SPRAY NOZZLE IN THE SHAPE OF A HOLLOW CONE

Abstract: 1. A hollow-cone atomizer nozzle, comprising a nozzle housing (1) in which is formed a rotationally symmetrical mixing chamber (8), a first and a second inlet bore for the liquid to be atomized and a nozzle orifice (9) at the outlet of the mixing chamber, the inlet bores being assigned valves which can be operated for the setting of the liquid part-streams, the first inlet bore (6) being arranged coaxial with the nozzle axis and the second inlet bore (3) opening eccentrically into the mixing chamber, wherein the first inlet bore opens into the mixing chamber at an angle to the nozzle axis via one or more feed bores (7).

Description: Hohlkeoelzerstäubunosdüse De Erfindung betrifft eine Hohikegeizerstäubungsdüse, bei der der Sprühkegel der zerstäubten Fldssigkeit einstellbar ist. Bei den bekannten Düsenkonstruktionen wird der für die Ausbildung des Sprühkegels erforderliche Drall der zu zerstäubenden Flüssigkeit durch Einbauten im Düsenghäuse oder durch exzentrisches Einleiten der Flüssig- keit in das Düsengehäuse erzeugt. Der fUr den Drall massgebende Drehimpuls der Flüssigkeit hangt wiederrum von deren Strömungsgeschwindigkeit ab. Xndert sich während des Betriebs die Strömungsgeschwindigkeit, so ändert sich infolge der festen Geometrie der Einbauten bzw. der exzentrischen Einleitung und der nachfolgenden Kammer im Dusengehäuse auch der Sprüh- winkel der Düse. Ist hingegen die Strömungsgeschwindigkeit konstant, so kann der Sprühwinkel nur durch Austausch der drallerzeugenden Einbauten verändert werden. Hohlkegeizerstäubungsdüsen werden z.B. bei der Herstellung von Farbstoffen zum Zerstäuben von Farbstoffsuspensionen in Zerstäubungstrocknern eingesetzt. Dabei muss ein bestimmter Sprühwinkel der zerstäubten Suspension in einem kleinen Bereich konstant gehalten werden. Bei zu kleinem Winkel wird der Wärmeinhalt der Trockenluft nicht optimal ausgenutzt, so dass neben einem verminderten Wirkungsgrad der Anlage unvollständig getrocknete Produktteilchen die Folge sind. Ein zu grosser Sprühwinkel verursacht Produktanbackungen an der Trocknerwand, die aus Sicherheitsund Qualltätsgründen beseitigt werden müssen. Hierzu wird der Trocknungsprozess immer wieder unterbrochen. Werden hochdisperse Textil-Farbstoffzubereitungen getrocknet, ist es erforderlich, die Trocknungsbedingungen wie z.B. die Eingangs- und Ausgangstemperaturen der Trockeniutt bei einzelnen Chargen neu festzulegen. Einerseits soll ein optimaler Produktfluss erhalten werden, andererseits ist ein Qualitätsabfall z.B. durch zu hohe Temperaturbelastung während der Trocknung zu verhindern. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, den Mengenstrom zur Düse zu variieren. Bei sich ändernden Betriebsparametern, wie Änderung des Durchsatzes und damit der Strömungsgeschwindigkeit in der Düse beim Anfahren des Trockenprozesses, änderung der Viskosität und/oder des Peststoffgehaltes der Flüssigkeit, die den Sprühwinkel beeinflussen, muss der Trocknungsprozess unter Umständen mehrmals unterbrochen werden, um durch Austausch von Düsenteilen den Sprühwinkel zu optimieren. Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Hohlkegelzerstäubungsdüse zu entwickeln, bei der der Sprühwinkel ohne Austausch der Einbauten bzw. ohne Änderung der mit einer exzentrischen Eintrittsöffnung versehenen Düsenkammer während des Zerstäubungsbetriebs einstellbar ist. Gelost wurde die Aufgabe durch eine Kohlkegelzerstäubungsdüse mit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmalen. Die erfindungsgemässe Hohlkegelzerstäubungsdüse ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Hohlkegelzerstäubungsdüse mit einer exzentrisch und einer koaxial angeordneten Eintrittsbohrung im Längsschnitt Figur 2 dieselbe Düse im Querschnitt gemäss der Schnittlinie I-I in Figur 1 Figuren 3 bis 5 schematisch verschiedene Anordnungen der in das Innere des Düsengehäuses führenden Eintrittsbohrungen. Das Prinzip der Konstruktion vorliegender Hohlkegelzerstäubungsduse, nachfolgend Düse genannt, beruht auf der Massnahme, die zu zerstäubende Flüssigkeit in zwei oder mehreren Teilströmen in das Düsengehäuse einzuleiten, wovon mindestens einem Teilstrom ein den Sprühwinkel der Düse aufbauender Drall erteilt wird und der bzw. die weiteren Teilströme ohne Drall zugeführt werden. In einer Mischkammer der Düse werden die Teilströme überlagert, so dass sich für den aus der Düsenöffnung austretenden Gesamtstrom der Flüssigkeit ein den Winkel des Sprühkegels bestimmender Drall mit einem entsprechend der Grösse der Teilströme resultierenden Drehimpuls ergibt. Mit Hilfe betätigbarer Ventile können die der Düse zuführenden Teilströme und somit der Sprühwinkel eingestellt werden. Hierzu ist das Düsengehäuse 1 nach der in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit einer exzentrisch in einen Drallraum 2 mündenden Eintrittsbohrung 3 und mit einer in einem Einsatz 4 koaxial zur Düsenachse 5 angeordneten Eintrittsbohrung 6 versehen, die über eine oder mehrere Zulaufbohrungen 7 unter einem Winkel von z.8. 450 zur Düsenachse in den Drallraum mündet. An den Drallraum schliesst sich eine rotationssymmetrische Mischkammer 8 an, in der sich die über die Eintritts bohrungen 3 und 6 eingeleiteten Teilströme vermischen, so dass sich der bIEnimpuls des exzentrisch eingeleiteten Teilstroms auf den gesamten zu zerstäutenden Flüssigkeitsstrom verteilt. Der Ausgang der Mischkammer ist auf die Düsenöffnung 9 geführt. Anstelle einer exzentrisch angeordneten Eintrittsbohrung kann auch eine zum Drallraum radial oder parallel zur Düsenachse geführte Bohrung mit sich anschliessenden Drall erzeugenden Einbauten, wie Drallkammerplatten oder drallerzeugenden Kanälen, vorgesehen werden. Ebenso kann die Ein trlttsbohrung 6 durch eine zur Düsenachse 5 parallele (Figur 5) oder aber auch eine in die Mischkammer 8 radial (Figur 3) mündende Bohrung ersetzt sein. Die In der Zeichnung nicht dargestellten Zuleitungen für die Eintritts bohrungen 3 und 6 können über Feinregelventile geführt sein, so dass die den bohrungen zugeführten Teilströme und damit der Sprühwinkel der gesamten die Düsenöffnung 9 verlassenden Flüssigkeitsstromes einstell baL ist, ohne dass die Düse verändert oder Einbauten ausgetauscht werden müssen. Ferner ist dadurch eine automatische Regelung des Sprühwinkels möglich. Eine weitere Ausführungsform der Düse nach der Erfindung sieht, wie in Figur 4 im Schema gezeigt, vor, dass zwei Eintrittsbohrungen exzentrisch und in Strömungsrichtung der durch sie einzuleitenden Teilströme der zu zerstäubenden Flüssigkeit zueinander entgegengesetzt in den Drallraum und die nachgeordnete Mischkammer geführt sind. Dabei können anstelle der exzentrischen Anordnung auch Drall erzeugende Einbauten für die Eintrittsbohrungen vorgesehen werden. Mit der erfindungsgemässen Düse ist es nun möglich, bei variablem Gesamtvolumenstrom durch die Düse, bei Schwankungen der Viskosität der zu zerstäubenden Flüssigkeit oder bei Schwankungen des Feststoffgehaltes der Flüssigkeit den Sprühwinkel nachzuregeln. Umgekehrt kann bei konstantem Volumenstrom der Sprühwinkel in weitem Bereich verändert werden.

