DE7605400U1 - Vorrichtung zum zerstaeuben von fluessigkeiten - Google Patents

Description

DIPL.-ING. 3EFtHARD Ρ; HlEBSCH

PATENTANWALT

Gerhard_Beil D-7700 singen

==========-= Erzbergerstraße 5a

_ Telegr. / Cables:

3 Bodenseepatent

Telefon

Zl66^Gaienhpfen_2 e

Mein Zeichen: MyrefyMaror.: 3-'

I/ma

Datum / Date

Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten

»Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, in Luftwäschern od. dgl., mit ian Düsenhaltern angeordneten Zerstäuberdüsen, welche eine etwa tangential beaufschlagte Sprühkammer sowie in deren Mittelachse an einem Düsenmundstück eine,Sprühöffnung aufweisen.

Es sind Sprühstationen mit einer Vielzahl derartiger Zerstäuberdüsen an etwa vertikalen Zuführungsrohren ,bekannt. Letztere besitzen in bestimmten Abständen wechselseitig Abzweige, hn denen die Zerstäuberdüsen fcittels Klemmbügeln befestigt sind. Die leistungsfähigste marktübliche Anlage benötigt beispielsweise »um Zerstäuben von 120¹OOO Litern je Stunde 26 Düsenrohre mit je 28 Düsen - also mehr als 700 Düsen, die In zwei parallelen Sprühebenen untergebracht werden Müssen.

7605400 24.08.78

I I I I ·

AIs nachteilig hat sich bei solchen Anlagen der erhebliche Montage- und Wartungsaufwand¹ !erwiesen,, bei den Düsen eine mangelhafte Versprühung am Düsenkopf, an dem sich während des ZerstäubungsVorganges sehr grobe Tropfen abscheiden; diese sind evidentermaßen nicht erwünscht.

Die üblichen Zerstäuberdüsen beruhßn auf dem durch die GB-PS 614 824 offenbarten Prinzip einer zentrischen Austragsöffnung über einem zylindrischen Sprühraum mit exzentrischer Beaufschlagung oder es wird gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster 1 777 784 die zu zerstäubende Flüssigkeit axial in einen Zylinderraum eingebracht und nach Querschnittsverengung ebenfalls axial ausgetragen.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder raas Ziel gesetzt, eine Vörriehtuiig ä&r eingangs ^r= wannten Art zu schaffen, bei der üic ei-kamitoi· KiCll— teile vermieden sind und die vor allen Dingen eine erheblich verbesserte Leistung bei günstigerem Spruhbild aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt der Gedanke, ein Düsenmundstück mit kalottenartigem Innenraum zu verwenden, der die Sprühkammer querschnittlich halbkreisförmig überspannt, wobei die Höhe der Sprühkammer etwa dem Radius des Innenraumquerschnittes des Düsenmundstückes entspricht. Dabei soll das Düsenmundstück zwischen einem die Sprühkammer aufnehmenden Düsenkörper und einem mit diesem lösbar verbundenen Düsenkopf auswechselbar angebracht sein. Dieses auswechselbare Düsenmundstück kann bei Verschleiß ohne Demontage der Düse ausgewechselt werden; darüber'hinaus vermag man - in bisher nicht bekannter Form - die Leistung der Anlage durch einfaches Auswechseln des Düsenmundstückes mit einem anderen Mundstück unterschiedlicher Sprühöffnung zu variieren.

7605400 24.08.78 -3-

* ,. .. si J

• iMi . ι * m t * » «

-3-

Eine derart ausgestaltete Düse ist über einen Bereich von. etwa 1 bis 3 atü regelbar und erlaubt eine außergewöhnlich feine Zerstäubung.

Das günstige Sprühbild der erfindungsgeraäßen Düse ist abhängig von der Ausgestaltung' des eigentlichen Düseninnenraumes, nämlictt von der besonderen Form des Mundstückinnenraumes, dessen halbkreisförmiger Querschnitt an einen gedrungenen Zylinderraum bestimmten Ausmasses anschließt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll das Düsenmundstück aus einem kalottenartig geformten Werkstück mit radial abstehendem Kragen bestehen, der zwischen Düsenkörper und Düsenkopf klemmend gehalten ist und infolgedessen nach Entfernen des Düsenkopfes vom Düsenkörper gelöst zu werden vermag.

Dieser Austauschvorgang ist ebenso einx-ach wie das Wechseln der gesamten Düse dank einer erfindungsgemäßen überwurfmutter, welche ein Kragenstück des Düsenkörpers imit dem Düsenhalter bzw. dem Zuführrohr für die zu versprühende Flüssigkeit lösbar verbindet.

