DE2111474C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vernebeln eines fließfähigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vernebelung eines fließfähigen Mediums, bei dem dieses zunächst in einen in Axialrichtung strömenden Sekundärluftstrom eingeleitet und dann als Umfangsfilm zusammen mit diesem filmförmig in einen umgebenden, spiralförmigen verlaufenden Primärluftstrom ausgetragen wird, wobei der Primärluftstrom beim Auftreffen auf den Sekundärluftstrom eine starke radiale Komponente aufweist, um anschließend zunehmend in die Hauptströmung umgelenkt zu werden, sowie auf eine Vorrichtung zum Vernebeln eines fließfähigen Mediums mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen Düsenkopf, der einen mit spiralförmigen Leitrippen versehenen Außenkanal für einen Primärluftstrom und einen Innenkanal für einen Sekundärluftstrom aufweist, in dem eine Zuführungsleitung für das fließfähige Medium mündet.

Das vorgenannte Verfahren und die vorbeschriebene Vorrichtung sind aus der FR-PS 11 62 039 bekannt Bei dieser vorbekannten Vorrichtung zur Vernebelung wird das fließfähige Medium zunächst in einen Sekundärluftstrom eingeleitet und dann zusammen mit diesem filmförmig in einen Primärluftstrom ausgetragen. Zur Aufteilung des Gesamtluftstromes in einen inneren Sekundärluftstrom und einen äußeren Primärluftstrom ist in den Düsenkopf ein Rohrabschnitt axial eingefügt, in den seinerseits eine Zuführungsleitung für ein

ίο fließfähiges Medium mittig eintritt Die Zuführungsleitung für das fließfähige Medium endet mit einem spiralförmigen Kopf in dem von dem Sekundärluftstrom durchströmten Rohrabschnitt derart, daß das fließfähige Medium eine spiralförmige Bewegungsbahn erfährt und durch die dabei wirksame Zentrifugalkraft an der Innenfläche des Rohrabschnittes entlang ausgetragen wird. Die Austrittsöffnung des den Sekundärluftstrom und das fließfähige Medium führenden inneren Rohrabschnittes liegt in gleicher Höhe wie die Mündung des verbleibenden Ringkanal für den Primärluftstrom. Der Ringkanal ist dabei konisch verjüngt, so daß der Primärluftstrom in einem Winkel auf den Sekundärluftstrom mit dem fließfähigen Medium trifft und dieses dadurch zerstäubt Bei dieser Vorrichtung ist die Verteilung des fließfähigen Mediums am Austrittsende des DUsenkopfes noch verhältnismäßig grob, so daß recht große Tropfen entstehen, die auf den zu besprühenden Flächen örtlich relativ hohe Wirkstoffkonzentrationen hervorrufen. Insbesondere bei der Schädlingsbekämpfung ist in zunehmenden Maße aber eine feinstmögliche Dosierung der Wirkstoffe erwünscht, um die Wirkstoffkonzentration örtlich so gering wie möglich zu halten, gleichwohl aber eine ausreichende Wirksamkeit zu gewähren.

J5 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um die Bildung minimaler Tröpfchengröße des fließfähigen Mediums zur Erzielung einer feinstmöglichen Dispersion zu erreichen.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Verfahrensaufgabt darin, daß das fließfähige Medium dem Sekundärluftstrom am Außenumfang ringförmig zugeführt wird. Die Lösung der Vorrichtungsaufgabe erfolgt dadurch, daß der innere Luftströmungskanal von einem offenen Ringkanal umgeben ist, in dem die Zuführungsleitung für das fließfähige Medium endet und daß der äußere Luftströmungskanal im Mündungsbereich des inneren Luftströmungskanals als von außen nach innen führender Ringkanal ausgebildet ist, dessen Ausgang von einer Ablenkplatte mit einer nach innen spitz zulaufenden ringförmigen Fläche gebildet ist, deren konzentrisch zur Mündung des inneren Luftströmungskanals liegende öffnung größer als die Mündung des inneren Luftströmungskanals ist.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die in dem Nebel ausgebildete Tröpfchengröße sehr nahe dem Optimum von 5 bis 20 Mikron mittlerem Durchmessers liegt. Damit wird die in Veröffentlichungen vorgeschlagene Größe für eine Bekämpfungs- oder Insektenvertilgungsmittelverteilung erreicht. Bedingt durch die ausgezeichnete Verteilung des fließfähigen Mediums ist die Menge des erforderlichen Insektenvertilgungsmittels wesentlich vermindert, um in ausreichendem Maße beispielsweise Moskitos und andere Insekten zu vertilgen. Gleichzeitig kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, das die Vernebelungseinrichtung trägt, gegenüber dem Fahrzeug wesentlich erhöht werden, das eine bisher

