EP1502653B1 - Düse zum Besprühen einer Fläche - Google Patents
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- B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
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- B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
- B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
- B05B1/3073—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a deflector acting as a valve in co-operation with the outlet orifice
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Definitions
- the invention relates to a nozzle for spraying a surface; with a housing having a feed channel with a lying in the surface to be sprayed outlet for the liquid to be sprayed, with a centrally guided in the feed piston rod with a baffle plate, which closes the outlet opening in an end position and in a second end position at a distance so before the outlet opening is that the exiting liquid is deflected to a directed against the surface annular spray jet.
- Nozzles of this type are for example from the DE 100 57 429 A1 known. They produce a reverse symmetrical spray fan, which corresponds to a conical shell with a circular cross-section. It has been shown that relatively large amounts of water are lost through the use of such spray nozzles, because in some cases sprayed areas but for which - for example, in the edge areas of a surface - a spraying is not necessary.
- a piston rod has a baffle plate to irrigate a surface surrounding the nozzle.
- the baffle plate is designed as a conical surface and abuts at an angle to the piston rod.
- the baffle plate is divided into a total of four segments, which can be moved parallel to the central longitudinal axis of the piston. To only sprinkle a part of a full circle, so for example three quarters or a quarter, the corresponding segments of the baffle plate are moved so far down until they partially close the outlet for the water to be sprayed, namely over a portion of the circumference of the piston rod , An annular sprinkling with seen over the circumference different radius is not possible.
- a nozzle is known in which an outlet opening is closed by means of a closure body which is arranged on a spring-biased piston rod.
- the spring preload is adjusted so that the closure body vibrates in the operation of the nozzle in the longitudinal direction of the piston rod and the outlet opening alternately closes and releases.
- the present invention has for its object, spray nozzles of the type mentioned in such a way that an asymmetric spray can be provided by which it is possible to keep the sprayed area smaller.
- the invention in a nozzle of the type mentioned is that the outlet opening facing the underside of the baffle plate is provided with a parallel to the outer edge of the baffle plate extending recess extending approximately over half of the circumference of the baffle plate.
- the inner edge of the recess can be arranged in a circular arc around the axis of the piston rod in a central portion, wherein the central portion extends over an angle of approximately 90 °.
- the adjoining the central portion outer regions of the edge then run approximately as a straight line, so that about half of the annular emerging spray is steered steeper down and sprayed in this way a smaller area.
- the rotation of the piston rod may consist of a guided in an axially parallel groove in the interior of the housing cam, said cam may be part of a guide plate for the piston rod, which in turn is connected to the piston rod against rotation.
- the nozzle 1 after Fig. 1 which can also be referred to as Deflektordüse, consists of a housing 2a with a screwed to the housing 2a via a flange 2b, which is provided with distributed on its circumference openings 11 and is screwed via not shown screws with corresponding mounting holes 12, which are provided for example on a ring 13 which is arranged in an opening of a wall 3, the outside of which is to be sprayed for the purpose of cooling.
- the housing 2a is provided with a remote cylindrical feed channel 14 for the liquid to be sprayed, which is supplied in a manner not shown in detail from the connection part of the housing 2a in the direction of the arrow 15.
- a piston 4 is arranged, which is fixedly attached to the lower end of a piston rod 16.
- the piston 4 is provided with through holes 4a for the flow of liquid and serves as a stop for a coil spring 5, which is wrapped around the piston rod 16 and abuts with its other end to a guide plate 7, which is fixedly arranged in the housing 2a and also with through holes 7a is provided for the liquid to be sprayed.
- the guide plate 7 is held in the housing 2a by an insert 17 which surrounds the piston rod 16 with an annular gap 8, which is provided outside the insert 17 with a baffle plate 6, which rests on the insert 17 in the solid drawn position and an outside closes with the surface 2c of the flange 2b final exit opening.
- This top 2c of the flange is located as Fig. 1 shows, in a plane with the outside 3a of the wall 3, which in turn represents the area to be sprayed for the purpose of cooling.
- the function of the nozzle is as follows:
- the Fig. 6 indicates that the spray fan 9 is asymmetrical. On the right side, the liquid fan is deflected much steeper against the surface 3a, so that the total sprayed area is smaller than if a symmetrical circular cone-shaped spray jet 9 had been produced, as in the prior art.
