Title:
Drallkörper sowie Kegeldüse mit einem solchen Drallkörper
Document Type and Number:
Kind Code:
U1

Abstract:

Drallkörper (1), insbesondere zur Verwendung in einer Kegeldüse (19), wie etwa einer Vollkegeldüse oder einer Hohlkegeldüse, um ein durchströmendes Fluid in Rotation zu versetzen, mit einer zylindrischen Außenfläche (3), in welcher wenigstens ein zumindest abschnittsweise schräg zu einer Mittellängsachse (L) des Drallkörpers (1) verlaufender und endseitig offener Drallkanal (11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallkörper (1) einen zylindrischen Basisabschnitt (2) aufweist, der die zylindrische Außenfläche (3) definiert, und sich an ein stirnseitiges Ende (4, 5) des Basisabschnitts (2) ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche (6, 7) definierender Endabschnitt (8, 9) anschließt, wobei der wenigstens eine Drallkanal (11) in die kegelartige Stirnfläche (6, 7) mündet.





Application Number:
DE202016103825U
Publication Date:
10/20/2017
Filing Date:
07/14/2016
Assignee:
SWEDEX GmbH Industrieprodukte, 41468 (DE)
International Classes:
B05B1/34
Domestic Patent References:
DE9411591U1N/A1995-11-09
DE3609350A1N/A1987-03-05
DE2235877B1N/A1974-01-24
DE1513208UN/A
Attorney, Agent or Firm:
Paul & Albrecht Patentanwaltssozietät, 41460, Neuss, DE
Claims:
1. Drallkörper (1), insbesondere zur Verwendung in einer Kegeldüse (19), wie etwa einer Vollkegeldüse oder einer Hohlkegeldüse, um ein durchströmendes Fluid in Rotation zu versetzen, mit einer zylindrischen Außenfläche (3), in welcher wenigstens ein zumindest abschnittsweise schräg zu einer Mittellängsachse (L) des Drallkörpers (1) verlaufender und endseitig offener Drallkanal (11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallkörper (1) einen zylindrischen Basisabschnitt (2) aufweist, der die zylindrische Außenfläche (3) definiert, und sich an ein stirnseitiges Ende (4, 5) des Basisabschnitts (2) ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche (6, 7) definierender Endabschnitt (8, 9) anschließt, wobei der wenigstens eine Drallkanal (11) in die kegelartige Stirnfläche (6, 7) mündet.

2. Drallkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an beiden stirnseitigen Enden (4, 5) des Basisabschnitts (2) jeweils ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche (6, 7) definierender Endabschnitt (8, 9) anschließt und jeder Drallkanal (11) in beide kegelartigen Stirnflächen (6, 7) mündet.

3. Drallkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Mittelbohrung (17) den Drallkörper (1) entlang der Mittellängsachse (L) durchsetzt.

4. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zylindrischen Außenfläche (3) des Drallkörpers (1) wenigstens zwei Drallkanäle (11) gleicher Geometrie mit gleichmäßigem Versatz entlang des Umfangs des Drallkörpers (1) ausgebildet sind.

5. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drallkanal (11) einen Querschnitt mit rechteckiger oder dreieckiger Grundform aufweist.

6. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der einen Drallkanal (11) begrenzenden Flächen (14) gekrümmt ist.

7. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drallkanal (11) eine in radialer Richtung gemessene Tiefe zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, bevorzugt 1,0 mm, hat.

8. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drallkanal (11) nach seinem Übergang von dem zylindrischen Basisabschnitt (2) zu jedem kegelförmig zulaufenden Endabschnitt (8, 9) in einem Bereich (12, 13) endet, in dem der kegelförmig zulaufende Endabschnitt (8, 9) in den zylindrischen Basisabschnitt (2) übergeht.

9. Drallkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer oder jeder kegelartigen Stirnfläche (6, 7) des Drallkörpers (1) zumindest eine Sammelnut (15) ausgebildet ist, die ausgehend von dem freien axialen Endbereich (16, 18) des jeweiligen kegelförmig zulaufenden Endabschnitts (8, 9) in Richtung eines Drallkanals (11) verläuft und in diesen mündet.

