DE3720938A1 - Device for spraying liquids by means of propellent gas - Google Patents
Device for spraying liquids by means of propellent gasInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ver sprühen von Flüssigkeiten mittels Treibgas, mit einer Zerstäuberdüse zum Erzeugen eines Sprühstrahls und mit einer zur Zerstäuberdüse konzentrischen Düsenanordnung zum Erzeugen eines den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantels.The invention relates to a device for ver spraying liquids using propellant, with a Atomizer nozzle for generating a spray jet and with a nozzle arrangement concentric with the atomizing nozzle for generating a gas jacket enveloping the spray jet.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art handelt es sich um eine nach dem Injektorprinzip arbeitende Sprüh pistole mit einer Zerstäuberdüse zum Versprühen von Ölen od. dgl. mittels Druckluft, bei der konzentrisch zur Zerstäuberdüse angeordnete Düsenbohrungen vorgesehen sind. Im wesentlichen gleichgerichtet zum Sprühstrahl und somit letzteren einhüllend treten beim Sprühen mit dieser Vor richtung Luftstrahlen aus. Durch diese den Sprühstrahl einhüllenden Luftstrahlen soll die Vernebelung des Sprüh strahls reduziert werden.A known device of this type is concerned a spray that works according to the injector principle gun with an atomizing nozzle for spraying oils or the like. By means of compressed air, in which concentric to Atomizer nozzle arranged nozzle holes are provided. Essentially aligned with the spray jet and thus the latter occur when spraying with this front direction of air jets. Through this the spray jet enveloping air jets are said to atomize the spray be reduced.
Es hat sich indessen gezeigt, daß bei der vorbekannten Vorrichtung nicht immer die Vernebelung des Sprühstrahls hinreichend reduziert werden kann, insbesondere gilt dies beim Sprühen über größere Distanzen. Vielmehr kommt es häufig in der Nähe der zu besprühenden Objekte zu Auswolkungen des Sprühstrahls und mithin zu Verlusten an Sprühgut, demgemäß also zu gefährlichen Umgebungsbelastun gen. Insbesondere beim Sprühen in geschlossenen Räumen, wie beispielsweise in Spritzkabinen, sind daher zur Eliminie rung unkontrolliert vagabundierender Sprühnebel umfängliche und vor allem kostenaufwendige Maßnahmen erforderlich.It has been shown, however, that the previously known Device does not always nebulize the spray can be reduced sufficiently, especially applies this when spraying over long distances. Rather comes it often near the objects to be sprayed Impact of the spray jet and consequently to losses Sprayed material, therefore at dangerous environmental loads especially when spraying in closed rooms, such as in spray booths, are therefore to be eliminated Uncontrolled vagabonding spray mist and, above all, costly measures are required.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Verbesserung der vorbekannten Vorrichtung, und zwar insbesondere hinsichtlich der Wirksamkeit der aus einem den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantel bestehen den Vernebelungssperre.The object of the present invention is therefore in the improvement of the known device, and in particular with regard to the effectiveness of consist of a gas jacket enveloping the spray jet the fogging lock.
Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Düsen anordnung zum Erzeugen des den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantels als Ringdüse ausgebildet ist, die sich in Sprührichtung über die Zerstäuberdüse hinauserstreckt und vor dieser ausmündet, und daß die Zerstäuberdüse gegenüber der Mündung der Ringdüse axial bewegbar geführt und in jeder Einstellposition feststellbar ist.This object is achieved in that the device according to the preamble of claim 1, the nozzles Arrangement for generating the spray jet enveloping Gas jacket is designed as an annular nozzle, which is in Spray direction extends beyond the atomizer nozzle and opens out in front of this, and that the atomizer nozzle out axially movable relative to the mouth of the ring nozzle and can be determined in every setting position.
