DE3417229A1 - Atomiser head for spray guns for pneumatically spraying liquids - Google Patents
Atomiser head for spray guns for pneumatically spraying liquidsInfo
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Abstract
Description
Zerstäuberkopf für Spritzpistolen zum pneumatischen ZerstäubenAtomizer head for spray guns for pneumatic atomization
von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft einen Zerstäuberkopf zum pneumatischen Zerstäuben von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.of liquids The invention relates to an atomizer head for pneumatic atomization of liquids according to the preamble of claim 1.
Bei den herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen tritt die zu zerstäubende Flüssigkeit aus einer kreisförmigen Düse aus (Figur 1). Die zur Flüssigkeitszerstäubung erforderliche Druckluft strömt aus einem Ringspalt, der die Flüssigkeitsdüse konzentrisch umgibt. Bei Flüssigkeitszufuhr aus einem Becher saugt dieser Luftstrom durch Verlängerung des Düsenzapfens gleichzeitig die Flüssigkeit aus der Düsenmündung. In der Regel werden Luftdrücke zwischen ca. 2 bar und 6 bar verwendet. Durch das überkritische Druckverhältnis zur Umgebungsluft wird die ausströmende Luft auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Der sich mit der zunächst ringförmigen Luftströmung vermischende Flüssigkeitsstrom wird durch die hohen Luftgeschwindigkeiten bereits nach wenigen Millimetern zerstäubt.This occurs with conventional air atomizing spray guns atomizing liquid from a circular nozzle (Figure 1). The one for liquid atomization The required compressed air flows out of an annular gap that concentrically forms the liquid nozzle surrounds. When liquid is supplied from a beaker, this air flow sucks by extending it the nozzle pin at the same time the liquid from the nozzle orifice. Usually air pressures between approx. 2 bar and 6 bar are used. Because of the supercritical The pressure ratio to the ambient air increases the outflowing air to supersonic speed accelerated. The liquid flow that mixes with the initially annular air flow is atomized after just a few millimeters due to the high air speeds.
Das entstehende feine Flüssigkeitspartikelspektrum bildet gemeinsam mit der Luftströmung einen kegelförmigen Spritzstrahl mit Kreisquerschnitt.The resulting fine liquid particle spectrum forms together with the air flow a conical spray jet with a circular cross-section.
Zum Erzeugen der in der Spritzpraxis übcswieyerld vcrwendeten 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. 500 und 700 auf den Spritzstrahl treffenden Luftstrahlen formen durch den Zusammenprall einen flachen Strahl. Weitere Luftstrahlen aus den sogenannten Steuerbohrungen, die weitgehend parallel zur Spritzstrahlachse aus der Luftkappe austreten, dienen gegebenenfalls zur Regulierung des unregelmäßig deformierten Spritzstrahls.To produce the elongated ones used in spraying practice Cross-sectional shape of the spray jet (flat jet) becomes additional air jets directed at the spray jet with the aim of making its circular cross-section accordingly to deform. Those from the opposite horns of the air cap at angles between approx. 500 and 700 air jets hitting the spray jet form through the collision a flat beam. More air jets from the so-called Control bores that are largely parallel to the spray jet axis from the air cap emerge, serve, if necessary, to regulate the irregularly deformed spray jet.
Die Zerstäubungsvorgänge und die Ausbildung des Spritzstrahls bei herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen sind u.a.The atomization processes and the formation of the spray jet conventional air atomizing spray guns include
in folgenden Arbeiten ausführlich beschrieben: Thomer, K.W. und Mitarbeiter: Optimale Anwendungsbedingungen beim Spritzlackieren: Einflüsse und Möglichkeiten.described in detail in the following works: Thomer, K.W. and employees: Optimal application conditions for spray painting: Influences and possibilities.
Maschinenmarkt 84 (1978) 26, Seite 443-446.Maschinenmarkt 84 (1978) 26, pages 443-446.
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Industrie-Lackier-Betrieb 28 (1960) 7, Seite 207-216.Industrial paint shop 28 (1960) 7, pages 207-216.