- This form of Sprühfumbleers 9 is achieved in that the baffle plate 6 is provided on its underside 20 with a recess 26 which extends parallel to the outer edge of the baffle plate 6 and extends approximately over half of the circumference of the baffle plate. This recess 26 is
- Fig. 2 and 3 clearly visible. It is approximately trough-shaped, like the 4 and 5 reveal. It is clear that the recess 26 connects to the fillet 19 between the piston rod 16 and baffle plate 6 and has an inner edge 27, which extends in a central portion extending between the points 28, a circular arc around the axis 21 of the piston rod 16, while it extends from the points 28 to the outside, ie to the outer edge of the baffle plate 6 in approximately rectilinear or only slightly curved. These sections are marked with 29.
- Fig. 6 shows that the spray fan 9 on the side on which the underside of the baffle plate 6 is provided with the recess 26 is directed much steeper against the surface 3a with a leg 9a, which leads to a total of an asymmetric backward-directed spray fan. 9 arises and that thereby the entire sprayed area is smaller than if the Sprühfowner 9 as in the prior art would have the shape of a cone sheath with a circular base.
- An application for the nozzle according to the invention is, for example, the spraying of side walls of ships with the task to cool them and then invisible to infrared detection do.
- the new nozzle can be used at the edge of areas to be sprayed, in which a surface cooling is no longer desirable or necessary.
- the new nozzle can also be used for surface spraying when larger structures for supporting and feeding the nozzle are not desired outside the surface.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Düse zum Besprühen einer Fläche; mit einem Gehäuse, das einen Zuführkanal mit einer in der zu besprühenden Fläche liegenden Austrittsöffnung für die zu versprühende Flüssigkeit aufweist, mit einer zentral im Zuführkanal geführten Kolbenstange mit einem Prallteller, der die Austrittsöffnung in einer Endlage abschließt und in einer zweiten Endlage im Abstand so vor der Austrittsöffnung liegt, dass die austretende Flüssigkeit zu einem gegen die Fläche gerichteten ringförmigen Sprühstrahl umgelenkt wird.
- Düsen dieser Art sind beispielsweise aus der
DE 100 57 429 A1 bekannt. Sie erzeugen einen rückwärts gerichteten symmetrischen Sprühfächer, der einem Kegelmantel mit kreisförmigem Querschnitt entspricht. Es hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung solcher Sprühdüsen relativ viel Wasser verloren geht, weil zum Teil auch Bereiche besprüht werden, für die jedoch - z.B. in den Randbereichen einer Fläche - eine Besprühung nicht notwendig ist. - Aus dem
US-Patent 2,619,378 ist eine Beregnungsdüse bekannt. Eine Kolbenstange weist einen Prallteller auf, um eine die Düse umgebende Fläche, zu beregnen. Der Prallteller ist als Kegelfläche ausgebildet und stößt in einem Winkel an die Kolbenstange. Der Prallteller ist in insgesamt vier Segmente unterteilt, die parallel zur Mittellängsachse des Kolbens verschoben werden können. Um lediglich einen Teil eines Vollkreises zu beregnen, also beispielsweise drei Viertel oder ein Viertel, werden die entsprechenden Segmente des Pralltellers so weit nach unten verschoben, bis sie die Austrittsöffnung für das zu versprühende Wasser teilweise, nämlich über einen Abschnitt des Umfangs der Kolbenstange, verschließen. Eine ringförmige Beregnung mit über den Umfang gesehen unterschiedlichem Radius ist nicht möglich. - Aus der
US-Patentschrift 2,612,408 ist eine Düse bekannt, bei der eine Austrittsöffnung mittels eines Verschlusskörpers verschlossen ist, der an einer federvorgespannten Kolbenstange angeordnet ist. Die Federvorspannung ist so eingestellt, dass der Verschlusskörper im Betrieb der Düse in Längsrichtung der Kolbenstange vibriert und die Austrittsöffnung abwechselnd verschließt und freigibt. - Aus dem
US-Patent 3,034,728 ist eine weitere Beregnungsdüse bekannt, bei der ein an einer Kolbenstange befestigter Prallteller ausgefahren werden kann, um eine Austrittsöffnung freizugeben. Der Prallteller und die Kolbenstange sind drehbar gelagert und werden von dem ausströmenden Wasser zu einer Dreh- oder Taumelbewegung angetrieben. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sprühdüsen der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein asymmetrischer Sprühstrahl vorgesehen sein kann, durch den es möglich ist, die besprühte Fläche kleiner zu halten.
- Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einer Düse der eingangs genannten Art darin, dass die der Austrittsöffnung zugewandte Unterseite des Pralltellers mit einer parallel zum Außenrand des Pralltellers verlaufenden Ausnehmung versehen ist, die sich etwa über die Hälfte des Umfanges des Pralltellers erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann der durch einen Ringspalt entlang der Kolbenstange austretende Wasserstrahl über die Hälfte des Umfanges des Pralltellers unter einem steileren Winkel zurück auf die Fläche abgelenkt werden, so dass ein asymmetrischer nach hinten gerichteter ringförmiger Sprühfächer entsteht, der eine deutlich kleinere Fläche besprüht. Die Ausnehmung ist rinnenartig ausgebildet und schließt an eine Ausrundung zwischen der Kolbenstange und der Pralltellerunterseite an. Der entlang der Ausrundung in diesem Bereich austretende Sprühstrahl wird daher unterschiedlich nach hinten abgelenkt.
- In Ausgestaltung der Erfindung wird bei dieser Art der Ausgestaltung des Pralltellers der Kolbenstange eine Verdrehsicherung zugeordnet, damit sichergestellt ist, dass der schmalere Bereich des Sprühfächers immer in eine bestimmte Richtung weist.
- In Ausgestaltung der Erfindung kann dabei der innere Rand der Ausnehmung in einem Mittelabschnitt kreisbogenförmig um die Achse der Kolbenstange angeordnet sein, wobei sich der Mittelabschnitt über einen Winkel von etwa 90° erstreckt. Die an den Mittelabschnitt angrenzenden Außenbereiche des Randes verlaufen dann annähernd als Geraden, so dass etwa die Hälfte des ringförmig austretenden Sprühstrahles steiler nach unten gelenkt wird und auf diese Weise eine kleinere Fläche besprüht wird.
- In Weiterbildung der Erfindung kann die Verdrehsicherung der Kolbenstange aus einem in einer achsparallelen Nut im Inneren des Gehäuses geführten Nocken bestehen, wobei dieser Nocken Teil eines Führungstellers für die Kolbenstange sein kann, der seinerseits verdrehsicher mit der Kolbenstange verbunden ist.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Düse nach der Erfindung,
- Fig. 2
- die perspektivische Darstellung der in der Düse nach
Fig. 1 eingesetzten Kolbenstange mit einem Prallteller, - Fig. 3
- die Ansicht der Unterseite des Pralltellers in Richtung des Pfeiles III der
Fig. 2 gesehen,., - Fig. 4
- den Schnitt durch
Fig. 3 in Richtung der Schnittebene IV-IV, - Fig. 5
- den Schnitt durch
Fig. 3 in Richtung der Schnittebene V-V und - Fig. 6
- die Düse der
Fig. 1 im eingebauten Zustand und im Betrieb, in dem ein asymmetrischer rückwärts gerichteter Sprühfächer erzeugt wird. - Die Düse 1 nach
Fig. 1 , die auch als Deflektordüse bezeichnet werden kann, besteht aus einem Gehäuse 2a mit einem über ein Gewinde 10 an das Gehäuse 2a angeschraubten Flansch 2b, der mit auf seinem Umfang verteilten Öffnungen 11 versehen ist und über nicht gezeigte Schrauben mit entsprechenden Aufnahmebohrungen 12 verschraubbar ist, die beispielsweise an einem Ring 13 vorgesehen sind, der in einer Öffnung einer Wand 3 angeordnet wird, deren Außenseite zum Zwecke der Kühlung besprüht werden soll. - Das Gehäuse 2a ist mit einem abgesetzten zylindrischen Zuführkanal 14 für die zu versprühende Flüssigkeit versehen, die in nicht näher gezeigter Weise vom Anschlussteil des Gehäuses 2a her im Sinn des Pfeiles 15 zugeführt wird. In einem im Durchmesser größeren Abschnitt 14a des Zuführkanals 14 ist ein Kolben 4 angeordnet, der fest am unteren Ende einer Kolbenstange 16 angebracht ist. Der Kolben 4 ist mit Durchgangsöffnungen 4a für die Durchströmung mit Flüssigkeit versehen und dient als