Während bei der vorbekannten Vorrichtung der den Sprüh strahl umhüllende Gasmantel aus einer mehr oder weniger großen Zahl im wesentlichen zum Sprühstrahl parallel gerichteter und annähernd auf einem Zylindermantel lie gender Stromfäden besteht, wird durch die erfindungs gemäß vorgesehene Ringdüse ein geschlossener Gasmantel erzielt, der den aus der in Sprührichtung hinter der Mündung der Ringdüse angeordneten Zerstäuberdüse aus tretenden Sprühstrahl konzentrisch umschließt. Es han delt sich somit um einen geschlossenen, annähernd ring zylindrischen Gasmantel, der ein Auswolken des Sprüh strahls und ein Vernebeln etwaig von einem besprühten Objekt reflektierter Partikel weitestgehend verhindert. Eine Anpassung an die physikalische Beschaffenheit des eingesetzten Sprühgutes und an die individuellen Gegeben heiten des jeweiligen Einsatzfalles gelingt dabei in hervorragender Weise durch die in bezug auf die Ringdüse axiale Einstellbarkeit der Zerstäuberdüse.While in the known device of the spray jet enveloping gas jacket from a more or less large number essentially parallel to the spray jet directed and approximately on a cylinder jacket Gender strands exist, is invented by the a closed gas jacket according to the ring nozzle provided achieved that from the in the spray direction behind the Mouth of the ring nozzle arranged atomizer nozzle concentrically enclosing the spray jet. It han is a closed, almost ring cylindrical gas jacket, which is a cloud of spray rays and a nebulization from a sprayed Object of reflected particles largely prevented. An adaptation to the physical nature of the used spray material and to the individual given of the respective application succeeds in outstandingly because of the ring nozzle axial adjustability of the atomizer nozzle.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Ringdüse von einem Ringkanal zwischen dem Gehäuse und einem äqui distant zu letzterem angeordneten ringzylindrischen Ab schnitt eines zum Gehäuseinneren hin abgeschlossenen Einsatzes gebildet, in dem die axial einstellbare Zerstäu berdüse aufgenommen ist. Diese Weiterbildung zeichnet sich durch einen besonders einfachen Vorrichtungsaufbau aus.According to a development of the invention, the ring nozzle of an annular channel between the housing and an equi distant to the latter arranged annular cylindrical Ab cut one closed to the inside of the case Insert formed in which the axially adjustable atomization over the nozzle. This continuing education stands out through a particularly simple device structure.
Eine andere besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfin dung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdüse ein Leit gitter mit Leitschaufeln zum Erzeugen einer Drallströmung des den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantels zugeordnet ist.Another particularly advantageous further development of the Erfin manure is characterized in that the ring nozzle is a guide grille with guide vanes for generating a swirl flow is assigned to the gas jacket enveloping the spray jet.
Eingehende Versuche haben gezeigt, daß eine derartige Drallströmung mit schraubengangförmig verlaufenden Strömungs fäden zur Ausbildung einer außerordentlich stabilen ring zylindrischen Vernebelungssperre auch bei größeren Sprüh distanzen führt. Demgemäß können beim Einsatz einer so ausgebildeten Vorrichtung selbst in geschlossenen Räumen, wie Spritzkabinen, die bisher notwendigen Anlagen zum Luft austausch und zum Eliminieren vagabundierender Sprüh nebel wesentlich reduziert werden, und dies bei merklich verminderter Umgebungsbelastung.In-depth tests have shown that such Swirl flow with helical flow threads to form an extraordinarily stable ring cylindrical nebulizer lock even with larger spray distances. Accordingly, when using such a trained device even in closed rooms, like spray booths, the previously necessary air systems exchange and to eliminate stray spray fog can be significantly reduced, and this noticeably reduced environmental pollution.
Im Rahmen einer nochmals anderen Weiterbildung der Erfin dung ist im Zuströmweg zu der Ringdüse eine Heizeinrichtung zum Beheizen des zwecks Erzeugung des den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantels über die Ringdüse geführten Medien stroms angeordnet.As part of yet another Erfin training course manure is a heater in the inflow path to the ring nozzle for heating the purpose of generating the spray jet enveloping gas jacket over the ring nozzle media current arranged.
Dieser Weiterbildung kommt insbesondere im Hinblick auf das vielfach erwünschte Trocknen des Sprühgutes nach dem Aufsprühen auf ein Objekt zu, wie beispielsweise beim Spritzen von Lacken.This training comes in particular with regard to the much-desired drying of the spray material spraying onto an object, such as when spraying paints.
