DE4326714A1

DE4326714A1 - Segmentrotationsdüse

Info

Publication number: DE4326714A1
Application number: DE4326714A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dopp; Georg Busch
Original assignee: Mantis Ulv-Spruehgeraete 22111 Hamburg De GmbH; Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Current assignee: Mantis Ulv-Spruehgeraete 22111 Hamburg De GmbH; Mantis ULV Spruehgeraete GmbH
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1995-02-09
Also published as: EP0776252A1; EP0776252B1; US5788156A; DE59409554D1; WO1995003893A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gerichteten Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension aus einem Vorratsbehälter, wobei einer rotierenden Fläche die zu versprühende Flüssigkeit oder Suspension zugeführt, und von dieser in Form von feinen Tropfen abgeschleudert wird sowie eine Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension, bei welcher eine rotierende Scheibe, vorzugsweise mit einer schräg nach auswärts abgewickelten Randschürze, von deren gegebenenfalls gezackter äußerer Sprühkante die Flüssigkeit abgeschleudert wird.

Bei den vorbekannten Verfahren und Sprühvorrichtungen dieser Art, werden die Tropfen von einer Schleuderscheibe allseitig in einer Ebene senkrecht zu ihrer Drehachse abgeschleudert. Die Tropfen bilden durch Einwirkung der Schwerkraft einen sogenannten Sprühkegel, dessen Durchmesser durch die Drehzahl der Schleuderscheibe beeinflußbar ist. Zur Erreichung einer hinreichend feinen und gleichmäßigen Tropfengröße ist es erforderlich, die Schleuderscheibe mit sehr hoher Drehzahl von beispielsweise 10 000 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute anzutreiben. Dabei kann zwar eine sehr gleichmäßige Tropfengröße von beispielsweise 35 µ erreicht werden, jedoch besitzt der beim Versprühen erzeugte Hohlkegel einen relativ großen Durchmesser von beispielsweise 100 bis 120 cm, was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist.

In der Landwirtschaft werden derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Belegen von Flächen mit Herbiziden verwendet. Um gezielt die Flächen zwischen Nutzpflanzenreihen behandeln zu können, ist es erforderlich, die Sprühbreite möglichst genau einzustellen und den Tropfenstrom möglichst exakt auf die Fläche zu richten.

Zur Lösung dieses Problems wird in der auf den Anmelder beruhenden patentschrift DE 31 08 292 vorgeschlagen, während des Versprühens im Innenraum des Sprühkegels in einem Abstand von der Schleuderscheibe eine zur Ausbildung einer den Sprühkegel verengenden Zentripetalströmung hinreichende Unterdruckzone, und einen aus dieser axial zur Schleuderscheibe hin gerichteten Gasstrom zu erzeugen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anderes Verfahren und eine Vorrichtung zum gerichteten Versprühen von Flüssigkeit anzugeben.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum gerichteten Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension aus einem Vorratsbehälter, wobei einer rotierenden Fläche Flüssigkeit zugeführt, und von dieser in Form feiner Tropfen abgeschleudert wird, bei dem über einen Teilbereich die Tropfen aufgefangen, in einem Reservoir gesammelt und zurückgeführt werden. Das Abschleudern geschieht somit nur im Bereich einer willkürlich einstellbaren Richtung tangential zur rotierenden Fläche. Die übrigen von der Fläche abgeschleuderten Tropfen werden an ihrem Weiterflug gehindert, indem sie aufgefangen werden. Die aufgefangenen Tropfen werden gesammelt, und, um ein Abtropfen und eine dadurch bedingte Verfälschung der Flächendosierung zu verhindern, zurückgeführt. Dadurch wird lediglich die Fläche mit Tropfen belegt, die dafür vorgesehen ist. Sprühverluste werden also vermieden, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens hebt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zuführung von Flüssigkeit dosiert, vorzugsweise mit konstantem Volumenstrom erfolgt. Dadurch kann eine reproduzierbare gleichmäßige Tropfenbelegung pro Flächeneinheit erzielt werden, wenn die Vorschubgeschwindigkeit der Düse parallel zu der zu besprühenden Oberfläche konstant gewählt wird. Unabhängig von der Größe des Sektors, über dem die Tropfen aufgefangen werden, bleibt der auf den offenen Sektor bezogene Tropfenstrom konstant, sofern die aufgefangenen Tropfen zurück in den Vorratsbehälter geführt werden, aus dem sie von einer Dosierpumpe angesaugt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zugeführte Flüssigkeitsstrom mit dem zurückgeführten Flüssigkeitsstrom vereinigt und gemeinsam dann der rotierenden Fläche zugeleitet wird. In diesem Fall entspricht der versprühte Tropfenstrom dem zugeführten Flüssigkeitsstrom. Das Volumen dieses Tropfenstromes bleibt unabhängig von dem Sektor, über den die Flüssigkeitstropfen aufgefangen werden.