Claims: Patentansprüche 1. Hohlkegelzerstäubungsdüse, gekennzeichnet durch ein Düsengehäuse (1), in dem eine rotationssymmetrische Mischkammer (8) ausgebildet ist, mindestens zwei in die Mischkammer mündende Eintrittsbohrungen (3,6) für die zu zerstäubende Flüssigkeit, von denen mindestens einer eine Einrichtung zur Erzeugung eines den Sprühwinkel der Düse ausbildenden Dralles der eingeleiteten Flüssigkeit nachgeordnet ist, und eine die Mischkammer abschliessende Düsenöffnung (9). 2. Hohlkegelzerstaubungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drall erzeugende Einrichtung durch eine exzentrisch in die Mischkammer (8) mündende Eintrittsbohrung (3) gebildet ist. 3. Hohlkegelzerstäubungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsbohrung Drall erzeugende Einbauten nachgeordnet sind. 4. Hohlkegelzerstäubungsdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die weitere bzw. weiteren Eintrittsbohrungen (6) parallel bzw. koaxial zur Düsenachse (5) zur Mischkammer (8) geführt sind. 5. Hohlkegelzerstäubungsdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsbohrung bzw. -bohrungen (6) unter einem Winkel zur Düsenachse (5) in die Mischkammer (8) münden. 6. Hohlkegelzerstäubungsdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die weitere bzw. weiteren Eintrittsbohrungen im wesent lichen radial zur Düsenachse (5) in die Mischkammer (8) geführt sind. 7. Hohlkegelzerstäubungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Eintrittsbohrungen exzentrisch und in Strömungsrichtung der durch sie einzuleitenden Flüssigkeit zueinander entgegengesetzt in die Mischkammer (8) geführt sind. Zeichn.

Inventors: BEYSE, HANS-JOCHEN, EIPPER, GUNTER, LANGENFELDER, HANS, Eipper, Günter
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: B05B7
IPC codes: B05B1, B05B7