bekannte Vernebelungseinrichtung trägt

Im nachfolgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vernebelungseinrichtung,

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht der Vernebelungseinrichtung der F i g. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte Stirnansicht der Düsenanordung der in F i g. 1 und 2 dargestellten Vernebelungsdn- "> richtung unr!

F i g. 4 ein Schnitt längs der Linie 5-5 in der F i g. 3

Bei dem Ausführungsbeispiel bezeichnet die Bezugszahl 10 in F i g. 1 einen kastenartigen offenen Rahmen, in dem die Vernebelangseinrichtung montiert ist Der Rahmen 10 trägt ein Fundament 11, ein rückwärtiges Gitter 12 aus Streckmetall und eine vordere Steuerplatte 13. Die üblichen Steuerungen und Überwachungen 14 und 15 und Leitungen 16 sind für den Betrieb einer Verbrennungsmaschine 17 erforderlich. Diese Teile befinden sich auf der SteuertafeJ 13, während die Maschine 17 auf dem Fundament 11 montiert ist

Gemäß Fig.2 ist die Maschine 17 mit einer Riemenscheibe 18 versehen, die über einen endlosen Riemen 19 eine Riemenscheibe 20 eines Gebläses 21 antreibt Von dem Gebläse 21 ist eine allgemein durch 22 bezeichnete L-förmige, aufrechtstehende Luftkammer gehalten. Die Kammer 22 umfaßt eine untere waagerechte Leitung 23, die mit einem senkrechten Stirnflansch 24 versehen ist, der mit einem Stirnflansch i" 25 auf der Auslaßleitung 21 a des Gebläses 21 verbunden ist. Das äußere Ende der Leitung 23 steht mit einer aufrecht stehenden Leitung 26 in Verbindung und bildet die Halterung für diese Leitung 26. Auf dem oberen Ende der Leitung 26 und konzentrisch dazu angeschlossen ist über eine übliche Drehverbindung / eine Drehleitung 27 angebracht, die eine sich zur Seite und waagerecht erstreckende obere Leitung 28 trägt. Die Leitung 28 ist an ihrem äußeren Ende gemäß F i g. 4 mit einem ringförmigen Stirnflansch 29 versehen. Durch eine Drehung der Leitung 27 um ihre senkrechte Achse kann die Leitung 28 in eine bestimmte Richtung ausgerichtet werden.

Quer über das Ende der Leitung 28 erstreckt sich eine allgemein mit 30 bezeichnete Düsenanordnung, die das "5 Ende dieser Leitung 28 verschließt. Die Düsenanordnung 30 ist später im Detail beschrieben.

Gemäß Fig.2 ist ein Wärmetauscherrohr 31 in dem Mittelteil des waagerechten Rohres 28 angeordnet. Dieses Wärmetauscherrohr 31 hat im Inneren einen Abstand zur Seitenwand der Leitung und es fluchtet mit der Achse der Leitung 28. Die Enden des Rohres 31 sind nach unten gebogen und sie verlaufen parallel zueinander durch entsprechende Löcher in der Leitung 28 nach außen.