Realisiert wird dieses Verhalten der Düse dadurch, daß beispielsweise mittels einer weiteren Pumpe auch die zurückgeführte Flüssigkeit direkt der rotierenden Fläche zugeführt wird.

Alternativ kann der aufgefangene und gesammelte Strom zunächst mit dem Strom zugeführter Flüssigkeit vereinigt und gemeinsam eine Druckerhöhung erfahren, um danach der rotierenden Fläche zugeführt zu werden.

Wenn vorzugsweise beim Beenden des Verfahrens gesammelte Flüssigkeit aus dem Reservoir dem Vorratsbehälter zugeführt wird, insbesondere durch Absaugen, werden auch Verluste von Sprühflüssigkeit bei Arbeitsunterbrechungen oder beim Abrüsten der Sprühgeräte vorteilhaft vermieden.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit geeignet, bei welcher eine rotierende Fläche, vorzugsweise mit einer schräg nach auswärts abgewinkelten Randschürze, von deren gegebenenfalls gezackter äußerer Sprühkante die Flüssigkeit abgeschleudert wird, wobei die rotierende Fläche teilweise von einem Gehäuse umhüllt ausgebildet ist mit einer einen Teilumfang freilassenden Öffnung. Dadurch kann auf vorteilhaft einfache Weise der Strom der abgeschleuderten Tropfen in bestimmte Richtungen gelenkt werden.

Wenn die Öffnung verstellbar ausgebildet ist, kann beispielsweise durch Veränderung des Öffnungssektors auch der aus der Öffnung austretende gerichtete Strom der gewünschten Sprühbreite angepaßt werden. Wird die Lage der Öffnung verändert, kann beispielsweise nach oben gesprüht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie zum Sammeln zurückgehaltener Tropfen ein Reservoir und einen Fließweg aufweist, zur Zurückführung von Flüssigkeit.

Wenn der Fließweg zur Zurückführung von Flüssigkeit mit der zufließenden Flüssigkeit vereinigend ausgebildet ist, entspricht der Strom der versprühten Tropfen genau dem Strom der zufließenden Flüssigkeit.

Durch die Maßnahme, daß die rotierende Fläche eine Drehachse aufweist, die um einen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist, wird erreicht, daß die Schwerkraft das Zurückführen der Flüssigkeit im Gehäuse erleichtert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen ein Fließweg zur Zurückführung der Flüssigkeit ausgebildet ist, weil dadurch eine externe Verrohrung vermieden wird.

Damit die aufgefangenen Tropfen besser gesammelt werden können, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse innen Stege zum Führen von aufgefangener Flüssigkeit aufweist.

Ein Absaugen von gesammelter Flüssigkeit nach Beenden der Sprüharbeiten wird erleichtert, wenn sie eine Leitung zur Zuführung von Flüssigkeit aufweist, die in dem Reservoir mündend angeordnet ist, da in diesem Fall die vorgesehene Dosierpumpe durch Umkehren der Drehrichtung auch das Absaugen übernehmen kann.

Auf besonders kostengünstige und wartungsfreie Weise läßt sich eine Druckerhöhung zur Zuführung der zurückgeführten Flüssigkeit auf die rotierende Fläche dann verwirklichen, wenn koaxial mit der Drehachse der rotierenden Fläche eine Förderfläche einer Pumpe, vorzugsweise einer Friktionspumpe, angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüche 15 bis 17 beschrieben.

Die Erfindung wird in Zeichnungen erläutert, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Zeichnungen zu entnehmen sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Düse in Betriebslage,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Düsengehäuse gemäß Pfeilrichtung II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Düsendeckel mit Schleuderscheibe gemäß Pfeilrichtung III in Fig. 1,

Fig. 4 das Fließschema einer Sprühvorrichtung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine um Achse 2 rotierende Schleuderscheibe. Die Schleuderscheibe ist von Gehäuse 3 umhüllt. Über einen Teilumfang der Schleuderscheibe erstreckt sich im Gehäuse eine Öffnung 4.

Das Gehäuse 3 besteht im wesentlichen aus Düsenkörper 5 und Deckel 6.

