DE3417229C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zerstäuberkopf zum pneumatischen Zerstäuben von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to an atomizer head for pneumatic Atomizing liquids according to the generic term of the An saying 1.
Bei den herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen tritt die zu zerstäubende Flüssigkeit aus einer kreisförmigen Düse aus (Fig. 1). Die zur Flüssigkeitszerstäubung erforderliche Druckluft strömt aus einem Ringspalt, der die Flüssigkeitsdü se konzentrisch umgibt. Bei Flüssigkeitszufuhr aus einem Be cher saugt dieser Luftstrom durch Verlängerung des Düsenzapf fens gleichzeitig die Flüssigkeit aus der Düsenmündung. In der Regel werden Luftdrücke zwischen ca. 2 bar und 6 bar ver wendet. Durch das überkritische Druckverhältnis zur Umgebungs luft wird die ausströmende Luft auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Der sich mit der zunächst ringförmigen Luftströ mung vermischende Flüssigkeitsstrom wird durch die hohen Luft geschwindigkeiten bereits nach wenigen Millimetern zerstäubt. Das entstehende feine Flüssigkeitspartikelspektrum bildet ge meinsam mit der Luftströmung einen kegelförmigen Spritzstrahl mit Kreisquerschnitt. In the conventional air atomizing spray guns, the liquid to be atomized emerges from a circular nozzle ( FIG. 1). The compressed air required for liquid atomization flows from an annular gap that concentrically surrounds the liquid nozzle. When supplying liquid from a cup, this air stream simultaneously sucks the liquid out of the nozzle mouth by lengthening the nozzle plug. As a rule, air pressures between approx. 2 bar and 6 bar are used. The supercritical pressure ratio to the ambient air accelerates the outflowing air to supersonic speed. The liquid flow, which mixes with the initially annular air flow, is atomized by the high air speeds after only a few millimeters. The resulting fine liquid particle spectrum forms a conical spray jet with a circular cross-section together with the air flow.
Zum Erzeugen der in der Spritzpraxis überwiegend verwendeten länglichen Querschnittsform des Spritzstrahls (Flachstrahl) werden zusätzliche Luftstrahlen auf den Spritzstrahl gerichtet mit dem Ziel, dessen kreisförmigen Querschnitt entsprechend zu deformieren. Die aus den gegenüberliegenden Hörnern der Luftkappe unter Winkeln zwischen ca. 50° und 70° auf den Spritzstrahl treffenden Luftstrahlen formen durch den Zusam menprall einen flachen Strahl. Weitere Luftstrahlen aus den sogenannten Steuerbohrungen, die weitgehend parallel zur Spritzstrahlachse aus der Luftkappe austreten, dienen gegebe nenfalls zur Regulierung des unregelmäßig deformierten Spritz strahls.To create the most used in spraying practice elongated cross-sectional shape of the spray jet (flat jet) additional air jets are directed onto the spray jet aiming to match its circular cross section to deform. The from the opposite horns of the Air cap at angles between approx. 50 ° and 70 ° on the Air jets hitting the spray jet form together bounce a flat beam. More air jets from the so-called control holes, which are largely parallel to Spray jet axis emerge from the air cap, serve if necessary to regulate the irregularly deformed spray radiant.
Die Zerstäubungsvorgänge und die Ausbildung des Spritzstrahls bei herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen sind u. a. in folgenden Arbeiten ausführlich beschrieben:The atomization processes and the formation of the spray jet in conventional air atomizing spray guns are u. a. described in detail in the following works:
Thomer, K. W. und Mitarbeiter: Optimale Anwendungsbedingungen
beim Spritzlackieren: Einflüsse und Möglichkeiten.
Maschinenmarkt 84 (1978) 26, Seite 443-446.
N. N.: Farbspritz- und Beschichtungstechnik.
Firmenschrift der De Vilbiss GmbH, Dietzenbach, Seite 3-6.
Schene, H.: Der Zerstäubungsvorgang beim Lackspritzen.
Industrie-Lackier-Betrieb 28 (1960) 7, Seite 207-216.Thomer, KW and co-workers: Optimal application conditions for spray painting: influences and possibilities. Maschinenmarkt 84 (1978) 26, pages 443-446.
NN: paint spraying and coating technology. De Vilbiss GmbH company name, Dietzenbach, page 3-6.
Schene, H .: The atomization process when spraying paint. Industrie-Lackier-Betrieb 28 (1960) 7, page 207-216.