10. Drallkörper (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sammelnut (15) spiralförmig um den jeweiligen kegelförmig zulaufenden Endabschnitt (8, 9) windet.

11. Drallkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drallkanal (11) in den freien axialen Endbereich (16, 18) eines oder jedes kegelförmig zulaufenden Endabschnittes (8, 9) mündet.

12. Kegeldüse (19) mit einem Düsengehäuse (20) und einem Drallkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der innerhalb des Düsengehäuses (20) angeordnet ist, wobei das Düsengehäuse (20) eine Austrittskammer (28) mit einer Austrittsöffnung (27) aufweist und sich die Austrittskammer (28) stromabwärts des Drallkörpers (1) befindet, wobei der Drallkörper (1) zumindest einen kegelförmig zulaufenden Endabschnitt (8, 9) aufweist, dessen Kegelspitze (10) oder Kegelstumpfdeckfläche in Richtung der Austrittskammer (28) weist.

Description:

Die Erfindung betrifft einen Drallkörper, insbesondere zur Verwendung in einer Kegeldüse, wie etwa einer Vollkegeldüse oder einer Hohlkegeldüse, um ein durchströmendes Fluid in Rotation zu versetzen, mit einer zylindrischen Außenfläche, in welcher wenigstens ein zumindest abschnittsweise schräg zu einer Mittellängsachse des Drallkörpers verlaufender und endseitig offener Drallkanal ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kegeldüse mit einem solchen Drallkörper.

Dralldüsen zur Zerstäubung von Flüssigkeiten werden seit langem in vielen technischen Gebieten verwendet. Beispielsweise werden solche Düsen zu Lackierungs-, Bewässerungs- und Reinigungszwecken eingesetzt. Bei einer Dralldüse wird die zu versprühende Flüssigkeit zunächst innerhalb der Düse in Rotation versetzt. Grundsätzlich gibt es hierfür zwei unterschiedliche gängige Methoden. Bei einer ersten Methode befindet sich innerhalb der Drallkammer des Düsengehäuses einer Dralldüse ein Drallkörper, während eine zweite Methode ohne einen solchen Drallkörper auskommt und anstatt dessen tangentiale Eintritte in die Drallkammer vorgesehen sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die erste Methode, bei der die zu versprühende Flüssigkeit durch wenigstens einen Drallkanal an der Außenfläche eines zylindrischen Drallkörpers strömt, der schräg zu einer Mittellängsachse des Drallkörpers verläuft, wodurch eine Rotationsströmung entsteht. Die in Rotation versetzte Flüssigkeit tritt dann aus dem wenigstens einen endseitig offenen Drallkanal aus, in eine Austrittskammer ein und verlässt die Dralldüse von dort über eine in Strömungsrichtung trichterförmig aufgeweitete Austrittsöffnung des Düsengehäuses. Eine derartig ausgebildete Dralldüse, bei der die zu versprühende Flüssigkeit den Drallkörper nur durch den oder die an dessen Außenfläche ausgebildeten Drallkanäle durchströmt, bewirkt, dass die Flüssigkeit nicht den vollständigen Düsenaustrittsdurchmesser ausfüllt. Denn zum einen wirkt auf die in Rotation versetzte Flüssigkeit eine Fliehkraft und zum anderen führt die Rotationsströmung zu einem Druckgefälle zwischen der Wandung der Austrittskammer und der Mittellängsachse des Drallkörpers. Somit bildet sich ein relativ dünner hohlkegelartiger Flüssigkeitsfilm aus, der unmittelbar nach der Düsenaustrittsöffnung in einzelne feine Tropfen zerfällt. Solche Dralldüsen nennt man auch Hohlkegeldüsen, deren Hohlkegelspray dazu führt, dass eine besprühte Fläche lediglich ringförmig mit der versprühten Flüssigkeit bedeckt ist.

