DE4102632A1 - Austragduese fuer medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Austragdüse, insbesondere für fließfähige, zerstäubbare Medien, wie sie z. B. durch wäss­ rige, ölige oder ähnliche Flüssigkeiten, aber auch durch andere Stoffe, gebildet sind. Die Austragdüsen-Anordnung bzw. -einheit soll dabei insbesondere für solche Austrag­ vorrichtungen geeignet sein, die für den Austrag manuell entweder in einer Pumpbewegung und/oder wie bei Aerosoldo­ sen in einer Ventil-Öffnungsbewegung zu betätigen sind. Solche Austragdüsen sind baulich meist sehr klein und haben Düsenöffnungen bzw. Düsenkanäle mit einer Weite von weniger als einem oder einem halben Millimeter.

Insbesondere beim Austrag kleiner dosierter Medienmengen, die nur unter verhältnismäßig geringen bzw. ungleichmäßigen Drücken gefördert werden können, ist eine Aufbereitung in feinstverteilte Tröpfchen bzw. in einen feinen Sprühnebel sehr schwierig, wobei selbst mit mehrstufiger Düsenzerstäu­ bung bislang eine Tröpfchengröße unter etwa 20 µ kaum zu erreichen war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Austragdüse für Medien zu schaffen, bei welcher Nachteile bekannter Ausbildungen vermieden sind und die insbesondere auf ver­ hältnismäßig einfache Weise eine sehr genau bestimmbare, homogene und/oder feinste Zerstäubung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß zwei oder mehr gleichzeitig bzw. aufeinanderfolgend arbeitende Zer­ stäuber vorgesehen, die nach mindestens einem derjenigen Zerstäuberprinzipien arbeiten, die durch eine Prall- bzw. Rückprallzerstäubung, eine Wirbelzerstäubung, eine Strö­ mungszerstäubung unter beschleunigter Strömungsgeschwindig­ keit, eine Druckgaszerstäubung und eine von einer Düsenöff­ nung ausgehende Abreiß- bzw. Sprühkegelzerstäubung defi­ niert sind. Je nach den hinsichtlich der Zerstäubung rele­ vanten Eigenschaften des zu zerstäubenden Mediums kann je­ des einzelne oder können mehrere dieser Zerstäubungsarten vorgesehen werden, wobei z. B. auch eine Austragdüse ohne Verwendung einer Prallzerstäubung denkbar ist.

Bevorzugt jedoch und für die meisten Medien gleichermaßen vorteilhaft, ist mindestens eine Prall- bzw. Rückprallzer­ stäubung vorgesehen, die zweckmäßig unmittelbar vor Aus­ tritt des Mediums aus der ins Freie führenden Düsen-Aus­ trittsöffnung wirksam ist. Statt dessen oder zusätzlich kann aber auch eine Umlenkzerstäubung dergestalt vorgesehen sein, daß der Fluidstrom vor dem Austritt mindestens einer Umlenkung mit einem Umlenkungswinkel in der Größenordnung zwischen 100 und 180° und damit starken Strömungsverzerrun­ gen unterworfen wird. Der Fluidstrom kann dabei auch zu­ nächst entgegen der Hauptströmungsrichtung der Austragdüse und ohne Geradführung sofort wieder entgegengesetzt umge­ lenkt werden. Anstatt den Fluidstrom mit hoher Strömungsge­ schwindigkeit auf ein Fluidpolster aufprallen zu lassen, ist hierfür zweckmäßig eine Prallfläche vorgesehen, gegen die eine Richtdüse gerichtet ist und welche eine ausgerun­ dete Leitfläche zur Umlenkung des Fluidstromes bildet.

Statt dessen oder zusätzlich kann auch eine in eine Wirbel­ kammer gerichtete Sprühkegel-Mediendüse vorgesehen sein, die gegen schräge Leitflächen gerichtet ist, an welchen der Fluidstrom in eine die Düsenachse umgebende, ringförmige Walzenströmung überführt werden kann. Eine Strömungsstörung zur Erhöhung des Verwirbelungseffektes kann durch eine quer zur Düsen- bzw. Kammerachse gerichtete Strömung erzeugt werden, welche einen die Austrittsöffnung der anderen Düse stirnseitig aufweisenden Vorsprung an voneinander abgekehr­ ten Seiten und an der Stirnseite umströmt, wodurch auch eine Abreiß-Zerstäubung an den Kanten des Düsenvorsprunges erzielt wird.

Durch eine konzentrierte, von den Strömungsverhältnissen in der übrigen Kammer im wesentlichen unabhängige, strangarti­ ge Längsströmung entlang eines Teiles des Umfanges der Kam­ mer, gegen die zweckmäßig keine Querströmung direkt gerich­ tet ist, kann eine starke Differenzströmung zwischen der eigentlichen Wirbelströmung in der Kammer und der Längs­ strömung erzielt werden. In der Grenzschicht zwischen die­ sen beiden Strömungen können hohe Zerstäubungskräfte wirk­ sam werden. Ferner kann die Längsströmung gegen den etwa ihrem Querschnitt entsprechenden Kammerausgang gerichtet sein, so daß sie unter Unterstützung durch die Querströmung zerstäubtes Medium aus der übrigen Kammer aufnimmt und un­ ter Verdichtung bzw. Beschleunigung oder Drosselung durch den Kammerausgang herauspreßt.

Der Kammerquerschnitt kann von mindestens einem oder allen zweckmäßig im Bereich eines Kammerendes liegenden Einlässen über einen Teil der Kammerlänge im wesentlichen konstant sein und/oder abnehmen, wobei er zweckmäßig auf einen über die Hälfte der Kammerlänge bzw. über die Querströmung hin­ ausreichenden Teil seiner Länge nahezu konstant ist und dann über den restlichen, etwa gleich langen Teil bis zum anderen Kammerende bzw. bis zum Kammerausgang abnimmt. Da­ durch ergibt sich eine ringtrichterförmige Verengung zum Kammerausgang.