Flexible Rohre 32 und 33 sind an den freien Enden des Rohres 31 befestigt, wobei das Rohr 33 von einem Tank

34 kommt und das Rohr 32 zu dem Boden eines Strömungsmessers 35 führt.

Auf der Oberseite des Strömungsmessers 35 befindet sich ein Absperrventil 36 mit einem Steuermagneten 37. Eine Seite des Ventils 36 ist mit dem Strömungsmesser

35 verbunden und die andere Seite mit einer Abgabeleitung, die zu einem Steuerventil 40 führt. Von dem Steuerventil 40 führt eine Leitung 41 zu der '" Düsenanordnung 30.

Ein Druckschlauch 42 führ! von der Leitung 28 zu dem Tank 34 über einen Deckel 44. Der Schlauch 42 steht mit dem Inneren des Rohres 28 und dem Inneren des Tanks 34 in Verbindung.

Gemäß F i g. 2 dreht die Maschine 17 das Gebläse 21, um in der Leitung 28 einen Druck zu erzeugen. Der Schlauch 42 leitet dann diesen Druck in das Innere des Tanks 34 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels. Hierdurch wird die Flüssigkeit durch den Schlauch 33 und durch das Wärmetauscherrohr 31 aus dem Tank 34 herausgedrückt woraufhin die Flüssigkeit auf eine im wesentlichen konstante Temperatur aufgewärmt und dann durch den Schlauch 32, den Strömungsmesser 35 und durch das Ventil 40 zu der Düsenanordnung 30 geleitet wird. Falls erwünscht können die Rohre 32, 38 und 41 mit einer Isolierung versehen sein.

Das Strömungsmeßgerät und das Steuerventil 40 sind nebeneinander auf dem Fundament angebracht das den Tank trägt so daß das Strömungsmeßgerät beobachtet werden kann, wenn das Ventil 40 zur Lieferung einer vorbestimmten Menge eingestellt wird Durch Verändern der öffnung eines mit einer Nadel arbeitenden Ventils 40 kann die zu der Düsenanordnung 30 gelieferte Flüssigkeitsmenge verändert werden.

Die F i g. 3 und 4 zeigen die Düsenanordnung 30 im einzelnen. Gemäß Fig.4 umfaßt die Düsenanordnung 30 ein ringförmiges Gehäuse 71 mit einem nach innen gerichteten Befestigungsflansch 72 an der Stirnseite oder an dem Einlaßende und das Gehäuse hat an seinem linken Ende oder an seiner Auslaßseite einen nach außen gerichteten Einstellflansch 74. Das Gehäuse 71 bildet einen äußeren Kanal 72, der an seinem Einlaßende durch den Stirr.flansch 29 verschlossen ist. Der Stirnflansch 29 ist mit dem Befestigungsflansch 72 durch Bolzen 76 verbunden. Der Außenkanal 75 ist auf seiner Abgabeseite durch eine ringförmige Einstellplatte 78 teilweise verschlossen. Die Einstellplatte 78 ist in einer entsprechend geformten Vertiefung 79 in der vorderen Kante des Gehäuse 71 aufgenommen und durch einen Haltering 80 in Stellung gehalten, der mit dem Einstellflansch 74 des Gehäuses 71 durch Muttern und Schraubenbolzen 81 verbunden ist. Die Einstellplatte 78 ist scheibenförmig ausgebildet und mit einer Mittendurchgangsöffnung versehen.

Eine ebenfalls scheibenförmig ausgebildete sekundäre Einstellplatte 84, die jedoch einen kleineren Außen- und Innendurchmesser hat, ist hinter der Platte 78 zur Einlaßseite des Gehäuse 71 hin durch eine Mehrzahl von spiralförmigen Leitrippen 85 in Stellung gebracht, die längs eines Spiralweges gegenüber der Achse AX der Düsenanordnung 30 angeordnet sind. Die Rippen 85 sind mit den Platten 78 und 84 durch Befestigungsnasen 86 verbunden. Der innere Durchgang durch die sekundäre Einstellplatte 84 ist durch einen Montageblock 88 verschlossen, der mit der Platte 84 durch Schrauben 89 verbunden ist und der sich vcn der Platte 84 in den Außenkanal 75 zu der Einlaßseite des Gehäuses 71 hin erstreckt.