Ausströmende Freistrahlen, wie z. B. der Spritzstrahl von luft zerstäubenden Spritzpistolen, erzeugen Geräusche, die insbe sondere bei Überschallgeschwindigkeit der austretenden Luft strahlen auf die Turbulenzen der Strahlströmung zurückzuführen sind. Bei herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen ent stehen dabei durch die Luftstrahlen aus dem Ringspalt und den Steuerbohrungen Geräuschpegel bis ca. 85 dB(A), gemessen in 1 m Abstand zur Spritzstrahlachse auf der Höhe des Zerstäuber kopfes.Outflowing free jets, such as B. the spray jet of air atomizing spray guns, generate noise that esp especially at supersonic speed of the exiting air rays due to the turbulence of the jet flow are. With conventional air atomizing spray guns stand by the air jets from the annular gap and the Control bores Noise level up to approx. 85 dB (A), measured in 1 m distance to the spray jet axis at the height of the atomizer head.
Dieses Spritzstrahlgeräusch wird durch das Zusammentreffen der Luftstrahlen aus dem Ringspalt und den Steuerbohrungen mit denjenigen aus den Hornbohrungen erheblich verstärkt. Durch die Ausbildung einer ausgeprägten turbulenten Vermischungs zone steigern sich die Geräuschemissionen um ca. 10 dB(A) bis ca. 95 dB(A).This spray jet noise is caused by the meeting of the Air jets from the annular gap and the control holes significantly strengthened those from the horn bores. By the formation of a pronounced turbulent mixture zone, the noise emissions increase by approx. 10 dB (A) to approx. 95 dB (A).
Die Vermeidung der geräuschintensiven Pralleffekte zwischen den Spritzluftstrahlen führt somit zu erheblichen Verminderun gen der Geräuschemissionen. Konstruktive Maßnahmen müssen da hingehend ausgelegt sein, daß durch entsrechende Führung der austretenden Luft- und Flüssigkeitsströme derartig intensive Vermischungszonen vermieden werden bei gleichzeitiger Berück sichtigung des anwendungstechnisch erforderlichen Luftvolumen stroms und -drucks sowie des Flachstrahlbildes.Avoiding the noise-intensive impact effects between the spray air jets thus lead to considerable reductions against the noise emissions. Constructional measures must be there be designed so that by appropriate management of escaping air and liquid flows so intense Mixing zones are avoided with simultaneous consideration consideration of the air volume required for the application current and pressure as well as the flat jet pattern.
Ein derartiger Zerstäuberkopf ist Gegenstand der DE-OS 28 11 436. Bei diesem Zerstäuberkopf muß die Flüssigkeit mit einem Druck von 1 bar bis 3 bar aus der Düsenmündung gepreßt werden. Da zu wird eine separate Zerstäuberdüse von hydrostatisch zerstäu benden Spritzpistolen mit größerem Düsenmündungsquerschnitt verwendet. Zur Zerstäubung der Flüssigkeit und zur Formung eines flachen Spritzstrahls werden zwei funktionell differen zierte Druckluftstrahlsysteme verwendet. Die zur Flüssigkeits zerstäubung erforderlichen Luftvolumenströme betragen 3 m³/h bis 9 m³/h bei Luftdrücken zwischen 1 bar und 4 bar. Auf eine Saug wirkung der Luftstrahlen zur Förderung der Flüssigkeit aus Fließ- oder Saugbechern wird nicht verwiesen. Such an atomizer head is the subject of DE-OS 28 11 436. With this atomizer head, the liquid must be at a pressure from 1 bar to 3 bar from the nozzle mouth. There a separate atomizer nozzle is hydrostatically atomized spray guns with a larger cross section used. For atomizing the liquid and shaping it a flat spray jet will make two functional differences graced compressed air jet systems used. The liquid atomization required air volume flows are 3 m³ / h to 9 m³ / h at air pressures between 1 bar and 4 bar. On a suction effect of the air jets to promote the liquid Flow or suction cups are not referred to.