Die Zerstäubungswirkung kann auch dadurch verbessert wer­ den, daß eine Mediendüse, die einen Sprühkegel erzeugt, in­ nerhalb einer Kammer gegen mindestens eine schräge Leitflä­ che gerichtet ist, die in der Sprührichtung etwa von der Düsenachse radial nach außen bzw. nach hinten geneigt ist, so daß der Sprühstrahl nicht rechtwinklig, sondern unter einem spitzen Winkel auftrifft. Diese Leitfläche, die zweckmäßig bis zum Innenumfang der Kammer reicht, kann in einfacher Weise durch eine kegelige bzw. spitzkegelige Ringfläche gebildet sein, deren mittlerer Durchmesser etwa dem größten Auftreffdurchmesser des Sprühkegels entspricht. Die Spitze dieses Kegels, der einen Kegelwinkel von etwa 900 hat, ist in einem gegenüber der Weite der Düsenöffnung wesentlich größeren Abstand gegen die Mediendüse gerichtet und kann einen Abstand von der Mediendüse haben, der in der Größenordnung der Hälfte der Innenweite der Kammer liegt. Der Kegel bildet die der Mediendüse gegenüberliegende, von der ebenen Form abweichende Endwand der Kammer. Zweckmäßig hat diese Endwand einen im Bereich ihrer Kegelspitze zu messenden kleinsten Abstand von der Querströmung, der etwa so groß wie die dazu parallele Querschnittserstreckung der Querströmung bzw. des zugehörigen Strömungseintrittes ist.

Besonders zweckmäßig ist ein Verfahren, bei welchem flüssi­ ges Medium zunächst ohne vorangehende Luftbeimischung unter vorangehender Drallbeeinflussung axial in die Kammer und gegen die gegenüberliegenden schrägen Leitflächen gesprüht, zuvor beim Verlassen der Sprühdüse von einem quer zum Sprühkegel liegenden Luftstrom beaufschlagt und dann aus dem Hauptteil der Kammer in eine Längs-Luftströmung über­ führt wird, von welcher das zerstäubte Medium durch einen Kammerausgang herausgenommen und nach zweimaliger Umlenkung von zunächst etwa 90 und dann etwa 45° gegen die Prallflä­ che gerichtet wird. Von dieser wird das Medium unmittelbar durch den letzten, die ins Freie führende Austrittsöffnung der Austragdüse bildenden Kanalabschnitt ins Freie ausge­ tragen. Es hat sich gezeigt, daß, wenn am Ausgang der Me­ diendüse eine Sprüh-Tröpfchengröße des Mediums von etwa 70 bis 100 µ zu erzielen ist, dadurch am Ausgang der Aus­ trittsöffnung eine Tröpfchengröße von nur 8 µ erreicht wird. Wesentlich ist dabei auch, daß der gegen die Prall­ fläche gerichtete Medienstrom nach dem Aufprallen nicht an einer Außenkante der Prallfläche zu deren Rückseite ge­ führt, sondern an der Prallfläche quasi in entgegengesetz­ ter Richtung reflektiert und in dieser Reflexionsrichtung weitergefördert wird. Die Prallfläche bildet daher den Bo­ den einer im wesentlichen geschlossenen, sehr flachen bzw. linsen- oder halblinsenförmigen Kammer, deren Begrenzungen nur im Bereich mindestens eines Einganges und mindestens eines Ausganges offen ist.

Die Austragdüse läßt sich sehr einfach aus zwei in einen Grundkörper einzusetzenden Düsenkappen herstellen, von de­ nen eine im Innern einen Kernkörper aufnimmt, welcher mit einer Stirnfläche die Prallfläche und/oder mit der anderen Stirnfläche die geneigte Leitfläche bildet. Diese Düsenkap­ pe kann am hinteren Ende mit der anderen, zweckmäßig eine kleinere Außenweite aufweisenden Düsenkappe im wesentlichen und so verschlossen sein, daß einerseits Eintritte für die Quer und/oder die Längsströmung offen bleiben und anderer­ seits das hintere Ende der von der vorderen Düsenkappe um­ schlossenen Kammer geschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Austragdüse eignet sich insbesondere für Austragvorrichtungen, die zwei mit einer einzigen Hand­ habe simultan zu betätigende Pumpen, nämlich eine aus einem Speichergefäß nachsaugende Schubkolben-Flüssigkeitspumpe und eine Druckluftpumpe, aufweisen, so daß beide Medien der Austragdüse unter Überdruck und ggf. mit verzögert gesteu­ ertem Förderbeginn bzw. Förderende zugeführt werden können. Eine solche Austragvorrichtung ist in der DE-OS 27 22 469 beschrieben, auf die wegen weiterer Einzelheiten und Wir­ kungen Bezug genommen wird.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu meh­ reren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungs­ form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh­ rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläu­ tert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Austragdüse an einem Betätigungs- und Austragkopf im Axial­ schnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausschnittsvergrößerung des Querschnit­ tes nach Fig. 2 mit ebenfalls geschnittener Austragdüse,

Fig. 4 einen Querschnitt etwa nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 einen Querschnitt etwa nach der Linie V-V in Fig. 3.