Zum Zwecke der Sprühbreitenverstellung sind im seitlichen Randbereich innerhalb der Öffnung 4 zwei ebenfalls um Achse 2 entlang zweier bogenförmiger Verstellöffnungen 17 (Fig. 3) verschiebbare Segmentschürzen 9 und 10 (Fig. 3) angeordnet. Öffnung 4 kann durch Verstellen der Segmentschürzen 9 und 10 (Fig. 3) somit verändert werden. Dadurch kann die Sprühbreite beeinflußt werden. Wird die Öffnung durch Änderung des Deckels 6 beispielsweise nach oben verlegt, kann auch entgegen der Richtung der Schwerkraft gesprüht werden. Wichtig ist, daß das Reservoir 29 unten verbleibt.

Koaxial an schleuderscheibe 1 ist Pumpenscheibe 30 angeformt und dadurch mit Antriebswelle 12 der schleuderscheibe fest verbunden. Antriebswelle 12 ist Teil eines geeigneten Motors 14.

Mittels Stegen 15 ist das Schleuderrad 1 und die daran angeformte Pumpenscheibe 30 fest mit der Antriebswelle 12 verbunden.

Schließlich ist eine Zuführöffnung 16 vorgesehen, durch die zu versprühende Flüssigkeit in den vom Düsenkörper 5 und Deckel 6 gebildeten Gehäuse 3 geleitet wird. In diesem Raum läuft Pumpenscheibe 30 in Richtung des Pfeils 19 (Fig. 3) um.

In Fig. 2 ist eine Ansicht auf das Innere des Düsenkörpers 5 mit Düsenfütterung gemäß Pfeilrichtung II in Fig. 1 dargestellt. Gleiche Teile sind, wie in den übrigen Figuren, mit gleichen Bezugsziffern versehen. Stege 23, 24 innerhalb des Düsenkörpers 5 dienen zur Führung der Flüssigkeit.

Zur Erläuterung des Fließweges einer zu versprühenden Flüssigkeit sind in Fig. 2 zusätzlich Pfeile 28 dargestellt. Die Flüssigkeit wird über ein Leitungssystem durch die Zuführleitung 16 der inneren Ausnehmung des Düsenkörpers 5 zugeführt.

Die durch Öffnung 16 zufließende Flüssigkeit wird in Richtung des Fließweges 27 der im Zentrum von Düsenkörper 5 angeordneten schnabelartig ausgebildeten halboffenen Rinne 13 geleitet, die an die Stege 24 angeformt ist. Von der Rinne 13 wird die Flüssigkeit dann der Innenseite der Schleuderscheibe 1 aufgegeben.

Durch die hohe Geschwindigkeit wird zugeführte Flüssigkeit von der äußeren Kante des Schleuderrades 1 abgeschleudert. Einzelne Tröpfchenwege sind durch die in gepunkteter Linienführung gezeichneten Pfeile 20 (Fig. 3) angedeutet. An dieser Ansicht ist besonders deutlich zu erkennen, wie durch Verstellen der Segmentschürzen 9 und 10 um Achse 2 in einer der Richtungen der Pfeile 21 die Sprühbreite der Rotationsdüsen verstellbar ist. Nach Einstellung der Sprühbreite sind Segmentschürzen 9 und 10 mittels Arretierschrauben 18 feststellbar.

Über einen größeren Teil des Umfangs wird die abgeschleuderte Flüssigkeit von der zylindrischen Innenfläche des Deckels 6 (Fig. 3) aufgefangen. Dieser Teil der Flüssigkeit wird von Fläche 7 des Deckels 6 abgeleitet und fließt der Schwerkraft folgend in den unteren Gehäuseteil des Düsenkörpers 5, der von zylindrischer Fläche 8 gebildet wird und als Reservoir 29 dient. Die im Reservoir 29 gesammelte Flüssigkeit tritt durch Öffnung 22 in den Bereich der Pumpenscheibe 30, wo sie von der Pumpenscheibe 30 mitgenommen wird, um erneut über Rampe 25 entlang des mit Pfeil 26/28 gekennzeichneten Fließweges in den oberen Bereich gefördert zu werden, um über Schräge 11, Rinne 13 gemeinsam mit der zufließenden Flüssigkeit der Schleuderscheibe 1 zugeführt zu werden.