Es kann aber auch, gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, zum Fördern eines zwecks Erzeugung des den Sprühstrahl umhüllenden Gasmantels über die Ringdüse geführten Luftstroms im Zuströmweg zu der Ringdüse ein motorisch angetriebenes Gebläse an geordnet sein. Dies führt gleichfalls zu einer im Aufbau äußerst einfachen und gut handhabbaren Sprühvorrichtung.But it can also, according to a likewise advantageous Development of the invention to promote a purpose Generation of the gas jacket enveloping the spray jet Air flow in the inflow path via the ring nozzle a motor-driven blower to the ring nozzle be ordered. This also leads to an under construction extremely simple and easy-to-use spray device.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend an hand der Zeichnung erläutert werden. In schema tischen Ansichten zeigtAn embodiment of the invention is set out below be explained by hand of the drawing. In scheme table views
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine als Spritzpistole ausgebildete erfindungsgemäße Sprühvorrichtung mit einer in Sprührichtung axial vor einer Zerstäu berdüse ausmündenden und zu letzterer koaxial ange ordneten Ringdüse zum Erzeugen eines einen Sprüh strahl umhüllenden Luftmantels, Fig. 1 a longitudinal section through a radiant sheathing designed as a spray gun spraying device according to the invention with an axially berdüse in the direction of spraying in front of a Zerstäu opening out and attached to the latter coaxially arranged annular nozzle for generating a spray an air jacket,
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Spritzpistole mit Blickrichtung gemäß Pfeil II in Fig. 1 und Fig. 2 is an end view of the spray gun with viewing direction according to arrow II in Fig. 1 and
Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 die Arbeitsweise der Spritzpistole beim Besprühen einer ebenen Wand. Fig. 3 in a view similar to Fig. 1, the operation of the spray gun when spraying a flat wall.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Spritzpistole 10 besitzt ein ringzylindrisches Gehäuse 11, in das sich von einer Stirnseite 12 aus ein an dieser Stirnseite offener Einsatz 14 mit einem ringzylindrischer Abschnitt 15 und einem letzteren auf der anderen Seite abschließen den Kegel 16 hineinerstreckt. Der ringzylindrische Ab schnitt 15 des Einsatzes 14 verläuft äquidustant zu dem ringzylindrischen Gehäuse 11 und ist gegenüber letzterem durch sich zumindest über einen Teil der axialen Länge des in diesem Doppelmantelbereich gebildeten Ringspaltes 18 erstreckende Schaufeln 19 eines Leitgitters mit dem Ge häuse verbunden. Dieser Ringkanal bildet eine im Bereich der offenen Stirnseite des Einsatzes ausmündende Ring düse 20 für die Erzeugung eines ringzylindrischen Luft mantels, dessen einzelne Strömungsfäden in Abhängigkeit von der Krümmung der Leitschaufeln des Leitgitters auf annähernd schraubengangförmigen Bahnen verlaufen.The spray gun 10 illustrated in the drawing has an annular cylindrical housing 11 , into which an insert 14, which is open on this end side and has an annular cylindrical section 15 and a latter on the other side, closes the cone 16 from an end side 12 . From the ring-cylindrical section 15 of the insert 14 extends equidustant to the annular cylindrical housing 11 and is connected to the latter by at least part of the axial length of the annular gap formed in this double jacket region 18 extending blades 19 of a guide vane connected to the housing Ge. This ring channel forms an opening in the region of the open end face of the insert ring nozzle 20 for the production of an annular cylindrical air jacket, the individual flow threads of which run on approximately helical paths depending on the curvature of the guide vanes of the guide vane.
Innerhalb des Einsatzes 14 ist koaxial zu dem ringzylin drischen Abschnitt 15 und im Abstand von dessen Offenseite eine zu letzterer hin gerichteten Zerstäuberdüse 22 ange ordnet. Die Zerstäuberdüse ist mittels einer nur ange deuteten Verstelleinrichtung gemäß Doppelpfeil 23 - in Fig. 1 - innerhalb des genannten Einsatzes axial bewegbar und somit hinsichtlich ihres Abstandes von der Offenseite des Ein satzes und damit von der Mündung des die Ringdüse 20 bilden den Ringkanals 18 einstellbar. Die Halterung der Zerstäuber düse ist in Fig. 1 mittels einer strichpunktierten Linie 24 angedeutet und die Verstelleinrichtung kann beispielsweise aus einer Schlitzführung 25 bestehen, die sich über einen Teil der axialen Länge des zylindrischen Abschnittes 15 des Einsatzes 14 erstreckt und dem Verlauf der Leitschaufeln 19 im Ringkanal 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Einsatzes und dem Gehäuse folgend ausgebildet sein.Within the insert 14 is coaxial with the ringzylin drische section 15 and at a distance from the open side of a directed towards the latter atomizer nozzle 22 is arranged. The atomizer nozzle is axially movable by means of an only indicated adjustment device according to double arrow 23 - in Fig. 1 - within the above-mentioned insert and thus in terms of their distance from the open side of the set and thus from the mouth of the annular nozzle 20 form the annular channel 18 . The holder of the atomizer nozzle is indicated in Fig. 1 by means of a dash-dotted line 24 and the adjusting device can consist, for example, of a slot guide 25 which extends over part of the axial length of the cylindrical section 15 of the insert 14 and the course of the guide vanes 19 in Annular channel 18 between the cylindrical portion of the insert and the housing to be formed.