Die vollständig aus Kunststoff-Spritzteilen hergestellte Austragdüse 1 ist an einem im wesentlichen dünnwandig ge­ häuseförmigen Grundkörper 2 angeordnet, der dazu bestimmt ist, mit einer Kappe 3 eine Austragvorrichtung zu übergrei­ fen, die mindestens zwei parallel arbeitende Pumpen auf­ weist. Der Mantel der Kappe 3 bildet den Zylinder 4 für den Pumpkolben einer Luftpumpe und begrenzt zwischen diesem Pumpkolben und der Kappenstirnwand eine Druckkammer 5. Im Zentrum der Kappenstirnwand liegt ein in die Kappe gerich­ teter Steckflansch 6 zur Steckverbindung mit dem Betäti­ gungs- bzw. Kolbenstößel einer Medienpumpe, der den Pump­ kolben der Luftpumpe verschiebbar und abgedichtet durch­ setzt. Die Medienpumpe kann mindestens ein Auslaßventil aufweisen, so daß erst ab einem vorbestimmten Druck in der Pumpenkammer der Medienpumpe in den Steckflansch 6 geför­ dert wird. Der Steckflansch 6 ist von einem weiteren, in­ nerhalb des Kappenmantels liegenden Steckflansch 7 umgeben, welcher eine die Druckkammer 5 stirnseitig begrenzende End­ wand aufnimmt, welche mindestens ein Auslaßventil der Luft­ pumpe aufnimmt, so daß auch diese ggf. erst nach Erreichen eines bestimmten Kammerdruckes Luft zur Austragdüse 1 för­ dert. Die Auslaßventile können so justiert sein, daß der Förderbeginn bzw. das Förderende der Luft zeitlich gegen­ über demjenigen des Mediums z. B. so versetzt ist, daß der Förderbeginn der Luft bereits vor dem Förderbeginn des Me­ diums einsetzt und/oder das Förderende der Luft später als das Förderende des Mediums liegt.

Die von der Austragvorrichtung abgekehrte äußere Stirnseite des Grundkörpers 2 bildet eine Druck-Handhabe zur manuellen Betätigung mindestens einer oder aller Pumpen durch Finger­ druck, so daß sich ein rein manueller Pumpenantrieb ergibt. Zwischen der Handhabe 8 und der Druckkammer 5 bildet der Grundkörper 2 einen zu seiner Kappenachse querliegenden Dü­ senflansch 9 zur Aufnahme und lagefesten Halterung der drei gesonderten, den Düseneinsatz der Austragdüse 1 im wesent­ lichen bildenden Düsen-Bauteile. Die Düsenachse 10 liegt damit radial bzw. quer zur Betätigungsrichtung. Der Steck­ flansch 6 begrenzt einen annähernd rechtwinkligen Medienka­ nal 11, welcher den den Betätigungsstößel durchsetzenden Auslaßkanal mit dem inneren bzw. hinteren Ende der Austrag­ düse 1 flüssigkeitsleitend verbindet.

Etwa achsparallel zum und neben dem Medienkanal 11 ist ein Luftkanal 12 vorgesehen, welche die Druckkammer 5 mit der Austragdüse 1 zwischen deren hinteren und vorderen Ende verbindet. Der Düsenflansch 9 bildet eine vordere bzw. bis zum Außenumfang des Grundkörpers 2 reichende, weitere Auf­ nahmebohrung 13, an deren Boden eine etwa achsgleiche, je­ doch engere und kürzere sowie ringförmige Aufnahmebohrung 14 anschließt. In die kernfrei hergestellte Aufnahmebohrung 13 ist ein vorderer Düsenkörper 15 festsitzend eingesetzt, der axial über den Außenumfang des Grundkörpers 2 geringfü­ gig vorstehen kann. Zuvor ist in die Aufnahmebohrung 14 reibungsschlüssig ein kleinerer Düsenkörper 16 bis zum An­ schlag festsitzend eingesetzt, gegen dessen vorderes Ende der Düsenkörper 15 axial angeschlagen ist. In den Düsenkör­ per 15 ist ein gesonderter Kernkörper 17 eingesetzt, wäh­ rend ein in den Düsenkörper 16 angeschlagen eingreifender Kernkörper 18 einteilig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet, nämlich durch den Bohrungskern der ringförmigen Aufnahme­ bohrung 14 gebildet ist. Der Kernkörper 15 ist mit einer an seinem Umfang liegenden Schnappverbindung 19 insbesonde­ re axial gegenüber dem Grundkörper 2 gesichert, wodurch mittelbar auch der Düsenkörper 16 axial gesichert ist.

Die Austragdüse 1 weist innerhalb der Düsenkörper verschie­ dene, aufeinanderfolgende Zerstäubungs- und Mischstufen auf, wobei insbesondere eine Prallzerstäubung 20 vorgesehen ist, welche der Medienstrom passiert, nachdem er den größ­ ten Teil seines Strömungsweges durch die Austragdüse 1 zu­ rückgelegt hat. Diese Prallzerstäubung 20 liegt im Bereich der Innenseite einer Kappenstirnwand 21 des Düsenkörpers 15, die das äußere Ende der Austragdüse 1 bildet und deren Innen- und/oder Außenseite im wesentlichen eben ist. Über die Innenseite steht der Kappenmantel 22 des Düsenkörpers 15 vor, der abgedichtet in die Aufnahmebohrung 13 einge­ setzt ist und zwischen seinen Enden am Außenumfang die Schnappverbindung 19 aufweist.

In entsprechender Weise weist der Düsenkörper 16 eine vor­ dere Kappenstirnwand 23 auf, deren im wesentlichen ebene Innenseite gegen die vordere Stirnwand des Kernkörpers 18 angeschlagen ist, wobei der über diese Innenseite vorste­ hende Kappenmantel 24 festsitzend bzw. im wesentlichen ab­ gedichtet sowohl in den Außenumfang wie auch in den In­ nenumfang der Aufnahmebohrung 14 eingreift. Die Außenweite bzw. der Außendurchmesser des Düsenkörpers 16 ist etwa um ein Drittel kleiner als derjenige des Düsenkörpers 15, je­ doch größer als dessen Innenweite.