Die Fig. 4 zeigt schematisch die Funktionsweise der Vorrichtung. Aus einem Behälter B wird mittels Dosierpumpe P1 von Leitung L1 ein Volumenstrom V1 angesaugt und der Schleuderscheibe 1 zugeführt. Von dort wird ein Teilvolumen V4 der gebildeten Tropfen abgeschleudert. Der Rest wird im Gehäuse 3 zurückgehalten und im Reservoir 29 gesammelt. Der Antrieb der Schleuderscheibe 1 erfolgt mittels Motor 14 über Antriebsachse 12. Aus dem Reservoir 29 wird der Volumenstrom V3 mittels Pumpenscheibe 30 gefördert und mit dem zugeführten Volumenstrom V1 vereinigt, und gemeinsam wiederum dem Schleuderrad 1 aufgegeben. Statt des Fließweges 26, 28 ist auch die alternative, in unterbrochener Linie dargestellte, Leitungsführung L3 möglich, die jedoch, wie beschrieben, ein anderes Verhalten der Vorrichtung bedingt.

Bezugszeichenliste

1 Schleuderscheibe
2 Achse
3 Gehäuse
4 Öffnung
5 Düsenkörper
6 Deckel
7 Fläche
8 Fläche
9 Segmentschürze
10 Segmentschürze
11 Schräge
12 Antriebswelle
13 Rinne
14 Motor
15 Steg
16 Zuführöffnung
17 Verstellöffnung
18 Arretierschraube
19 Pfeilrichtung
20 Pfeil
21 Pfeil
22 Öffnung (bei Reservoir)
23 Steg
24 Leitsteg
25 Rampe
26 Pfeil
27 Fließweg
28 Fließweg
29 Reservoir
30 Pumpenscheibe
B Behälter
P₁ Dosierpumpe
P₂ Pumpe
L₁ Leitung
L₃ Leitung
V₁ Volumenstrom
V₃ Volumenstrom

Claims

1. Verfahren zum gerichteten Versprühen einer Flüssigkeit oder Suspension aus einem Vorratsbehälter, wobei einer rotierenden Fläche die Flüssigkeit zugeführt und von dieser in Form feiner Tropfen abgeschleudert wird, da durch gekennzeichnet, daß über einen Teilbereich die Tropfen aufgefangen, in einem Reservoir gesammelt und zurückgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zuführung von Flüssigkeit dosiert, vorzugsweise mit konstantem Volumenstrom erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der zugeführte Flüssigkeitsstrom mit dem zurückgeführten Flüssigkeitsstrom vereinigt und gemeinsam dann der rotierenden Fläche zugeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der aufgefangene und gesammelte Strom zunächst mit dem Strom zurückgeführter Flüssigkeit vereinigt und gemeinsam eine Druckerhöhung erfährt, um danach der rotierenden Fläche zugeführt zu werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß die gesammelte Flüssigkeit aus dem Reservoir dem Vorratsbehälter zugeführt wird, insbesondere durch Absaugen.

6. Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit, bei welcher eine rotierende Fläche (1), vorzugsweise mit einer schräg nach auswärts abgewinkelten Randschürze, von deren gegebenenfalls gezackter äußerer Sprühkante die Flüssigkeit abgeschleudert wird, dadurch gekennzeich net, daß die rotierende Fläche (1) teilweise von einem Gehäuse (3) umhüllt ausgebildet ist mit einer einen Teilumfang freilassenden Öffnung (4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Öffnung (4) verstellbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da durch gekennzeichnet, daß sie zum Sammeln zurückgehaltener Tropfen ein Reservoir (29) und einen Fließweg aufweist, zur Zurückführung von Flüssigkeit.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, da durch gekennzeichnet, daß der Fließweg zur Zurückführung von Flüssigkeit sich mit der zufließenden Flüssigkeit vereinigend ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, daß die rotierende Fläche (1) eine Drehachse (2) aufweist, die um einen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da durch gekennzeichnet, daß der Fließweg innerhalb des Gehäuses (3) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse innen Stege (23, 24) zum Führen von aufgefangener Flüssigkeit aufweist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß sie eine Leitung (16) zur Zuführung von Flüssigkeit aufweist, die in dem Reservoir (29) mündend angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß koaxial mit der Drehachse der rotierenden Fläche (1) eine Förderfläche (30) einer Pumpe, vorzugsweise einer Friktionspumpe, angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die rotierende Fläche (1) als Abschnitt eines Kegelmantels ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die rotierende Fläche (1) und die Förderfläche (11) als Teile eines einzigen Rotationsteils ausgebildet sind.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lage der Öffnung (4) verstellbar ausgebildet ist.