Aus der DE-OS 27 05 642 ist ein Spritzkopf mit Regulier möglichkeit des Spritzstrahles für Airless-Spritzverfahren bekannt, wobei dem durch die Düsenöffnung bestimmten Flach spritzstrahl an seinen Schmalseiten regulierbare Druckluft zugeführt wird, so daß die Form des Flachspritzstrahls ver ändert wird. Die Zerstäubung des Farbmaterials erfolgt je doch nicht pneumatisch, sondern mittels des Airless-Ver fahrens. An den Breitseiten der ovalen Düsenöffnung ange brachte Schlitze dienen zur Feinverteilung des bereits zerstäubten Spritzgutes und nicht zur Formung des Flach strahls. Zur Zerstäubung der Farbflüssigkeit und zur For mung eines flachen Spritzstrahls werden zwei funktionell differenzierte Druckluftsysteme benötigt.From DE-OS 27 05 642 is a spray head with regulator possibility of spray jet for airless spraying known, the flat determined by the nozzle opening adjustable compressed air on its narrow sides is supplied so that the shape of the flat spray jet ver will change. The color material is atomized each time but not pneumatically, but by means of the airless ver driving. On the broad sides of the oval nozzle opening brought slots serve for the fine distribution of the already atomized spray material and not to form the flat radiant. For atomizing the paint and for A flat spray jet makes two functional differentiated compressed air systems needed.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäuberkopf zum pneumatischen Zerstäuben von Flüssig keiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, daß herkömmliche luftzerstäubende Spritzpistolen mit einfachen Maßnahmen umrüstbar sind, wo bei die Flüssigkeitsförderung auch drucklos aus einem Becher möglich sein soll, nur ein gemeinsames Druckluft strahlsystem zur Flüssigkeitszerstäubung, Strahlformung und Flüssigkeitsansaugung erforderlich ist und unter Beibehaltung der für die herkömmliche pneuamtische Zer stäubung erforderlichen Betriebsbedingungen bezüglich Luftvolumenstrom und -druck sowie Flachstrahlbild wesent lich geringere Geräuschemissionen entstehen. The invention is therefore based on the object Atomizer head for pneumatic atomization of liquid keiten according to the preamble of claim 1 evolve that conventional air atomizing Spray guns can be converted with simple measures where when pumping liquid even without pressure from one Mug should be possible, only a common compressed air jet system for liquid atomization, jet shaping and liquid suction is required and below Retention of the for the traditional pneumatic Zer operating conditions regarding dust Air volume flow and pressure as well as flat jet pattern are essential Lich lower noise emissions arise.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen den Teil des Anspruches 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Wei tere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.According to the invention, this object is characterized by the solved the part of claim 1 listed measures. Wei tere embodiments of the invention are in the dependent claims described.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in den folgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on an embodiment in the following drawings explained in more detail. It shows
Fig. 1 Schnitt durch den Zerstäuberkopf einer herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistole, Fig. 1 section through the spray head of a conventional air atomizing spray gun,
Fig. 2 Draufsichten bzw. Schnitte durch das Vorsatzteil nach der Erfindung in Verbindung mit der Flüssigkeitsdüse von herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen. Fig. 2 plan views or sections through the front part according to the invention in connection with the liquid nozzle of conventional air atomizing spray guns.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Zerstäuberkopf einer her kömmlichen, luftzerstäubenden Spritzpistole dargestellt. Er besteht aus einer Luftkappe 1, die mit einem nicht dargestell ten Haltering, der am Absatz 2 der Luftkappe luftdicht auf sitzt, auf den nicht dargestellten Spritzpistolenkörper auf schraubbar ist. Die Düse 3 besteht für die meisten zu ver spritzenen Flüssigkeiten aus einem Zuführungskanal 10 für die Flüssigkeit mit einem Durchmesser von ca. 7 mm . . . 10 mm, der in eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser zwi schen ca. 0,5 mm und 2,5 mm im Zapfen 4 übergeht. Der Zapfen 4 hat einen Außendurchmesser von ca. 2 mm bis 4 mm. Die kon struktiven Details im Bereich des Zapfens 4 sind im Ausschnitt A der Fig. 1 vergrößert dargestellt. Die Verschlußnadel, die zum Verschließen des Zuführungskanals der Flüssigkeit im Zap fen 4 dient, ist nicht dargestellt.In Fig. 1 a section through the atomizer head of a conventional, air atomizing spray gun is shown. It consists of an air cap 1 , which can be screwed onto the spray gun body (not shown ) with a retaining ring ( not shown ) which sits airtight on the shoulder 2 of the air cap. The nozzle 3 consists for most of the liquids to be sprayed from a feed channel 10 for the liquid with a diameter of approximately 7 mm. . . 10 mm, which merges into a circular opening with a diameter between approximately 0.5 mm and 2.5 mm in the pin 4 . The pin 4 has an outer diameter of approximately 2 mm to 4 mm. The structural details in the region of the pin 4 are shown enlarged in detail A in FIG. 1. The locking needle, which is used to close the feed channel of the liquid in the Zap fen 4 , is not shown.