Bei der auf die Offenseite des Einsatzes 14 gerichteten und im Abstand von dieser Offenseite einstellbar angeordne ten Zerstäuberdüse 22 handelt es sich um eine Düse bekannter Ausbildung zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mittels eines Treibgases. Beispielsweise kann die Zerstäuberdüse als Injektordüse ausgebildet sein. Aus Gründen der Übersicht lichkeit ist in Fig. 1 die Zerstäuberdüse ohne Zuleitun gen für die zu versprühende Flüssigkeit und die Treibgas zufuhr dargestellt.When directed to the open side of the insert 14 and arranged at a distance from this open side arranged th atomizer nozzle 22 is a nozzle of known design for atomizing a liquid by means of a propellant gas. For example, the atomizer nozzle can be designed as an injector nozzle. For the sake of clarity, the atomizing nozzle is shown in Fig. 1 without supply lines for the liquid to be sprayed and the propellant gas supply.
Im Bereich des von dem Einsatz 14 mit der Zerstäuberdüse 22 entfernten Endes ist das ringzylindrische Gehäuse 11 stirn seitig von einem Luft-Ansauggitter 27 abgeschlossen, an das sich ein Luftfilter 28 anschließt, dessen Aufbau hier ebensowenig wie der Aufbau des Ansauggitters interessiert. Gehäuseinnenseitig von dem genannten Luftfilter, also im Bereich zwischen letzterem und dem durch die Kegelspitze 16 abgeschlossenen Einsatz 14, befindet sich ein nur angedeute tes Gebläse 30 mit einem Antriebsmotor 31, der über eine als gestrichelte Linie 32 angedeutete elektrische Lei tung in bekannter Weise mit elektrischer Energie ver sorgt wird. Vorzugsweise handelt es sich um ein auf ver schiedene Umlaufgeschwindigkeiten und dementsprechend auf unterschiedliche Förderleistungen einstellbares Gebläse.In the area of the end remote from the insert 14 with the atomizing nozzle 22 , the ring-cylindrical housing 11 is closed at the end by an air intake grille 27 , to which an air filter 28 connects, the construction of which is of no interest here, as is the construction of the intake grille. Inside of the housing of the air filter mentioned, that is in the area between the latter and the insert 14 closed by the cone tip 16 , there is an only indicated fan 30 with a drive motor 31 , which is indicated by a broken line 32 as an electrical line in a known manner with electrical Energy is supplied. It is preferably a blower that can be adjusted to different rotational speeds and, accordingly, to different conveying capacities.
Zwischen dem Gebläse 30 und dem sich von der anderen Seite aus in das Gehäuse 11 hineinerstreckenden Einsatz 14 bzw. der diesen zum Gehäuseinneren hin abschließenden Kegel spitze 16 ist eine elektrische Widerstandsheizung 34 ein stellbarer Heizleistung angeordnet, die über nur ange deutete Leitungen 35 mit elektrischer Energie versorgbar ist. Diese Heizeinrichtung liegt im Zuströmweg der vom Gebläse 30 geförderten Luft zu dem die Zerstäuberdüse 22 konzentrisch umschließenden und eine Ringdüse 20 bildenden Ringkanal 18, der im Bereich der Offenseite des die Zer stäuberdüse aufnehmenden Einsatzes 14 aus dem Gehäuse 11 ausmündet.Between the blower 30 and from the other side extending into the housing 11 insert 14 or the cone 16 that closes this towards the interior of the housing, an electrical resistance heater 34 is an adjustable heating power, which is only indicated lines 35 with electrical energy is available. This heating device is located in the inflow path of the air conveyed by the blower 30 to the concentrically enclosing the atomizing nozzle 22 and forming an annular nozzle 20 ring channel 18 , which opens out in the region of the open side of the insert 14 which receives the atomizing nozzle from the housing 11 .
Schließlich ist die Spritzpistole 10 noch mit einem sich etwa im Bereich der Heizeinrichtung 34 außenseitig vom Gehäuse 11 forterstreckenden Griff 36 zum Führen des Gerätes versehen.Finally, the spray gun 10 is also provided with a handle 36 which extends approximately outside the housing 11 in the region of the heating device 34 for guiding the device.
Anhand der schematischen Darstellung in Fig. 3 soll nach stehend die Arbeitsweise der Spritzpistole 10 beim Besprühen einer ebenen Wand 38 erläutert werden.The operation of the spray gun 10 when spraying a flat wall 38 will be explained with reference to the schematic representation in FIG. 3.