Ausströmende Freistrahlen, wie z.B. der Spritzstrahl von luftzerstäubenden Spritzpistolen, erzeugen Geräusche, die insbesondere bei Uberschallgeschwindigkeit der austretenden Luftstrahlen auf die Turbulenzen der Strahl strömung zurückzuführen sind. Bei herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen entstehen dabei durch die Luftstrahlen aus dem Ringspalt und den Steuerbohrungen Geräuschpegel bis ca. 5 dB(A), gemessen in 1 m Abstand zur Spritzstrahlachse auf der Höhe des Zerstäuberkopfes.Outflowing free jets, such as the spray jet from air atomizing Spray guns generate noises, especially at supersonic speeds of the exiting air jets can be attributed to the turbulence of the jet flow are. With conventional air atomizing spray guns, the Air jets from the annular gap and the control bores, noise level up to approx. 5 dB (A), measured at a distance of 1 m from the spray jet axis at the level 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 Vermischungszone 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 bores with those from the horn bores considerably reinforced. Through the formation of a pronounced turbulent mixing zone increase the noise emissions by approx. 10 dB (A) to approx. 95 dB (A).
Die Vermeidung der geräuschintensiven Pralleffekte zwischen den Spritzluftstrahlen führt somit zu erheblichen Verminderungen der Geräuschemissionen. Konstruktive Maßnahmen müssen dahingehend ausgelegt sein, daß durch entsprechende Führung der austretenden Luft- und Flüssigkeitsströme derartig intensive Vermischungszonen vermieden werden bei gleichzeitiger Berücksichtigung des anwendungstechnisch erforderlichen Luftvolumenstroms und -drucks sowie des Flachstrahlbildes.Avoiding the noisy impact effects between the spray air jets thus leads to considerable reductions in noise emissions. Constructive measures must be designed in such a way that by appropriate guidance of the exiting Air and liquid flows such intensive mixing zones are avoided while at the same time taking into account the air volume flow required by the application and printing as well as the flat jet image.
Ein derartiger Zerstäuberkopf ist Gegenstand der DEOS 28i1436.Such an atomizer head is the subject of DEOS 28i1436.
Bei diesem Zerstäuberkopf muß die Flüssigkeit mit einem Druck von 1 bar bis 3 bar aus der Düsenmündung gepreßt werden. Dazu wird eine separate Zerstäuberdüse von hydrostatisch zerstäubenden Spritzpistolen mit größerem. Düsenmündungsquerschnitt verwendet. Zur Zerstäubung der Flüssigkeit und zur Formung eines flachen Spritzstrahls werden zwei funktionell differenzierte Druckluftstrahlsysteme verwendet. Die zur Flüssigkeitszerstäubung erforderlichen Luftvölumenströme betragen 3 hm bis 9 bei Luftdrücken zwischen 1 bax und 4 bar. Auf eine Sauyh wirkung der Luftstrahlen zur Förderung der Flüssigkeit aus Fließ- oder Saugbechern wird nicht verwiesen.In this atomizer head, the liquid must be at a pressure of 1 bar to 3 bar can be pressed out of the nozzle mouth. A separate atomizer nozzle is used for this of hydrostatic spray guns with larger. Nozzle mouth cross-section used. For atomizing the liquid and forming a flat spray jet two functionally differentiated compressed air jet systems are used. The for Liquid atomization required air volume flows are 3 hm to 9 at Air pressures between 1 bax and 4 bar. To a Sauyh effect of the air jets There is no reference to pumping the liquid from gravity cups or suction cups.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zerstäuberkopf zum pneumatischen Zerstäuben von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart konzeptionell weiterzuentwickeln, daß herkömmliche luftzerstäubende Spritzpistolen durch Auswechseln der Luftkappe gegen ein Vorsatzteil nach der Erfindung mit einfachen Maßnahmen umrüstbar sind, daß in diesem einteiligen Vorsatzteil die Flüssigkeitsdüse und ein Druckluftstrahlsystem integriert sind, daß die Flüssigkeitsförderung auch drucklos aus einem Becher erfolgen kann, daß nur ein gemeinsames Druckluftstrahlsystem zur Flüssigkeitszerstäubung, Strahlformung und Flüssigkeitsansaugung erforderlich ist und daß unter Beibehaltuflg der für die herkömmliche pneumatische Zerstäubung erforderlichen Betriebsbedingungen bezüglich Luftvolumenstrom und -druck sowie Flachstrahlbild wesentlich geringere Geräuschemissionen entstehen.The object of the invention is to provide an atomizer head for pneumatic Atomizing liquids according to the preamble of claim 1 in such a conceptual way to develop that conventional air atomizing spray guns by replacing them the air cap can be converted against an attachment according to the invention with simple measures are that in this one-piece attachment the liquid nozzle and a compressed air jet system are integrated so that the liquid can also be conveyed without pressure from a cup can that only a common compressed air jet system for liquid atomization, Jet shaping and liquid suction is required and that under Beibehaltuflg the operating conditions required for conventional pneumatic atomization significantly lower in terms of air volume flow and pressure as well as flat jet pattern Noise emissions develop.