Erfindungsgemäß ordnet man nun diese Düsen nicht mehr - wie bisher - gegeneinander versetzt an den einzelnen Düsenbäumen an, sondern formiert mit ihnen die Knotenpunkte eines Rechtecknetzes, wobei die Knotenpunkte voneinander bevorzugtermaßen gleiche Abstände aufweisen.

-k-

7605400 24.08.78

Dank dieser Konfiguration und der Ausbildung der Düse mit besonders günstigem Sprühbild reichen nunmehr für beispielsweise 140'000 Liter pro Stunde 70 Düsen aus, was eine überraschend weitreichende Einsparung an Werkstoff und vor allem an Montagezeit erkennen läßt. Ein weiterer Vorzug der Erfindung-ist nun darin zu sehen, daß es nicht mehr erforderlich ist, aas bautechnischen Gründen zwei Sprühebenen zu bildenj da die übliche Anzahl der Düsen in einer Sprühhöhe untergebracht zu werden vermag.

7605400 2-4.08.78

t t · «** es·

I tilt·« · *» * · t

9 * · r · ft ··

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1: den schematischen-Aufriß einer Sprühvorrichtung;

Fig. 2; den vergrößerten'Längsschnitt durch eine Sprühdüse als Detail der Fig. 1;

Fig. 3: einen Teil aus Fig. 2 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie III - III in Fig. 4;

Fig. 4: die Draufsicht auf Fig. 3 gemäß deren Pfeil Z;

Fig. 5: den Querschnitt durch Fig. 3 gemäß deren Linie V-V;

Fig. 6: den Querschnitt durch ein Detail aus Fig. 2.

In einer schematisch wiedergegebenen Sprühwand 1 eines nicht weiter dargestellten Luftwäschers ragen von einer horizontalen Zuführleitung 2 vertikale Rohre 3 auf, welche in Abständen a mit Verbindungsgliedern 4 für rohrförmige Horizont^läste 5 versehen sind; am Ende der Horizontaläste 5 sind Düsen 6 angebracht, deren horizontale Distanz b von der Achse der vertikalen Rohre 3 etwa dem halben Abstand a zwischen den Verbindungsgliedern 4 entspricht. Die freie Weite c zwischen den einzelnen Düsenbäumen 7 ist gleich dem doppelten Abstand b, so daß sich ein regelmäßiges Netz aus Rechtecken deri-Maschenweite a - c ergibt, an dessen· iKnotenpunkten: die Düsen 6 angeordnet sind.

7605400 24.08.78

-6-

Jede der Düsen 6 wird i.w. von einem Einlaufkörper 8 und einem damit verbundenen Düsenkopf 9 gebildet, zwische welchen ein Düsenmundstück 10 lösbar festgelegt ist.

In einem scheibenartiges-Hauptkörper 11 des Einlaufkörpers 8 ist zentrisch eine· Kaverne oder Sprühkammer mit zylindrischer Wandung 13 eingeformt; die Höhe h der Sprühkammer 12 entspricht etwa dem geringfügig kleineren Radius r des Wandungsgrundrisses und beträgt beispielswei 18 mm.

In Abstand x" von etwa 2 mm zum Kavernenboden 14 mündet nahezu tangential ein Einlaufkanal 15 der Länge η (ca. 40 mm), der sich von einem endwärtigen Kragenstück 16 zur Sprühkammer 12 hin von einem dem genannten Radius r entsprechenden Durchmesser d auf einen Durchmesser d₁ halber Länge verjüngt. Die Kanalachse M₁ schließt mit der Mittelachse M von Kragenstück 16 und Hauptkcrper einen Winkel w von beispielsweise 11 ein.

Auf das Außengewinde 17 des Kragenstückes 16 ist eine Überwurfmutter 18 geschraubt, welche das Endstück 19 eines Horizontalastes 5 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 20 an das Kragenstück 16 drückt - und somit die Düse 6 am Düsenbaum 7 hält.

Ein weiterer Dichtungsring 20 findet sich in der die Sprühkammer 12 anbietenden Oberfläche 21 des Hauptkörpers 11; diese Oberfläche 21 wird seitlich begrenzt durch einen Ringwulst 22, dessen Innengewinde 23 das Außengewinde 24 des Düsenkopfes 9 aufnimmt. Letzterer

7605400 24.08.78

It *

1 1 · ·

I !III t I

-7-

preßt gemäß Fig. 2 den Radialkragen 25 des querschnittlich halbkreisförmigen Düsenmundstückes 10 gegen den Dichtungsring 20 der Oberfläche 21.

Die Weite q der Sprühöffnung 30 des k^lottenartigen Düsenmundstückes 10'mißt· im gewählten Beispiel 8 mm, also etwa die halbe¹ Höhe ,ti Ser Sprühkammer 12.