Die Spritzpistole ist in einem vorbestimmten Abstand von einer zu besprühenden Wand 38 angeordnet und mit der Zerstäuberdüse 22 und der diese konzentrisch umschließenden Ringdüse 20 auf die Wand gerichtet. In bekannter Weise wird aus einem nur angedeuteten Sprühflüssigkeitsbehälter 40 über eine Leitung 41 der Zerstäuberdüse Sprühflüssigkeit zugeführt und in dieser mittels Treibgas unter Ausbildung eines zu der Wand hin gerichteten Sprühstrahls 42 versprüht. Dieser Sprühstrahl ist konzentrisch umschlossen von einem ringzylindrischen Luftmantel 44, der durch einen vom Geblä se 30 durch das Ansauggitter 27 am anderen Stirnende des Gehäuses 11 und das sich daran anschließende Luftfilter 28 hindurch angesaugten und unter Druckerhöhung durch den Ringkanal 18 und die Ringdüse 20 hindurchgeführten För derstrom gebildet ist.The spray gun is arranged at a predetermined distance from a wall 38 to be sprayed and is directed onto the wall with the atomizing nozzle 22 and the annular nozzle 20 concentrically surrounding it. In a known manner, spray liquid is supplied from a spray liquid container 40, only indicated, via a line 41 to the atomizing nozzle and sprayed therein by means of propellant gas to form a spray jet 42 directed towards the wall. This spray jet is enclosed concentrically by an annular cylindrical air jacket 44 , which is sucked in by a fan from the fan 30 through the intake grille 27 at the other end of the housing 11 and the air filter 28 connected therethrough and passed through the annular channel 18 and the annular nozzle 20 with increased pressure the current is formed.
Angesichts der Anordnung von Leitschaufeln 19 in dem Ringkanal 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 15 des zum Gehäuseinneren hin durch die Kegelspitze 16 abge schlossenen Einsatzes 14 und dem ringzylindrischen Ge häuse 11 erfährt der vom Gebläse 30 geförderte Luftstrom eine Drallaufprägung, so daß der den Sprühstrahl 42 kon zentrisch umschließende Luftmantel 44 drallbehaftet ist und die diesen Luftmantel bildenden Stromfäden etwa auf schraubengangförmigen Linien verlaufen. Ein Luftmantel aus einer derartig drallbehafteten Strömung ist außer ordentlich stabil und hat sich als hervorragende Sperre zum Umschließen eines Sprühstrahls und damit zur Verhin derung von Auswolkungen und Vernebelungen dieses Sprüh strahls erwiesen.In view of the arrangement of guide vanes 19 in the annular channel 18 between the cylindrical portion 15 of the housing 14 through the cone tip 16 closed insert 14 and the ring-cylindrical housing Ge 11 , the air flow promoted by the blower 30 experiences a swirl so that the spray jet 42 con centrally enclosing air jacket 44 is twisted and the current threads forming this air jacket run approximately on helical lines. An air jacket from such a swirling flow is extraordinarily stable and has proven to be an excellent barrier for enclosing a spray jet and thus for preventing clouds and nebulization of this spray jet.
Die Fördermenge und Fördergeschwindigkeit des den Luft mantel bildenden Förderstroms ist zweckmäßigerweise den Bedürfnissen des jeweiligen Einsatzfalles anpaßbar, was in einfacher Weise durch eine Steuerung der Gebläsedreh zahl verwirklichbar ist. Die im Zuströmweg zwischen dem Gebläse 30 und dem die Ringdüse 20 bildenden Ringkanal 18 angeordnete Heizeinrichtung 34, deren Heizleistung zur Anpassung an die Bedürfnisse des jeweiligen Einsatzfalles ebenfalls mit Vorteil veränderbar sein sollte, ermöglicht eine Erwärmung des den Luftmantel 44 zur Umhüllung des Sprühstrahls 42 bildenden Förderstroms auf eine vorbe stimmte Temperatur, um dadurch eine Trocknung des auf ein Objekt aufgesprühten Sprühgutes zu bewirken.The delivery rate and delivery speed of the air jacket forming flow is expediently adaptable to the needs of each application, which can be easily achieved by controlling the fan speed. The heating device 34 arranged in the inflow path between the blower 30 and the annular duct 18 forming the annular nozzle 20 , the heating power of which should also be advantageously changeable in order to adapt to the needs of the respective application, enables the conveying flow forming the air jacket 44 to envelop the spray jet 42 to be heated to a predetermined temperature, thereby causing the sprayed material to be sprayed onto an object to dry.
Claims (5)
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