Anschlag für eine Wendelfeder 5, die um die Kolbenstange 16 herumgelegt ist und mit ihrem anderen Ende an einer Führungsscheibe 7 anliegt, die fest im Gehäuse 2a angeordnet und ebenfalls mit Durchgangsöffnungen 7a für die zu versprühende Flüssigkeit versehen ist. Die Führungsscheibe 7 wird dabei im Gehäuse 2a durch einen Einsatz 17 gehalten, der mit einem Ringspalt 8 die Kolbenstange 16 umgibt, die außerhalb des Einsatzes 17 mit einem Prallteller 6 versehen ist, der auf dem Einsatz 17 in der durchgezogenen gezeichneten Stellung aufliegt und eine außen mit der Oberfläche 2c des Flansches 2b abschließende Ausgangsöffnung verschließt. Diese Oberseite 2c des Flansches liegt, wie
Fig. 1 zeigt, in einer Ebene mit der Außenseite 3a der Wand 3, welche wiederum die zum Zweck der Kühlung zu besprühende Fläche darstellt. - Die Funktion der Düse ist wie folgt:
- Es ist zu erkennen, dass bei Freigabe der Flüssigkeitszufuhr im Sinn des Pfeiles 15 der Kolben 4 gegen die Wirkung der Feder 5 nach oben gedrückt wird, bis er an der Kante 18 des zylindrischen Führungsbereiches 14a anschlägt. In dieser Lage nimmt der Prallteller die Lage 6' ein, in der die Kolbenstange 16, wie strichpunktiert dargestellt, nach oben verschoben ist. Die Flüssigkeit tritt daher durch den Ringspalt 8 unter Druck aus, wird an den Außenflächen der Kolbenstange 16 nach oben geführt und über die Ausrundung 19 zwischen der etwa senkrecht zur Achse 21 der Kolbenstange 16 verlaufenden Fläche 20 an der Unterseite des Pralltellers 6, 6' nach außen umgelenkt, um, wie
Fig. 6 zeigt, in einem flachen Sprühfächer 9, dessen Reflektionswinkel nur leicht von der Horizontalen abweicht, großflächig nach außen versprüht zu werden. Bei Anordnung von mehreren Düsen 1 auf der Fläche 3a können sich diese relativ großen Sprühfächer 9 gegenseitig überdecken, so dass eine flächendeckende Besprühung möglich ist. - Wird der Flüssigkeitsdruck abgeschaltet, wird der Kolben 4 über die Feder 5 wieder in die in
Fig. 1 gezeigte Ausgangslage zurückgestellt, in der der Prallteller mit der zu besprühenden Fläche 3a fluchtet. Die Federkraft ist so auszulegen, dass der aufgebrachte Wasserdruck diese Federkraft überwinden kann. - Die
Fig. 6 lässt erkennen, dass der Sprühfächer 9 asymmetrisch ist. Auf der rechten Seite wird der Flüssigkeitsfächer wesentlich steiler gegen die Fläche 3a abgelenkt, so dass die gesamte besprühte Fläche kleiner ist als wenn ein symmetrischer kreiskegelförmiger Sprühstrahl 9, wie beim Stand der Technik, erzeugt worden wäre. - Diese Form des Sprühfächers 9 wird dadurch erreicht, dass der Prallteller 6 auf seiner Unterseite 20 mit einer Ausnehmung 26 versehen ist, die parallel zum Außenrand des Pralltellers 6 verläuft und sich etwa über die Hälfte des Umfangs des Pralltellers erstreckt. Diese Ausnehmung 26 ist
- in
Fig. 2 und3 deutlich zu erkennen. Sie ist in etwa rinnenförmig ausgebildet, wie dieFig. 4 und 5 erkennen lassen. Es wird deutlich, dass die Ausnehmung 26 an die Ausrundung 19 zwischen Kolbenstange 16 und Prallteller 6 anschließt und einen inneren Rand 27 aufweist, der in einem Mittelabschnitt, der sich zwischen den Punkten 28 erstreckt, kreisbogenförmig um die Achse 21 der Kolbenstange 16 verläuft, während er von den Punkten 28 nach außen, d.h. bis zum Außenrand des Pralltellers 6 in etwa geradlinig oder nur leicht gebogen verläuft. Diese Abschnitte sind mit 29 gekennzeichnet. - Diese Ausgestaltung führt dazu, wie die