Von den hinteren Enden des Düsenkörpers 15 und der Aufnah­ mebohrung 13 sowie vom Außenumfang des vorderen Endes des Düsenkörpers 16 ist ein diesen umgebender, flach ringförmi­ ger Kanalabschnitt 25 begrenzt, an den an einer eng be­ grenzten Umfangszone tangential ein erweiterter Endab­ schnitt des Luftkanales 12 anschließt. Im Bereich dieser Umfangszone ist das hintere Ende des Kappenmantels 22 mit einer durchgehenden Radialnut versehen, die einen zur ge­ meinsamen Düsenachse 10 der Düsenkörper 15, 16 radialen Ka­ nalabschnitt 26 sowie mit ihrem radial inneren Ende am In­ nenumfang des Kanalmantels 22 einen Quereintritt 27 bildet.

In Umfangsrichtung im Abstand davon, insbesonders diametral gegenüberliegend, ist am hinteren Ende des Kappenmantels 22 im Bereich von dessen Innenumfang ein Längseintritt 28 vorgesehen, der wesentlich enger als der Quereintritt 27, jedoch ebenfalls unmittelbar an den Kanalabschnitt 25 dadurch angeschlossen ist, daß er praktisch in dessen vorderer, ringförmiger Begrenzungsfläche liegt. Der Innenumfang des Kappenmantels 22 ist zwischen dessen hinterem Ende und dem Kernkörper 17 bzw. bei herausgenommenem Kernkörper 17 über die gesamte Mantellänge von nahezu konstantem Querschnitt. Zwischen dem Kernkörper 17 und dem hinteren Ende des Kappenmantels 22 ist in diesem eine etwa in der Düsenachse 10 liegende Kammer 29 begrenzt, die etwa über die Hälfte ihrer Länge auf ihrem gesamten Querschnitt von Einbauten bzw. Unterbrechungen frei ist. In diese Kammer mündet der an das hintere Kammerende im wesentlichen anschließende Quereintritt 27.

Im Innenumfang des Kappenmantels 22 bzw. der Kammer 29 ist mindestens ein vertiefter, zur Kammerachse etwa paralleler, geradliniger und glattwandiger Kanalabschnitt 30 vorgesehen, der dem Quereintritt 27 diametral gegenüberliegen kann und in dessen hinteres Ende der Längseintritt 28 mündet. Der Kanalabschnitt 30 reicht vom hinteren Ende des Kappenmantels 22 bis zur Innenseite der Kappenstirnwand 21, an welcher er etwa rechtwinklig in einen gegen die zugehörige Düsenachse 10 gerichteten Kanalschenkel übergeht. Dieser Kanalschenkel reicht nicht bis zur Düsenachse 10 und bildet an seinem radial inneren Ende eine weitere Strömungs-Umlenkung 31 mit einem Umlenkungswinkel zwischen etwa 45 und 90°, durch welche die Strömung etwa entgegen der Strömungsrichtung im Kanalabschnitt 30 bzw. entgegen der Aerosol-Austrittsrichtung aus der Austragsdüse 1 so umgelenkt wird, daß er durch eine Richtdüse 33 nach hinten gerichtet unter einem spitzen Winkel gegen die Achse der Prallzerstäubung 20 austritt. Die Richtdüse 33 ist im wesentlichen durch das radial innere Ende des Kanalschenkels gebildet und liegt etwa in der Ebene der Innenseite der Kappenstirnwand 21.

Die Prallzerstäubung 20 bildet eine weitere Strömungs-Um­ lenkung 32, durch welche die Strömung in entgegengesetzter Richtung, nämlich wieder in Austrittsrichtung aus der Aus­ tragdüse 1 umgelenkt wird. Zu diesem Zweck weist die Prall­ zerstäubung 20 eine muldenförmig flache bzw. kugelkalotten­ förmige Prallfläche 34 auf, deren Krümmungsmittelpunkt vor dem vorderen Ende der Austragdüse 1 in deren Achse liegt. Die Außenweite der Prallvertiefung ist mehrfach größer als ihre Tiefe, wobei die Richtdüse 33 im Anschluß an die Um­ fangsbegrenzung der Prallfläche 34 gegenüberliegt und ge­ genüber dieser eine vielfach kleinere Fläche einnimmt. Die Prallfläche 34 bildet den Boden einer Umlenkkammer 35, de­ ren gegenüberliegende Wand im wesentlichen eben ist und die im Zentrum ihre größte Tiefe derart hat, daß sie im Axial­ schnitt von diesem Zentrum zum Außenumfang unter wenigen Winkelgraden spitz ausläuft.

In der gegenüberliegenden Stirnwand liegt praktisch ab­ standsfrei neben der Richtdüse 33 der Kammer-Ausgang 36, der durch das hintere Ende eines Kanalabschnittes 37 gebil­ det ist, dessen vorderes Ende die ins Freie führende und etwa in der Ebene der vorderen Stirnfläche der Kappenstirn­ wand 21 liegende Austrittsöffnung 38 der Austragdüse 1 bil­ det. Der Kanalabschnitt 37 hat über seine gesamte Länge im wesentlichen konstante Innenquerschnitte, so daß der Aus­ gang 36 in der Ebene der Innenseite der Kappenstirnwand 21 nahezu über seinen gesamten Umfang begrenzt ist. Die Richt­ düse 33 umgibt dabei die Umfangsbegrenzung des Ausganges 36 über einen größeren Bogenwinkel von z. B. 180°, wobei die Richtdüse 33 und der Ausgang 36 nur durch einen schmalen Grat voneinander getrennt sind. Die Weite des Ausganges 36 ist wesentlich kleiner als die Außenweite der Prallfläche 34, jedoch ist sein Durchlaßquerschnitt etwa gleich demje­ nigen der Richtdüse 33. Es ist auch denkbar, zwei oder mehr gleichmäßig über den Umfang verteilte Längskanäle 30 mit zugehörigen Längseintritten 28 bzw. Richtdüsen 33 vorzuse­ hen.