Der Block 88 ist aus Kunstoff oder einem anderen nichtrostenden Material hergestellt und er bildet einen zentrisch angeordneten Ringkanal 90 für eine Flüssigkeit, der sich in dem Block 88 von der Abgabeseite des Gehäuses 71 erstreckt. Durch den Block 88 ist ebenfalls ein zentrisch angeordneter, sich axial erstreckender innerer Kanal 91 ausgebildet. Der Innenkana! 91 ist gegenüber dem Ringkanal 90 zentrisch angeordnet und er stellt mit seinem einen Ende mit dem Außenkanal 75 und mit seinem anderen Ende mit dem Ringkanal 90 in Verbindung. Eine Leitung 41 zur Zuführung der zu vernebelnden Flüssigkeit zu der Düsenanordnune 30

steht mit dem Ringkanal 90 in dem Block 88 durch eine sich radial erstreckende Zuführungsleitung 92 in Verbindung, wobei die Verbindung zwischen dem Ringkanal 90 und der Leitung 41 durch einen Anschluß 94 hergestellt wird, der mit dem Block 88 und einem "> Anschluß 95 verbunden ist, der durch das Gehäuse 71 geht. Somit wird also die Flüssigkeit durch die Leitung 41 in den Ringkanal 90 geleitet. Ein Teil der in dem Außenkanal oder Primärluftkanal 75 durch die Leitung 28 zugeführten Luft wird auch den Innenkanal oder i<> Sekundärluftkanal 91 in den Ringkanai 90 geleitet.

Eine Düsenplatte 96 hat einen Außendurchmesser, der mit dem Innendurchmesser der Platte 84 übereinstimmt und die Düsenplatte % ist in einer Vertiefung in der Fläche des Blockes 88 angrenzend an die r> Abgabeseite des Gehäuses 7i aufgenommen. Sie verschließt dabei teilweise den Ringkanal 90 in dem Block 88. Die Düsenplatte % ist auf dem Block 88 durch eine Mehrzahl von Schrauben 98 gehalten. Die Düsenplatte 96 hat einen nach außen stehenden Kragen 99, der sich von einer Seite der Platte 96 zu der Einlaßseite des Gehäuses 71 in eine Stellung im Abstand von dem Boden des Ringkanals 90 erstreckt und einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Ringkanals 90. Der Kragen 99 besteht mit der Platte 96 aus einem Stück und ist zu dem Ringkanal 90 konzentrisch angeordnet, wenn die Platte % eingesetzt ist Die Außenseite der Platte 96 angrenzend an die Abgabeseite des Gehäuses 71 hat einen spitz zulaufenden Düsenflansch 100, der sich von jo der Platte 96 zu der Abgabeseite des Gehäuses 71 hin erstreckt und zur Achse AX konzentrisch angeordnet ist. Ein Düsendurchgang 101 ist durch die Platte 96, durch den Kragen 99 und durch den Düsenflansch 100 ausgebildet. Dieser Düsendurchgang 101 ist konzentrisch gegenüber der Achse AX angeordnet und im Durchmesser größer als der Primärluftkanal 91 durch den Block 88. Eine Ablenkplatte 110 ist auf der Abgabeseite der Einstellplatte 78 gehalten und sie verringert den wirksamen Durchmesser der durch die Platte 78 gehenden zentrischen öffnung. Die Ablenkplatte 110 ist durch Schrauben 111 in Stellung gehalten, die in die Platte 78 eingeschraubt sind. Die Platte 110 ist dabei so eingestellt, daß ihre Innenfläche mit den vorderen Flächen der Leitrippen 85 fluchtet, die sich zu der Abgabeseite des Gehäuses hin erstrecken. Die Ablenkplatte 110 bildet eine nach innen spitz zulaufende ringförmige Fläche 112, die konzentrisch um die Achse AX angeordnet ist. Die Fläche 112 beginnt gerade innerhalb der inneren Ende der Rippen 85 und sie erstreckt sich zu der Abgabeseite der Düsenanordnung 30 hin, um in einer ringförmigen Fläche i i4 zu enden, die konzentrisch zur Achse AX verläuft Die Fläche 114 endet in einer ringförmigen Messerkante 116, die eine Öffnung 115 bildet die mit der Achse AX fluchtet und wesentlich größer ist als der Düsendurchgang 101 sowie diesem gegenüber sich nach vorn im Abstand befindet. Während die genauen Abmessungen und Verhältnisse für verschiedene Flüssigkeiten verändert werden können, wurde festgestellt daß ein Düsendurchgang 101 *n mit einem Durchmesser von ca. 11 mm mit einer Öffnung 115 zufriedenstellend zusammenarbeitet die einen Durchmesser von ca. 25 mm hat und die von dem Düsenflansch 100 einen Abstand von ca. 4,8 mm aufweist Eine sich nach außen erweiternde konkave -^ ringförmige Fläche 118 erstreckt sich von der Messerkante 116 zur Abgabeseite der Ablenkplatte 110 und die Fläche 118 liegt konzentrisch zur Achse AX.