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 listed measures solved. Further refinements of the invention are described in the subclaims.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in den folgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Schnitt durch den Zerstäuberkopf einer herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistole Fig. 2 Draufsichten bzw. Schnitte durch das Vorsatzteil nach der Erfindung in Verbindung mit der Flüssigkeitsdüse vpn herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen In Figur 1 ist ein Schnitt durch den Zerstäuberkopf einer hexkömmlichen, luftzerstäubenden Spritzpistole dargestellt. Er besteht aus einer Luftkappe 1, die mit einem nicht dargestellten Haltering, der am Absatz 2 der Luftkappe luftdicht aufsitzt, auf den nicht dargestellten Spritzpistolenkörper aufschraubbar ist. Die Düse 3 besteht für die meisten zu vexspritzenden 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 zwischen 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 konstruktiven Details im Bereich des Zapfens 4 sind im Ausschnitt A der Figur 1 vergrößert dargestellt. Die Verschlußnadel, die zum Verschließen des Zuführungskanals der Flüssigkeit im Zapfen 4 dient, ist nicht dargestellt.The invention is illustrated in the following on the basis of an exemplary embodiment Drawings explained in more detail. They show: FIG. 1 a section through the atomizer head a conventional air atomizing spray gun Fig. 2 plan views and sections by the attachment according to the invention in connection with the liquid nozzle vpn conventional air atomizing spray guns In Figure 1 is a section through the atomizer head of a conventional, air-atomizing spray gun is shown. It consists of an air cap 1 with a retaining ring, not shown, the on paragraph 2 of the air cap sits airtight on the spray gun body, not shown can be screwed on. The nozzle 3 is for most liquids to be injected from a feed channel 10 for the liquid with a diameter of approx. 7 mm ... 10 mm, which is inserted into a circular opening with a diameter between approx. 0.5 mm and 2.5 mm in the pin 4 merges. The pin 4 has an outer diameter from approx. 2 mm to 4 mm. The structural details in the area of the pin 4 are in Detail A of Figure 1 is shown enlarged. The valve needle that is used to seal of the feed channel for the liquid in the pin 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 Saugwirkung 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 Luftkappenoberfläche 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.Through the outer wall of the pin 4 and a hole in the air cap 1, an annular gap 6 is formed through which compressed air exits, which carries the liquid atomized from the nozzle 3 and, if necessary, promotes by suction. To increase the suction for the liquid, the pin 4 protrudes about 1 mm from the Air cap 1 out. When the liquid is supplied under pressure, the end face of the pin 4 also finish flush with the surface of the air cap. At the periphery of the nozzle 3, the compressed air is via a storage space 5 to the annular gap 6 and any existing one Control bores 7 and 7 'out.
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 unabhängig von der Druckluft im Stauraum 5 regelbar. Der entstehende flache Spritzstrahl wird durch die ausströmende Druckluft aus dem Ringspalt, den Hornbohrungen und Steuerbohrungen sowie durch die zerstäubte Flüssigkeit gebildet.Through the horn bores 8 and 8 ', compressed air also emerges from the Spread the spray jet. This compressed air is passed 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 removed from the by the escaping compressed air Annular gap, the horn bores and control bores as well as through the atomized liquid educated.
In Figur 2 ist im Schnitt A - B eine Ausführungsform des Vorsatzteils 11 dargestellt, die auf die Düse 3 einer herkömmlichen, lufüzerstäubenden Spritzpistole, wie sie z.B. in Figur 1 dargestellt ist, aufsetzbar ist. Die Form der Außenkontur des Vorsatzteils 11 ist mit Ausnahme des Absatzes 17 nicht Gegenstand der Beschreibung und kann entsprechend den strömungsdynamischen Anforderungen für eine störungsfreie Ansaugung von Umgebungsluft für den Spritzstrahl geformt werden.In Figure 2, in section A - B is an embodiment of the attachment 11 shown, which is applied to the nozzle 3 of a conventional, air atomizing spray gun, as shown in Figure 1, for example. The shape of the outer contour the attachment 11 is not the subject of the description with the exception of paragraph 17 and can according to the fluid dynamics requirements for trouble-free Suction of ambient air for the spray jet can be formed.