Zwischen den hinteren Enden des Kappenmantels 24 und der Ring- bzw. Aufnahmebohrung 14 ist ebenfalls ringförmig um die zugehörige Düsenachse 10 ein Kanalabschnitt 39 be­ grenzt, in welchen der Medienkanal im Bereich einer be­ grenzten Umfangszone mündet und über welchen die durch den Düsenkörper 16 gebildete Mediendüse 40 unter Druck mit flüssigem Medium versorgt wird. Am Innenumfang des Kappen­ mantels 14 ist mindestens ein von dessen hinteren Ende aus­ gehender, nutförmiger und etwa axialer Kanalabschnitt 41 vorgesehen, der in der Innenseite der Kappenstirnwand 23 durch einen radialen Kanalabschnitt fortgesetzt ist, wel­ cher in eine in der Düsenachse liegende Dralleinrichtung 42 mündet. Diese ist z. B. durch eine Ringnut am vorderen Ende und Außenumfang des Kernkörpers 18 sowie an der Innenseite der Kappenstirnwand 23 durch eine erweiterte Kammer gebil­ det, in welche der Kanalschenkel tangential einmündet, so daß das einströmende Medium einer Rotation um die Düsenach­ se ausgesetzt wird.

Diese Kammer geht am Ausgang in einen verengten Kanalab­ schnitt 43 über, der in der Düsenachse liegt, über seine Länge konstante Querschnitte hat und mit seinem vorderen Ende die Düsenöffnung 44 der Mediendüse 40 bildet. Die Dü­ senöffnung 44 liegt in der vorderen, ebenen Stirnfläche ei­ nes kegelstumpfförmigen Düsenvorsprunges 45, der über die übrige Vorderseite der Kappenstirnwand 23 vorsteht und ge­ genüber der Innenweite der Kammer 29 eine wesentlich klei­ nere Außenweite hat. Die ringförmig ebene vordere Stirnflä­ che des Düsenkörpers 16 bildet mit dem Düsenvorsprung 45 die hintere Endwand 46 der Kammer 29, in die der Düsenvor­ sprung 45 ein Stück weit hineinragt. Mit dieser vorderen Stirnfläche liegt der Düsenkörper 16 so am hinteren, im we­ sentlichen ebenen Ende 53 des Düsenkörpers 15 an, daß zwar die Kammer 29 nach hinten im wesentlichen abgeschlossen ist, jedoch der oder die Längseintritte 28 frei bleiben und der Kanalabschnitt 26 in der Ebene des hinteren Endes 53 wenigstens über einen radial inneren Teil seiner Länge über den gesamten Umfang begrenzt ist. Der Quereintritt 27 ist dadurch entlang der hinteren Endwand 46 radial gegen den Düsenvorsprung 45 gerichtet, wobei der Quereintritt 27 nach vorne weiter reicht als der Düsenvorsprung 45 vorsteht, so daß ein Teil der Strömung aus dem Quereintritt 27 ungehin­ dert vor der Düsenöffnung 44 vorbeiströmt, während ein hin­ terer Teil den Düsenvorsprung 45 umspült.

Das vordere Ende der Kammer 29 ist von einer spitzkegelför­ migen Leitfläche 47 begrenzt, deren Spitze in der Düsenach­ se gegen die Düsenöffnung 44 gerichtet ist, jedoch im we­ sentlichen außerhalb der direkten Anströmung des Querein­ trittes 27 liegt. Der Spitzkegel 48 ist einteilig durch das hintere Ende des Kernkörpers 17 gebildet, in dessen vorde­ rer Stirnfläche 49 die Prallfläche 34 als Vertiefung vorge­ sehen ist. Zwischen dieser Stirnfläche 49 und dem Spitzke­ gel 48 weist der Kernkörper 17 einen z. B. zylindrischen Ab­ schnitt mit im wesentlichen konstanten Außenquerschnitten auf, mit welchem der Kernkörper 17 festsitzend so in den Innenumfang des Kappenmantels 22 eingesetzt ist, daß seine vordere Stirnfläche 49 an der inneren Stirnfläche der Kap­ penstirnwand 21 im wesentlichen abgedichtet anliegt.

Der Längskanal 30 ist durch eine Längsnut 50 gebildet, de­ ren offene Nutlängsseite im Innenumfang des Kappenmantels 22 liegt und gegen die Düsenachse 10 gerichtet ist. Der Längseintritt 28 reicht nur über einen an den Nutboden 51 anschließenden Teil der Tiefe der Längsnut 50, da der Ra­ dialabstand des Nutbodens 51 von der Düsenachse 10 gering­ fügig größer als der Außenumfang des Düsenkörpers 16 im Be­ reich seiner Anlage am hinteren Ende 53 ist. Die Radialer­ streckung des Längseintrittes 28 ist wesentlich kleiner als die Hälfte der Nuttiefe. Dadurch bildet der Längseintritt 28 einen Schlitz, der an einer Längsseite vom Nutboden 51 und an der anderen Längsseite vom Außenumfang des Düsenkör­ pers 16 begrenzt ist, so daß sich seine Längsrichtung um die Düsenachse 10 erstreckt.