Fig. 6 auch zeigt, dass der Sprühfächer 9 auf der Seite, auf der die Unterseite des Pralltellers 6 mit der Ausnehmung 26 versehen ist, wesentlich steiler gegen die Fläche 3a mit einem Schenkel 9a gerichtet ist, der dazu führt, dass insgesamt ein asymmetrischer rückwärts gelenkter Sprühfächer 9 entsteht und dass dadurch auch die gesamte besprühte Fläche kleiner ist, als wenn der Sprühfächer 9 wie beim Stand der Technik die Form eines Kegelmantels mit kreisförmiger Grundfläche aufweisen würde. - Die eben erwähnte Art des asymmetrischen Sprühfächers mit seiner Ausrichtung in eine bestimmte Richtung wird dadurch gewährleistet, dass der Kolbenstange 16 eine Verdrehsicherung zugeordnet ist. Diese ist beim Ausführungsbeispiel dadurch gegeben, dass der Kolben 4 der Kolbenstange 16 mit einem nach außen gerichteten Nocken 4b in eine axial verlaufende Nut 14b des Strömungskanalabschnittes 14a eingreift. Der Kolben 4 seinerseits ist verdrehsicher an der Kolbenstange 16 gehalten, dadurch, dass ein innerer Vorsprung 4c an einer Abflachung 25 der Kolbenstange 16 anliegt.
- Eine Einsatzmöglichkeit für die Düse nach der Erfindung ist beispielsweise die Besprühung von Seitenwänden von Schiffen mit der Aufgabe, diese zu kühlen und sie dann für eine Infraroterkennung unsichtbar zu machen. Die neue Düse kann dabei an Randbereichen von zu besprühenden Flächen eingesetzt werden, in denen eine Flächenkühlung nicht mehr erwünscht oder notwendig ist. Wie bei Düsen nach dem Stand der Technik kann die neue Düse aber auch zur Flächenbesprühung eingesetzt werden, wenn außerhalb der Fläche größere Aufbauten zur Halterung und Versorgung der Düse nicht gewünscht sind.
Claims (8)
- Düse zum Besprühen einer Fläche, mit einem Gehäuse (2a), das einen Zuführkanal (14) mit einer in der zu besprühenden Fläche liegenden Austrittsöffnung für die zu versprühende Flüssigkeit aufweist, mit einer zentral im Zuführkanal (14) geführten Kolbenstange (16) mit einem Prallteller (6), der die Austrittsöffnung in einer Endlage abschließt und in einer zweiten Endlage im Abstand so vor der Austrittsöffnung liegt, dass die austretende Flüssigkeit zu einem gegen die Fläche (3a) gerichteten ringförmigen Sprühstrahl (9) umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die der Austrittsöffnung zugewandte Unterseite (20) des Pralltellers (6) mit einer parallel zum Außenrand des Pralltellers (6) verlaufenden Ausnehmung (26) versehen ist, die sich etwa über die Hälfte des Umfanges des Pralltellers erstreckt, wobei die Ausnehmung (26) rinnenartig ausgebildet ist und an eine Ausrundung (19) zwischen Kolbenstange (16) und Prallteller (6) anschließt.
- Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenstange (16) eine Verdrehsicherung zugeordnet ist.
- Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Rand (27) der Ausnehmung (26) in einem Mittelabschnitt kreisbogenförmig um die Achse (21) der Kolbenstange verläuft.
- Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mittelabschnitt über einen Winkel (α) von etwa 90° erstreckt.
- Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Mittelabschnitt angrenzenden Außenbereiche (29) des Randes (27) annähernd als Geraden verlaufen.
- Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung aus einem in einer achsparallelen Nut (14b) eines Abschnittes (14a) des Strömungskanales (14) geführten Nocken (4b) besteht.
- Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (4b) Teil eines Kolbens (4) für die Kolbenstange (16) ist, der seinerseits verdrehsicher mit der Kolbenstange (16) verbunden ist.
- Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) mit einem Vorsprung (4c) verdrehsicher an einer Abflachung (25) der Kolbenstange (16) gehalten ist.
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