Durch die Außenwand des Zapfens 4 und eine Bohrung in der Luftkappe 1 wird ein Ringspalt 6 gebildet, durch den Druckluft austritt, die die Flüssigkeit aus der Düse 3 zerstäubt und im Bedarfsfall durch Saugwirkung fördert. Zur Erhöhung der Saug wirkung für die Flüssigkeit ragt der Zapfen 4 ca. 1 mm aus der Luftkappe 1 heraus. Bei Zufuhr der Flüssigkeit unter Druck kann die Stirnfläche des Zapfens 4 auch bündig mit der Luft kappenoberfläche abschließen. An der Peripherie der Düse 3 wird die Druckluft über einen Stauraum 5 zum Ringspalt 6 und zu eventuell vorhandenen Steuerbohrungen 7 bzw. 7′ geführt. Durch die Hornbohrungen 8 bzw. 8′ tritt zusätzlich Druckluft aus zum Breitdrücken des Spritzstrahls. Diese Druckluft wird durch zwei getrennte Stauräume 9 und 9′ zugeführt und ist un abhängig von der Druckluft im Stauraum 5 regelbar. Der ent stehende flache Spritzstrahl wird durch die ausströmende Druckluft aus dem Ringspalt, den Hornbohrungen und Steuer bohrungen sowie durch die zerstäubte Flüssigkeit gebildet.An annular gap 6 is formed through the outer wall of the pin 4 and a bore in the air cap 1 , through which compressed air emerges, which atomizes the liquid from the nozzle 3 and, if necessary, promotes it by suction. To increase the suction effect for the liquid, the pin 4 protrudes about 1 mm from the air cap 1 . When supplying the liquid under pressure, the end face of the pin 4 can also be flush with the air cap surface. At the periphery of the nozzle 3 , the compressed air is guided through a storage space 5 to the annular gap 6 and to any control holes 7 and 7 ' , respectively. Through the horn bores 8 and 8 ' , additional compressed air escapes to push the spray jet. This compressed air is supplied through two separate storage spaces 9 and 9 ' and can be regulated independently of the compressed air in the storage space 5 . The resulting flat spray jet is formed by the compressed air flowing out of the annular gap, the horn bores and control bores, and by the atomized liquid.
In Fig. 2 ist im Schnitt A-B eine Ausführungsform des Vor satzteils 11 dargestellt, die auf die Düse 3 einer herkömmli chen, luftzerstäubenden Spritzpistole, wie sie z. B. in Fig. 1 dargestellt ist, aufsetzbar ist. Die Form der Außenkontur des Vorsatzteils 11 ist mit Ausnahme des Absatzes 17 nicht Gegen stand der Beschreibung und kann entsprechend den strömungs dynamischen Anforderungen für eine störungsfreie Ansaugung von Umgebungsluft für den Spritzstrahl geformt werden.In Fig. 2, an embodiment of the part before part 11 is shown in section AB , which on the nozzle 3 of a conveni Chen, air atomizing spray gun, as z. B. is shown in Fig. 1, can be placed. The shape of the outer contour of the attachment part 11 , with the exception of paragraph 17, is not the subject of the description and can be shaped in accordance with the dynamic flow requirements for trouble-free suction of ambient air for the spray jet.
Dieses Vorsatzteil 11 enthält ein Kupplungsteil 12, in dessen Bohrung 13 der Zapfen 4 der Düse 3 einer herkömmlichen, luft zerstäubenden Spritzpistole flüssigkeitsdicht hineinragt. Die Bohrung 13 geht in eine spaltförmige Düsenöffnung 14 nach Al ternative 1 und Schnitt C-F bzw. in linear angeordnete Boh rungen 14′ nach Alternative 2 und Schnitt G-J über. Die spaltförmige Düsenöffnung 14 kann z. B. mittels eines Schei benfräsers hergestellt werden. Die Spaltlänge der Düsenöffnung 14 ist auf der Innenseite kleiner als auf der Außenseite. Die linear angeordneten Düsenöffnungen 14′ werden unter den Win keln δ o . . . δ n von 0° oder größer 0° von der Richtung der Spritzstrahlachse weg mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern in der Größenordnung von ca. 0,5 mm gebohrt. Wie in Fig. 2 dargestellt, können z. B. 5 Bohrungen 14′ linear nebeneinander angeordnet sein. This attachment part 11 contains a coupling part 12 , into the bore 13 of which the pin 4 of the nozzle 3 of a conventional, air-atomizing spray gun projects in a liquid-tight manner. The bore 13 goes into a gap-shaped nozzle opening 14 after alternative 1 and section CF or in linearly arranged holes 14 ' according to alternative 2 and section GJ . The slit-shaped nozzle opening 14 can, for. B. by means of a disc benfräsers. The gap length of the nozzle opening 14 is smaller on the inside than on the outside. The linearly arranged nozzle openings 14 ' are under the winches δ o . . . δ n of 0 ° or greater than 0 ° drilled away from the direction of the spray jet axis with the same or different diameters in the order of approximately 0.5 mm. As shown in Fig. 2, z. B. 5 holes 14 ' linearly side by side.