Dieses Vorsatzteil 11 enthält ein Kupplungsteil 12, in dessen Bohrung 13 der Zapfen 4 der Düse 3 einer herkömmlichen, luftzerstäubenden Spritzpistole flüssigkeitsdicht hineinragt. Die Bohrung 13 geht in eine spaltförmige Düsenöffnung 14 nach Alternative 1 und Schnitt C - F bzw. in linear angeordnete Bohrungen 14' nach Alternative 2 und Schnitt G - J über. Die spaltförmige Düsenöffnung 14 kann z.B. mittels eines Scheibenfräsers hergestellt werden. Die Spaltlänge der Düsenöffnung 14 ist auf der Innenseite kleiner als auf der Außenseite. Die linear angeordneten Düsenöffnungen 14' werden unter den Winkeln bO ... 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 Figur 2 dargestellt, können z.B. 5 Bohrungen 14' linear nebeneinander angeordnet sein.This attachment part 11 contains a coupling part 12 in its bore 13 the pin 4 of the nozzle 3 of a conventional air atomizing spray gun protrudes liquid-tight. The bore 13 goes into a slot-shaped nozzle opening 14 according to alternative 1 and section C - F or in linearly arranged holes 14 ' according to alternative 2 and section G - J over. The slot-shaped nozzle opening 14 can e.g. produced by means of a side milling cutter. The gap length of the nozzle opening 14 is smaller on the inside than on the outside. The linearly arranged Nozzle openings 14 'are at angles bO ... n of 0 ° or greater than 0 ° from the Direction of the spray jet axis away with the same or different diameters drilled on the order of about 0.5 mm. As shown in Figure 2, can e.g. 5 bores 14 'can be arranged linearly next to one another.
Die Düsenöffnungen 15 für die Druckluft sind nahe den Längsseiten der spaltförmigen Öffnung 14 bzw. der linearen Anordnung der Bohrungen 14' angebracht. Der Bohrungswinkel a beträgt 0° oder größer 0° zur Richtung der Spritzstrahlachse hin, der Winkel p 0° oder größer 0° von der Richtung der Spritzstrahlachse weg.The nozzle openings 15 for the compressed air are near the long sides the gap-shaped opening 14 or the linear arrangement of the bores 14 'attached. The hole angle a is 0 ° or greater than 0 ° to the direction of the spray jet axis the angle p is 0 ° or greater than 0 ° away from the direction of the spray jet axis.
Wie in Figur 2 dargestellt, können z.B. je 3 Bohrungen 15 von ca. 1,5 mm Durchmesser beidseitig symmetrisch zu den Längsseiten 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 Winkelyvon 0° oder größer 0° von der Richtung der Spritzstrahlachse weg angeordnet. Wie in Figur 2 dargestellt, kann z.B. je 1 Bohrung 16 von ca. 0,8 mm Durchmesser beidseitig symmetrisch zu den Schmalseiten der spaltförmigen 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 Figure 2, e.g. 3 holes 15 of approx. 1.5 mm diameter on both sides symmetrically to the long sides of the gap-shaped opening 14 or the linear arrangement of the bores 14 '. The nozzle openings 16 for the compressed air are in the area of the narrow sides of the openings 14 and 14 ' at an angle of 0 ° or greater than 0 ° from the direction of the spray axis arranged. As shown in Figure 2, for example 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 bores 14 '. For suction conveyance and atomizing the liquid as well as forming the flat spray jet thus only one compressed air blasting system is required.
Das Vorsatzteil 11 kann gemäß Anspruch 5 bis 7 so ausgebildet sein, daß es anstelle der Luftkappe 1 auf herkömmliche Spritzpistolen aufsetzbar ist. Es ist dazu mit einem umlaufenden Absatz 17 versehen, der an den nicht dargestellten Haltering für die Luftkappe 1 angepaßt wird.The attachment 11 can be designed according to claim 5 to 7 so that that it can be placed on conventional spray guns instead of the air cap 1. For this purpose, it is provided with a circumferential shoulder 17, which is attached to the not shown Retaining ring for the air cap 1 is adapted.
Bei Berücksichtigung der Merkmale nach der Erfindung sind gegenüber herkömmlichen, luftzerstäubenden Spritzpistolen bei entsprechenden Luft- und Flüssigkeitsvolumenströmen, Spritzluftdrücken und Flachstrahlausprägungen Geräuschminderungen in der Größenordnung von ca. 5 dB(A) ...10 dB(A) erreichbar (Mikrophonabstand 1 m zum Zerstäuberkopf, Ausrichtung senkrecht zur Spritzstrahlachse auf Höhe des Zerstäuberkopfes).When considering the features of the invention are opposite conventional, air atomizing spray guns with corresponding air and liquid volume flows, Injection air pressures and flat jet characteristics Noise reductions in the order of magnitude of approx. 5 dB (A) ... 10 dB (A) achievable (microphone distance 1 m to the atomizer head, Alignment perpendicular to the spray jet axis at the level of the atomizer head).
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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 |