Im an die Kappenstirnwand 21 anschließenden Bereich ist die Längsöffnung der Nut 50 durch den zylindrischen Abschnitt des Kernkörpers 17 verschlossen, so daß hier der Kanalab­ schnitt 30 im Querschnitt über seinen Umfang geschlossen begrenzt ist, während er zwischen den Stirnwänden der Kam­ mer 29 an seiner radial inneren Längsseite im wesentlichen auf voller Breite offen ist. Die Flanken des Kanalabschnit­ tes 30 können annähernd parallel zueinander liegen oder zur offenen Längsseite geringfügig divergieren. Die Leitfläche 47 reicht bis an den Beginn des über den Umfang geschlosse­ nen Teiles des Kanalabschnittes 30, der an dieser Stelle den einzigen Kammer-Ausgang 52 bildet, obwohl entsprechend den Kanalabschnitten 30 auch zwei oder drei über den Umfang verteilte Kammer-Ausgänge denkbar sind. Benachbart zur Richtdüse 33 bzw. zur Prallfläche 34 ist die offene Nut­ längsseite des zugehörigen radialen Kanalschenkels durch die vordere Stirnfläche 49 des Kernkörpers 17 verschlossen.

Die Austragdüse arbeitet nach folgendem Verfahren:
Durch Niederdrücken der Handhabe 8 wird aus der Druckkammer 5 über den Luftkanal 12 Luft in den Kanalabschnitt 25 und von dort sowohl durch den Quereintritt 27 in die Kammer 29 und durch den Längseintritt 28 entlang des Nutbodens 51 in den Kanalabschnitt 30 gedrückt. Gleichzeitig oder geringfü­ gig später wird mit der Medienpumpe über den Medienkanal 11 Flüssigkeit in den Kanalabschnitt 39 und durch den Kanalab­ schnitt 41 in die Dralleinrichtung 42 so gedrückt, daß aus der Düsenöffnung 44 ein Aerosol-Sprühkegel in die Kammer 29 austritt, der gegen die Leitfläche 47 gerichtet ist. Beim Verlassen der Düsenöffnung 44 wird der Sprühkegel von dem aus dem Quereintritt 27 kommenden Luftstrom erfaßt und einerseits verstärkt verwirbelt sowie andererseits wenig­ stens teilweise gegen die offene Nutlängsseite des Kanalab­ schnittes 30 gedrückt, entlang dessen Kanalboden 51 ein Luftstrom mit verhältnismäßig hoher Strömungsgeschwindig­ keit vom Längseintritt 28 zum Ausgang 52 strömt, so daß sich das gebildete Aerosol nicht an den Innenflächen des Kanalabschnittes 30 niederschlagen kann. Insofern ist hier an mindestens einem Kanalabschnitt 30 des Düsenkanales einer Austragdüse 1 eine strömende Gas- bzw. Luftabdeckung vorgesehen, um ein bereits gebildetes Aerosol im wesentli­ chen ohne Wandungsberührung zu fördern.

Große Teile des aus der Düsenöffnung 44 austretenden Sprüh­ kegels prallen gleichzeitig gegen die Leitfläche 47, von welcher sie radial nach außen gegen den Innenumfang der Kammer 29 abgelenkt werden, wobei diese Strömung durch die Dralleinrichtung 42 gleichzeitig einer Rotation um die Dü­ senachse 10 ausgesetzt ist. Dadurch ergibt sich in der zum vorderen Ende durch den Spitzkegel 48 im lichten Quer­ schnitt verengten Kammer 29 eine sehr starke Verwirbelung mit starker Drosselung bzw. Erhöhung der Strömungsgeschwin­ digkeit im Bereich des Ausganges 52, durch welchen das nun­ mehr mit hohem Luftanteil durchsetzte Aerosol aus der im wesentlichen geschlossenen Kammer 29 austritt. Dieses Aero­ sol wird dann unter annähernder Konstanthaltung oder weite­ rer Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar über die Umlenkung 31 der durch deren Ausgang gebildeten Richtdüse 33 zugeführt und gegen die Prallfläche 34 ge­ drückt. Unter weiterer Erhöhung des Feinheitsgrades wird das Aerosol an der Prallfläche 34 wieder umgelenkt und un­ mittelbar über den Kanalabschnitt 37 ausgetragen.

Die Länge des Kanalabschnittes 37 ist mehrfach größer als seine lichte Weite, die ihrerseits wesentlich größer als die des Kanalabschnittes 43 ist. Der Gesamt-Durchlaßquer­ schnitt der Lufteintritte 27, 28 ist jedoch wesentlich grö­ ßer als der Durchlaßquerschnitt des Kanalabschnittes 37, wobei zweckmäßig der Durchlaßquerschnitt des Längseintrit­ tes 28 mehrfach kleiner als der des Quereintrittes 27 ist. Die Begrenzungskanten mindestens eines oder aller Eintritte bzw. Ausgänge können zweckmäßig scharfkantig sein, um gün­ stige Abreißströmungen zu erzielen. Der Durchlaßquerschnitt des Kanalabschnittes 30 ist zweckmäßig wesentlich größer als derjenige des Längseintrittes 28, und die Breite des Quereintrittes 27 kann etwa gleich wie oder größer als die Außenweite des Düsenvorsprunges 45 sein. Der Durchlaßquer­ schnitt des Kanalabschnittes 30 bzw. der Richtdüse 33 kann dagegen in der Größenordnung des Durchlaßquerschnittes des Kanalabschnittes 37 liegen.

