischen
dem Gegenhalter 56 und dem Kolben 54 zusammengedrückt, so dass ein genügend grosser Druck gegen den Kolben 54 ausgeübt
wird, derart, dass die Ventilspindel 42 in ihrer voll ausgefahreren Stellung gehalten wird. Um nun die Ventilspindel
42 zurückzuziehen, wird ermöglicht, dass Druckluft in die Kammer 70 eintritt, die vom Kolben 54 und Zylinder 60
beschrieben ist, derart, dass der von der Feder 58 ausgeübte Druck überwunden wird, und der Kolben 54 relativ zum
Gehäuse 60 verschoben wird, derart, dass die Ventilspindel zurückgezogen wird. Eine Schulter, die mit 72 bezeichnet
ist, und am Gegenhalter 56 angeordnet ist, dient dazu, die Bewegungsstrecke des Kolbens 54 derart zu begrenzen, dass
die Ventilspindel 42 nur soweit zurückgezogen wird, wie es notwendig ist, die Düsenöffnung vollständig zu offenen.
Die Druckluft kann mittels eines Kanals, der allgemein mit
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74 bezeichnet ist, in die Kammer 70 eingebracht werden, welcher Kanal 74 den Kolben 54 durchsetzt und mit der
Kammer 70 in Verbindung steht, wobei der Kanal 74 mit einem Schlauchanschluss 76 verbunden ist. Ein Luftschlauch,
der mit 78 bezeichnet ist, ist mit dem Schlauchanschlussstück 76 verbunden und leitet die Druckluft von
einer (nicht gezeigten) Quelle zum Düsenkopf 14. Es ist offensichtlich, dass nur eine Ausführung zum Zurückziehen
der Ventilspindel 42 beschrieben worden ist, und dass es viele andere Anordnungen und Vorrichtungen gibt, die zu
diesem Zweck verwendbar sind, beispielsweise ein elektronisch oder elektrisch betätigtes Magnetventil, in welchem
die Ventilspindel 42 den bewegbaren Kern bildet.
Im Betrieb wird ein flüssiger Ueberzugstoff, der unter
hohem Druck steht, von der Sprühpistole 10 her dem Düsenkopf 14 zugeführt und tritt aus dem Düsenkopf 14
durch die Mundstückblende 28 in Form eines fächerförmigen Strahles aus. Im Falle, dass die Mundstückblende 28 durch
grosse Teilchen im Ueberzugsstoff verstopft wird, und somit das Sprühen unterbrochen wird, muss die Bedienungsperson
lediglich einen kurzzeitigen Stoss Druckluft der Vorrichtung 44 zum Zurückziehen der Ventilspindel zuführen,
derart, dass die Ventilspindel 42 kurzzeitig und schlagartig zurückgezogen wird, wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich
ist, womit dann die Mundstückblende 28 vollständig offen ist. Sobald die Mundstückblende 28 vollständig offen
ist, wird der Fluiddruck irgendwelche verstopfende Stoffe, die in der Mundstückblende 28 sind, entfernen und
dann kann die Bedienungsperson wieder zulassen, dass sich die Ventilspindel 42 in ihre Betriebsstellung zurückbe-
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wegt und damit kann das Malen weitergeführt werden. Zu diesem Zweck kann ein zweckdienliches Luftventil (nicht
gezeigt) im Luftschlauch 78 angeordnet sein, welches Luftventil von der Betätigungsperson einfach betätigt werden
kann. Auch ist es möglich, einen Strömungswächter anzuordnen, der die Bewegung des fluidförmigen üeberzugstoffes
tastet, und sobald die Bewegung, d.h., der Strom dieses Stoffes unterbunden wird, wie dies der Fall ist, wenn die
Blende verstopft wird, kann eine zweckdienliche Steueranordnung automatisch bewirken, dass die Druckluft kurzzeitig
der Vorrichtung 44 zum Zurückziehen der Ventilspindel zugeführt wird, so dass die Blende damit gereinigt wird.