Wenn unter Druck stehende Luft durch die Leitung 28, wie dies durch die Pfeile mit ausgezogenen Linien in Fig.4 gezeigt ist, geliefert wird, tritt sie in den Primärkanal 75 in dem Gehäuse 71 der Düsenanordnung 30 ein. Während die Luft unter verschiedenen Drücken zu der Düsenanordnung 30 geliefert werden kann, wurde festgestellt, daß ein Druckbereich von ca. 275—343 mbar ausreicht oder angemessen ist. Ein bestimmter Prozentsatz dieser Luft wird durch den inneren Luftströmungskanal oder Sekundärkanal 91 und den Düsendurchgang 101 längs eines axialen Weges entlang der Achse AX gedrückt. Die übrige Luft, und zwar der größere Prozentsatz als der, der längs des awialen Weges hindurchgeht, wird, wie durch die Pfeile dargestellt ist, nach außen in den äußeren Luftströmungskänai oder Primärkana' 75 und dann nach innen durch die zwischen den spiralförmigen Leitrippen 85 gebildeten Durchgänge längs einer Mehrzahl von gemäß F i g. 3 im Abstand befindlichen, spiralförmigen Wegen rechwinklig zu der Achse AX gedrückt. Während es Umstände erforderlich machen können, die Prozentsätze der gesamten Luft aus der Leitung 28, die längs des axialen Weges und längs der spiralförmigen Wege hindurchgehen, zu verändern, wurde es bei einem Ausführungsbeispiel als ausreichend und angemessen festgestellt, ungefähr 99 Prozent der Luft als primären Luftstrom längs der spiralförmigen Wege und ca. 1 Prozent als sekundären Luftstrom längs des axialen Weges zu führen.