Die Düsenöffnungen 15 für die Druckluft sind nahe den Längs seiten der spaltförmigen Öffnung 14 bzw. der linearen Anord nung der Bohrung 14′ angebracht. Der Bohrungswinkel α be trägt 0° oder größer 0° zur Richtung der Spritzstrahlachse hin, der Winkel β 0° oder größer 0° von der Richtung der Spritzstrahlachse weg.The nozzle openings 15 for the compressed air are attached near the longitudinal sides of the gap-shaped opening 14 or the linear arrangement of the bore 14 ' . The bore angle α be 0 ° or greater than 0 ° to the direction of the spray jet axis, the angle β 0 ° or greater than 0 ° away from the direction of the spray jet axis.
Wie in Fig. 2 dargestellt, könen z. B. je 3 Bohrungen 15 von ca. 1,5 mm Durchmesser beidseitig symmetrisch zu den Längssei ten der spaltförmigen Öffnung 14 bzw. der linearen Anordnung der Bohrungen 14′ angebracht sein. Die Düsenöffnungen 16 für die Druckluft sind im Bereich der Schmalseiten der Öffnungen 14 bzw. 14′ unter dem Winkel γ von 0° oder größer 0° von der Richtung der Spritzstrahlachse weg angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann z. B. je 1 Bohrung 16 von ca. 0,8 mm Durch messer beidseitg symmetrisch zu den Schmalseiten der spalt förmigen Öffnung 14 bzw. der linearen Anordnung der Bohrungen 14′ angebracht sein. Zur Saugförderung und Zerstäubung der Flüssigkeit sowie zur Formung des flachen Spritzstrahls ist somit nur ein Druckluftstrahlsystem erforderlich.As shown in Fig. 2, z. B. 3 holes 15 of about 1.5 mm in diameter symmetrically on both sides to the Längssei th of the gap-shaped opening 14 or the linear arrangement of the holes 14 'are attached. The nozzle openings 16 for the compressed air are arranged in the region of the narrow sides of the openings 14 and 14 ' at an angle γ of 0 ° or greater than 0 ° from the direction of the spray jet axis. As shown in Fig. 2, z. B. 1 hole 16 of about 0.8 mm diameter on both sides symmetrical to the narrow sides of the gap-shaped opening 14 or the linear arrangement of the holes 14 ' may be attached. Only one compressed air jet system is required to promote suction and atomize the liquid and to form the flat spray jet.
Das Vorsatzteil 11 kann gemäß Anspruch 5 bis 7 so ausgebildet sein, daß es anstelle der Luftkappe 1 auf herkömmliche Spritz pistolen aufsetzbar ist. Es ist dazu mit einem umlaufenden Ab satz 17 versehen, der an den nicht dargestellten Haltering für die Luftkappe 1 angepaßt wird.The front part 11 can be designed according to claims 5 to 7 so that it can be placed on conventional spray guns instead of the air cap 1 . It is provided with a circumferential sentence 17 , which is adapted to the retaining ring for the air cap 1, not shown.
Bei Berücksichtigung der Merkmale nach der Erfindung sind ge genüber herkömmlichen, luftzerstäubenden Spritzpistolen bei entsprechenden Luft- und Flüssigkeitsvolumenströmen, Spritz luftdrücken und Flachstrahlausprägungen Geräuschminderungen in der Größenordnung von ca. 5 dB(A) . . . 10 dB(A) erreichbar (Mikrophonabstand 1 m zum Zerstäuberkopf, Ausrichtung senk recht zur Spritzstrahlachse auf Höhe des Zerstäuberkopfes).Taking into account the features of the invention are ge compared to conventional, air atomizing spray guns corresponding air and liquid volume flows, spray Air pressures and flat jet versions Noise reduction in the order of approx. 5 dB (A). . . 10 dB (A) achievable (Microphone distance 1 m to the atomizer head, lower orientation right to the spray jet axis at the level of the atomizer head).
Claims (7)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8330 | Complete renunciation |