Der Düsenkopf 9 ist unter Bildung zweier konzentrischer Ausnehmungen 31, 32 unterschiedlicher Weite i, k querschnittlich zweimal schulterartig abgesetzt, wobei eine Außenschulter 33 der Wulstoberfläche ~4 in Abhängigkeit von der Stärke ρ des Radialkragens 25 von Düsenmundstück 10 in Abstand c gegenüberliegt.

Strömt nun in Pfeilrichtung χ Wasser unter Druck in die Düse 6, läuft es etwa radial in die zylindrische Sprühkammer 12 ein und wird in Sprührichtung y durch die Sprühöffnung 30 gedrückt, außerhalb deren sich um eine spitzkegelige Innenzone I eine schmale Mittelzone II (in Fig. kariert) aus feinem Nebel (schwebende Partikel bis aerosole) sowie um diese ein Außenmantel III aus feinem Sprühnebel bildet. Die Spitze der Innenzone I liegt etwa in der Hälfte des Sprührichtungsradius des Düsenmundstückes 10, also z.B. 8 bis 9 mm oberhalb der Oberfläche 21 des Hauptkörpers 11. Der Sprühwinkel t mißt dann etwa 60 , der anschließende Winkel u zwischen den querschnittlichen Grenzlinien 50, 51 der am Düsenmundstück 10 beginnenden Mittelzone II: ca. 15°, während der benachbarte Winkel ν zwischen den querschnittlichen Grenzlinien 51, 52 der Außenzone III weniger als 10 beträgt.

7605400 21.08.78

• · * wi » β · ■

• ■ · t .

··· ♦ »ft»·

Das erwünschte Sprühbild mit zumindestens zwei Zonen II, III feiner bis feinster Partikel und kreisförmigen Bewegungsbahnen des Sprühnebels ist nur durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung von. S,prühkammer 12 und Düsenmundstück 10 zu erzielen; eine größere Höhe h der Sprühkammer oder eine querschnittliche 'Streckung des Düsenmundstückes 10 führen zu sehr groben Sprühnebeln*mit unerwünscht spiralartigen Bewegungsbahnen.

24.08.78

Claims (9)

PATENTANWALT DIPL.-ING. HIEBSCH - D - 77 SIN GEN. den A.Z. B-IlO Bfatt "A ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum' Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser^xn Luftwäschern od. dgl. mit an Düsenhaltern angeordneten Zerstäuberdüsen, welche eine etwa tangential beaufschlagte Sprühkammer sowie etwa in deren Mittelachse an einem Düsenmundstück eine Sprühöffnung aufweisen,

gekennzeichnet durch

ein Düsemundstück (10) mit kalottenartxgem Innenraum, der die Sprühkammer (12) querschnittlich halbkreisförmig überspannt, wobei die Höhe h der Sprühkammer etwa dem Radius r des Inneoraumquerschnittes des Düsenmundstückes entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück (10) zwischen einem die Sprühkammer (12) aufnehmenden Düsenkörper (8) und einem mit diesem lösbar verbundenen Düsenkopf (9) auswechselbar angebracht ist.

7605400 24.08.78

4«a · «*«■ ta ♦·

B-IlO -A 2-

3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein kalottenartig geformtes Werkstück

I mit radial abstehendem Kragen (25), der zwischen

ξ _ψ Düsenkörper (8) und Düsenkopf (?) klemmend gehalten

I ist.

I

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
I dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkör^er (8)

I mittels einer ein Kragenstück (16) mit Außenge-

j winde (17) umfangende Überwurfmutter (18) mit dem

? Düsenhalter (19) lösbar verbunden ist.

1

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche

I 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe h

■ *. der Sprühkammer ,(12) etwa dem Radius (r) des Düsen-

3 mundstückquerschnittes entspricht.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche I 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe h

s der Sprühkammer (12) etwa der zweifachen Weite -(q)

ΐ der Sprühöffnung (30) entspricht.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eines sich während des Sprühvorganges bildenden Sprühkegels etwa auf dem halben Sprührichtungsradius des Düsenmundst-'ickes (10) liegt und der
spitze Winkel des Sprühkegels (I) etwa 60° beträgt.

• t · · · » » * Wt ■ t ·

B-IlO -A 3-

8. Vorrichtung nach dem voraufgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß den Sprühkegel (I) ein sich vom Püsenmundstück (10) ab erweiternder Mantel aus feinen Nebeln entsteht, den ein Außenmantel aus feinem Sprühnebel umgibt, in welchem die Sprühpartikel kreisförmig bewegbar sind.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (6) an den Knotenpunkten eines rechtwinkelige Maschen aufweisenden Sprühnetzes angeordnet sind.

7605400 24.08.78