Um für die Aerosolbildung noch günstigere Strömungsverhält­ nisse zu schaffen, ist der Durchlaßquerschnitt des oder der radialen, an die Kanalabschnitte 30 anschließenden Kanal­ schenkel in Strömungsrichtung zweckmäßig kontinuierlich da­ durch verengt, daß die gegenüberliegenden Kanalflanken spitzwinklig konvergieren. Der Gesamt-Durchlaßquerschnitt der Richtdüse 33 bzw. der Richtdüsen ist dann vorteilhaft kleiner als der Durchlaßquerschnitt des Kanalabschnittes 37, jedoch kleiner als der Gesamt-Durchlaßquerschnitt des oder der Längseintritte 28. Bei dieser Ausbildung erstreckt sich jede Richtdüse 33 nur über einen verhältnismäßig klei­ nen Bogenwinkel des Umfanges des Ausganges 36, so daß be­ nachbarte Richtdüsen 33 in einem demgegenüber größeren Ab­ stand voneinander liegen können. Der Quereintritt 27 kann vorteilhaft auch so angeordnet werden, daß er keinem Kanal­ abschnitt 30 unmittelbar gegenüberliegt, sondern z. B. bei drei gleichmäßig verteilten Kanalabschnitten 30 unmittelbar benachbart zu einem dieser Kanalabschnitte vorgesehen ist.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit einem einzigen, dem Eintritt 27 gegenüberliegenden Kanalab­ schnitt 30 dargestellt, während in Fig. 5 ein Ausführungs­ beispiel mit drei Kanalabschnitten 30 dargestellt ist, von denen keiner dem Eintritt 27 direkt diametral gegenüber­ liegt.

Claims (13)

1. Austragdüse für fließfähige Medien, insbesondere für manuell betätigbare Austragvorrichtungen, mit minde­ stens einem, Kanalabschnitte (25, 26, 30, 37, 39, 41, 43) bildenden Düsenkanal und einer Düsen-Austrittsöff­ nung (38) für den Austritt des Mediums, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Austrittsöffnung (38) mindestens ein Prallzerstäuber (20) vorgeschaltet ist, der minde­ stens eine der Austrittsöffnung (38) vorgeschaltete Richtdüse (33) aufweist.

2. Austragdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal mindestens eine Kanal-Umlenkung (31, 32), insbesondere zwei aufeinanderfolgende und entgegengesetzte Umlenkungen (31, 32) bildet, von de­ nen vorzugsweise eine mit einem Umlenkungswinkel von zwischen mindestens 100 und 180° einer weiteren vorge­ schaltet ist, deren Umlenkungswinkel etwa 360° abzüg­ lich des Umlenkungswinkels der vorgeschalteten ist.

3. Austragdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prallzerstäuber (20) eine insbeson­ dere etwa in Richtung der Austrittsöffnung (38) wei­ sende Prallfläche (34) aufweist, gegen die die zugehö­ rige Richtdüse (33) gerichtet ist und die vorzugsweise mit Spaltabstand unmittelbar benachbart zum hinteren Ende (36) eines Kanalabschnittes (37) liegt, der ins­ besondere im wesentlichen mindestens eine von Ausbil­ dungen aufweist, die durch eine geradlinige Ausbil­ dung, eine Ausbildung mit konstanten Querschnitten, eine Ausbildung als Austrittsöffnung (38), eine scharfkantige Ausbildung am hinteren Ende (36), eine gegenüber seiner Weite größere Länge und eine zur Richtdüse (33) unmittelbar benachbarte Lage seines hinteren Endes (36) gebildet sind.

4. Austragdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (34) eine gegenüber dem Durchlaß­ querschnitt des anschließenden Kanalabschnittes (37) größere Flächenerstreckung hat und insbesondere im we­ sentlichen mindestens eine von Ausbildungen aufweist, die durch eine unebene Ausbildung, eine vertiefte mul­ denförmige Ausbildung, eine kugelkalottenförmige Aus­ bildung und eine zum anschließenden Kanalabschnitt (37) etwa achsgleiche Lage gebildet sind, wobei die größte Tiefe der Prallfläche (34) vorzugsweise kleiner und/oder ihre größte Weite mehrfach größer als die Weite des anschließenden Kanalabschnittes (37) ist.

5. Austragdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtdüse (33) und das hintere Ende (36) des anschließenden Kanalabschnittes (37) auf derselben Seite des Prallzerstäubers (20) und insbesondere im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebe­ ne liegen, wobei vorzugsweise die Richtdüse (33) im wesentlichen mindestens eine von Ausbildungen auf­ weist, die durch einen gegenüber dem anschließenden Kanalabschnitt (37) kleineren Durchlaßquerschnitt, ei­ ne zum anschließenden Kanalabschnitt (37) exzentrische Lage, eine an den Außenrand der Prallfläche (34) an­ grenzende Lage, eine an einen Bogenabschnitt der Be­ grenzung des hinteren Endes (36) des anschließenden Kanalabschnittes (37) angrenzende Lage und eine schräg gegen das Zentrum der Prallfläche (34) gerichtete Lage gebildet sind.

6. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (34) eine geschlossene Stirnseite einer flachen Umlenk-Kammer (35) bildet, deren gegenüberliegende, annähernd ebene Stirnfläche im wesentlichen ausschließlich vom hinte­ ren Ende (36) des anschließenden Kanalabschnittes (37) und von der Richtdüse (33) durchbrochen ist und die vorzugsweise am Umfang im Querschnitt spitzwinklig be­ grenzt ist.

7. Austragdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (36) des an den Prallzerstäuber (20) anschließenden Kanalab­ schnittes (37) und/oder die Richtdüse (33) Durchbrüche in einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche bilden, gegen die ein Kernkörper (17) mit einer eine Prallflä­ che (34) des Prallzerstäubers (20) bildenden Stirnsei­ te (49) im wesentlichen abgedichtet angelegt ist, wo­ bei vorzugsweise ein zur Richtdüse (33) führender Ka­ nalabschnitt (30) von einer in der Stirnfläche und/oder in einer über diese vorstehenden Innenum­ fangsfläche vorgesehenen Nut (50) begrenzt ist, die anschließend an die Richtdüse (33) an der dem Nutboden (51) gegenüberliegenden, offenen Nutlängsseite von dem Kernkörper (17) verschlossen ist und mit einem von einer schrägen Endwand begrenzten Endabschnitt die Richtdüse (33) bildet.

8. Austragdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prallzerstäuber (20) mindestens eine Wirbel-Kammer (29) vorgeschaltet ist, in die insbesondere in etwa gleicher Ausrichtung wie die Austrittsöffnung (38) mindestens eine Mediendüse (40) gerichtet ist und die vorzugsweise im wesentli­ chen wenigstens eine von Ausbildungen aufweist, die durch eine zur Prallfläche (34) achsgleiche Lage, über eine Längserstreckung konstante Außenquerschnitte, mindestens eine der Mediendüse (40) gegenüberliegende schräge Leitfläche (47), einen der Mediendüse (40) ge­ genüberliegend und gegen die Mediendüse gerichteten Spitzkegel (48), eine gegenüber ihrer Weite höchstens gleich große mittlere Längserstreckung, eine Endbe­ grenzung durch den Kernkörper (17) und durch einen Kammer-Ausgang (52) gebildet sind, der durch ein hin­ teres Ende des zur Richtdüse (33) führenden Kanalab­ schnittes gebildet ist.

9. Austragdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere dem Prall­ zerstäuber (20) vorgeschaltet, mindestens eine Misch­ zone zur Mischung wenigstens zweier unter Druck zuge­ führter Medien, insbesondere eines durch einen Flüssigkeits-Eintritt (44) zugeführten flüssigen Me­ diums und eines durch mindestens einen Gas-Eintritt (27, 28) zugeführten gasförmigen Mediums bzw. Luft vorgesehen ist, die vorzugsweise im wesentlichen we­ nigstens eine von Ausbildungen aufweist, welche durch einen kreuzenden Eintritt der Medien, eine Ausbildung als gegenüber Eintritten (27, 28) und Ausgängen (52) erweiterte Zwischen-Kammer (29), einen radialen bzw. einen vorspringenden Flüssigkeits-Eintritt (44) umströmenden Gas-Eintritt (27), einen axialen und im Abstand parallel zum Flüssigkeits-Eintritt (44) liegenden Gas-Eintritt (28), einen gegenüber der Weite des Flüssigkeits-Eintrittes (44) weiteren Gas-Eintritt (27, 28), einen Eintritt der Meiden an einem Ende und einen Gemisch-Ausgang (52) am anderen Ende, einen gegenüber dem Gesamt-Eintrittsquerschnitt engeren Gesamt-Austrittsquerschnitt sowie dadurch gebildet sind, daß die Mischzone durch die Wirbelkammer (29) gebildet ist.

10. Austragsdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer gemeinsamen, insbesondere dem Prallzerstäuber (20) vorgeschalteten, Kammer (29) Führungen für im wesentlichen getrennte Medienströme unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten vorgesehen und im wesentlichen im Bereich mindestens eines Kammer-Ausganges (52) zusammengeführt sind, wobei vorzugsweise im Umfang der Kammer (29) mindestens ein nutförmiger Längskanal (30) vorgesehen ist, der im wesentlichen wenigstens eine von Ausbildungen aufweist, die durch einen Medien-Eintritt (28) an einem Nutende, einen gegenüber dem Kanalquerschnitt verengten Querschnitt dieses Eintrittes (28), einen Kammer-Ausgang (52) am anderen Nutende, eine trichterartig verengende Leitfläche (47) im Bereich des Ausganges (52), eine teilweise Begrenzung des Ausganges (52) durch den Kernkörper (17), eine in Umfangsrichtung gegenüber der Strömungszone eines Quereintrittes (27) versetzte Lage der Nutlängsöffnung, eine Erstreckung über die gesamte Länge der Kammer (29), eine Parallel-Lage zu einem axialen Medien-Eintritt (44) und eine kontinuierliche Fortsetzung in den zum Prallzer­ stäuber (20) führenden Kanalabschnitt gebildet sind.

11. Austragsdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine, insbesondere dem Prallzerstäuber (20) vorgeschaltete, Dralleinrichtung (42) vorgesehen ist, die vorzugsweise unittelbar dem Flüssigkeits-Eintritt (44) vorgeschaltet ist, der vorzugsweise durch eine Sprühkegel-Mediendüse (40) gebildet und an einem in Querrichtung umströmten Düsenvorsprung (45) vorgesehen ist.

12. Austragsdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein eine Kappenstirnwand (21, 23) und einen Kappenmantel (22, 24) aufweisender kappenförmiger Düsenkörper (15, 16) vorgesehen ist, der insbesondere im wesentlichen mindestens eine von Ausbildungen aufweist, die durch mindestens einen die Kappenstirnwand (21, 23) durchsetzenden Kanalabschnitt (37, 43), mindestens einen Kanalabschnitt an der Innenseite der Kappenstirnwand (21, 23), mindestens einen Kanalabschnitt (30, 41) am Innenumfang des Kappenmantels (22, 24) und mindestens einen in den Kappenmantel (22, 24) eingesetzten Kernkörper (17, 18) gebildet sind, wobei vorzugsweise eine vordere weitere Düsenkappe mit einer hinteren engeren Düsenkappe mindestens eine von Öffnungen begrenzt, die durch die Kammer (29), einen Quereintritt (27) und einen Längseintritt (28) gebildet sind.

13. Austragsdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Düsenkörper (16) mit einer vorderen Stirnfläche (46) im wesentlichen an der hinteren Stirnfläche (53) des vorderen Düsenkörpers (15) liegt und vorzugsweise einen im Abstand gegen den im vorderen Düsenkörper (15) liegenden Spitzkegel (48) gerich­ teten Düsenvorsprung (45) aufweist, wobei der Düsen­ vorsprung (45) im und der Spitzkegel (48) außerhalb des unmittelbaren Strömungsbereiches des Quereintrit­ tes (27) liegt und insbesondere der Abstand zwischen Spitzkegel (48) und Düsenvorsprung (45) kleiner als die Weite der zwischen diesen begrenzten Kammer (29) ist.