Die gewünschte Menge der Flüssigkeit wird aus dem Tank 34 in den Ringkanal 90 und in den Düsendurchgang 101, wie dies durch die gestrichelten Pfeillinien in Fig.4 dargestellt ist, durch die Zuführungsleitung 92 abgemessen zugeführt. Wenn die Flüssigkeit in den Düsendurchgang 101 eintritt, wird sie von dem in axialer Richtung strömenden Luftstrom aufgenommen und längs des Düsendurchganges 101 hindurchbewegt. Dies ist in F i g. 4 durch die strichpunktierten Pfeillinien dargestellt. Wenn der sekundäre Luftstrom aus dem inneren Luftströmungskanal 91 in den Düsendurchgang 101 gelangt, wird er ausgedehnt, wodurch sichergestellt wird, daß die Flüssigkeit durch den sekundären Luftstrom aufgenommen wird. Die Flüssigkeit bildet dann einen besonders dünnen Film um den Düsendurchgang 101, wenn sie sich längs des Durchganges bewegt. Gleichzeitig expandieren die spiralförmigen Luftströme, wenn sie die Fläche 112 erreichen und sie sind dann nach innen quer über das Abgabeende des Düsenflansches 100 durch die Fläche 114 gerichtet. Wenn diese spiralförmigen Luftströme auf die Außenseite der spitz zulaufenden Fläche des Düsenflansches 100 treffen und auch auf den gegenüberliegender! spiralförmigen Luftstrom, wird den Luftströmen eine axial gerichtete Bewegungskomponente erteilt Wenn die spiralförmigen primären Luftströme den Flüssigkeitsfilm in Tröpfchen zerreißen, werden diese Flüssigkeitströpfchen von den Luftströmen mitgerissen und in diesen eingeschlossen, wenn die Luftströme über die Fläche 114 gehen, um einen nach außen divergierenden und sich zerstreuenden Nebel zu bilden. Der axial gerichtete Luftstrom und die Fläche 118 geben der nach außen gerichteten spiralförmigen Mischung aus der fein zerstäubten Flüssigkeit und der Luft eine weitere axial gerichtete Bewegungskomponente. Diese Anordnung schafft eine ausreichende und angemessene Verteilung für sehr geringe Strömungsgeschwindigkeiten einer Flüssigkeit von unter ca. 20,7 cmVmin bis über ca. 168,6 cmVmin mit ausgezeichneten Verbreitungsentfer-

nungen von ca. 183 m bei geringen Windgeschwindigkeiten von ca. l,2m/sec bis über 1600 m bei hohen Geschwindigkeiten von ca. 2,7 — 3,6 m/sec, wenn die Achse AX der Düsenanordnung 30 parallel zum Erboden verläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vernebelung eines fließfähigen Mediums, bei dem dieses zunächst in einen in Axialrichtung strömenden Sekundärluftstrom eingeleitet und dann als Umfangsfilm zusammen mit diesem filmförmig in einen umgebenden, spiralförmigen verlaufenden Primärluftstrom ausgetragen wird, wobei der Primärluftstrom beim Auftreffen auf dem Sekundärluftstrom eine starke radiale Komponente aufweist, um anschließend zunehmend in die Hauptströmung umgelenkt zu werden dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Medium dem Sekundärluftstrom am Außenumfang zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der Sekundärluftstrom bei der Zuführung des fließfähigen Mediums vor Erreichen des Primärluftstromes expandiert wird.

3. Vorrichtung zur Vernebelung eines fließfähigen Mediums mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen Düsenkopf, der einen mit spiralförmigen Leitrippen versehenen Außenkanal für einen Primärluftstrom und einen Innenkanal für einen Sekundärluftstrom aufweist, in dem eine Zuführungsleitung für das fließfähige Medium mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Luftströmungskanal (91) von einem offenen Ringkanal (90) umgeben ist, in dem die Zuführungsleitung (41, 92) für das fließfähige Medium endet und daß der äußere Luftströmungskanal (75) im Mündungsbereich des inneren Luftströmungskanals (91) als von außen nach innen führender Ringkanal ausgebildet ist, dessen Ausgang von einer Ablenkplatte (110) mit einer nach innen spitz zulaufenden ringförmigen Fläche (112) gebildet ist, deren konzentrisch zur Mündung des inneren Luftströmungskanals (91) liegende Öffnung (115) größer als die Mündung des inneren Luftströmungskanals (91) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanalquerschnitt des äußeren Luftströmungskanals (75) durch zwei im Abstand gehaltene und Spiralrippen (85) zwischen sich aufnehmende, scheibenförmige Einstellplatten (78, 84) gebildet ist.