Wie aus der Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, tritt die Druckluft zum Luftschlauch 78 her in die Kammer 70 ein,
wobei die Luft durch das Schlauchanschlussstück 76, durch den Kanal 74 strömt und genügend gross ist, den von der
Feder 58 ausgeübten Druck zu überwinden. Indem der von der Feder 58 ausgeübte Druck überwunden wird, wird der Kolben
54 im Zylinder 16 verschoben und damit die Ventilspindel 42 zurückgezogen. Die Bewegung des Kolbens 54 wird durch
die Schulter 72 am Gegenhalter 56 derart angehalten, dass die Ventilspindel 42 nur soweit bewegt werden kann, dass
die Mundstückblende 28 vollständig geöffnet ist.
Es ist zu verstehen, dass die vorgängigen allgemeinen und spezifischen Beschreibungen nur Beisniele der vorliegenden
Erfindung sind und nicht als Begrenzung des Geltungsbereiches der Ansprüche beurteilt werden soll.
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Claims (7)
- PATENTANSPRUECHE/ I./Selbstreinigende Sprühpistole zur Verwendung mit einefSprühvorrichtung, die zum hydraulischen Zerstäuber^ und Versprühen von Flüssigkeiten ausgebildet ist, welche Sprühvorrichtung eine Leitungsanordnung aufweist, die in Verbindung mit einer unter Druck stehenden Quelle einer Flüssigkeit steht, gekennzeichnet durcha) ein Sprühdüsengehäuse mit einer Vorrichtung, die dazu dient, das Gehäuse mit der Sprühvorrichtung zu verbinden,b) einen Fluidkanal im Gehäuse, der mit der Leitungs- * anordnung in Verbindung steht und bei einer Sprühöffnungim Gehäuse endet, *c) einen Ventilkanal im Gehäuse, der den Fluidkanal neben der Sprühöffnung kreuzt,d) eine Ventilspindel im Ventilkanal, deren Ende einen Teil der Sprühöffnung bildet, unde) eine Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel im Ventilkanal zurückzuziehen, um die Sprühöffnung schlagartig vollständig zu öffnen, um damit zu ermöglichen, dass Stoffe, die die Sprühöffnung verstopfen, mittels des Druckes des Fluids entfernt werden.
- 2. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel im Ventilkanal zurückzuziehen,folgendes aufweist:a) einen Zylinder, der mit dem Gehäuse der Sprühdüse verbunden ist,b) einen im Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der mit der Ventilspindel verbunden ist, AMS/cj13.3.80 -01- 41 009 i> '*'030041/0625■Ic) eine Vorrichtung, die dazu dient, unter Druck stehendes Gas in den Zylinder einzubringen, um damit den Kolben zu bewegen und die Ventilspindel zurückzuziehen.
- 3. Sprühdüse nach Ansrpuch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel zurückzuziehen weiter eine Einrichtung aufweist, die dazu dient, die Ventilspindel im Ventilkanal in ihre vorgeschobene Stellung vorzuspannen.
- 4. Sprühdüse nach Ansrpuch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die dazu dient, eine Unterbrechung des durch die Sprühdüse erfolgenden Flüssigkeitsstroms festzustellen und durch eine von der Vorrichtung zum Feststellen der Unterbrechung des Flüssigkeitsstroms betätigten Einrichtung, die dazu dient, die Vorrichtung zum Zurückziehen der Ventilspindel zu steuern.
- 5. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel zurückzuziehen, ein Magnetventil aufweist, das im Gehäuse angeordnet ist, wobei die Ventilspindel dessen Kern ist.
- 6. Sprühdüse nach Ansrpuch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel zurückzuziehen eine Einrichtung aufweist, die dazu dient, die Ventilspindel im Ventilkanal in ihre vorgeschobene Stellung vorzuspannen.
- 7. Sprühdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dazu dient, die Ventilspindel zurückzuziehen ein Magnetventil aufweist, das im Gehäuse angeordnet ist, wobei die Ventilspindel dessen Kern ist.-O 2-030041/0625
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