Es sind jedoch auch sogenannte Vollkegeldüsen bekannt. Bei solchen Dralldüsen ist eine besprühte Fläche vollständig, also auch innerhalb einer ringförmigen Kontur, mit einer versprühten Flüssigkeit bedeckt. Um dies zu erreichen, schlägt die DE 20 2015 001 520 U1 vor, eine stromabwärts gelegene Stirnfläche eines Drallkörpers mit den zuvor beschriebenen Merkmalen zusätzlich mit einer mittig zum Drallkörper angeordneten Ausnehmung zu versehen, wobei die Ausnehmung den wenigstens einen Drallkanal abschnittsweise schneidet. Dadurch kann Flüssigkeit von jedem Drallkanal in die Ausnehmung gelangen. Somit wird auch der Bereich der Austrittskammer, der die Mittellängsachse umgibt, mit Flüssigkeit beaufschlagt, so dass ein zu starkes Druckgefälle zwischen einem Randbereich der Austrittskammer und dem Bereich um die Mittellängsachse vermieden werden kann. Dementsprechend bildet sich bei der aus der DE 20 2015 001 520 U1 bekannten Dralldüse ein Vollkegelspray mit gleichmäßiger Flüssigkeitsverteilung aus.

Die beiden Stirnflächen des zylindrischen Drallkörpers aus der DE 20 2015 001 520 U1 sind als plane Stirnflächen ausgebildet, auf denen sich nach einer Beendigung eines Sprühvorgangs Flüssigkeitsreste sammeln können. Hierbei werden die Bereiche der planen Stirnflächen, auf denen sich Flüssigkeitsreste sammeln können, als „Totflächen“ und die von den Flüssigkeitsresten einnehmbaren, an die Totflächen angrenzenden Räume als „Toträume“ bezeichnet. Die sich auf den Totflächen beziehungsweise in den Toträumen befindlichen Flüssigkeitsreste können mit ihrer zunehmenden Verweildauer zu einer Korrosion der Düsenkomponenten führen. Zudem können sich je nach Art der zu versprühenden Flüssigkeit bei einer Verdunstung des Wasseranteils derselbigen Ablagerungen von Kalk und/oder sonstigen festen Bestandteilen auf den Totflächen ausbilden, die mangels ausreichender Flüssigkeitsströmung im Bereich der Totflächen beziehungsweise Toträumen nicht mehr abgelöst werden können und die Dralldüse im Laufe der Zeit verstopfen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drallkörper der eingangs genannten Art mit einer alternativ ausgestalteten Form bereitzustellen, der die Nachteile der vorbekannten Drallkörper gerade nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drallkörper einen zylindrischen Basisabschnitt aufweist, der die zylindrische Außenfläche definiert, und sich an ein stirnseitiges Ende des Basisabschnitts ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche definierender Endabschnitt anschließt, wobei der wenigstens eine Drallkanal in die kegelartige Stirnfläche mündet. Der wenigstens eine Drallkanal kann hierbei in die Außenflächen des Drallkörpers hinein gefräst sein.

Der Erfindung liegt somit die Überlegung zugrunde, den stromabwärts gelegenen Endabschnitt des Drallkörpers kegelförmig zulaufend auszubilden, so dass sich nach Beendigung eines Sprühvorgangs keine Flüssigkeitsreste auf der stromabwärts gelegenen Stirnfläche des Drallkörpers sammeln können. Vielmehr können die Flüssigkeitsreste aufgrund von Kapillarkräften und in Abhängigkeit von der Lage des Drallkörpers auch aufgrund der Schwerkraft entlang der kegelartigen Stirnfläche in Richtung des Basisabschnitts des Drallkörpers und in den wenigstens einen in die kegelartige Stirnfläche mündenden Drallkanal abfließen. Somit gibt es bei dem erfindungsgemäßen Drallkörper keine Totflächen, auf denen sich Flüssigkeitsreste sammeln können. Entsprechend wird eine Beschädigung von Düsenkomponenten durch an solchen Totflächen auftretender Korrosion verhindert. Zudem können sich auch keine unerwünschten Ablagerungen ausbilden, die die Düse verstopfen können.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung schließt sich an beiden stirnseitigen Enden des Basisabschnitts jeweils ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche definierender Endabschnitt an und mündet jeder Drallkanal in beide kegelartigen Stirnflächen. Da auch die stromaufwärts gelegene Stirnfläche des Drallkörpers kegelartig ausgebildet ist, ergibt sich ein ähnlicher Vorteil wie bereits im Zusammenhang mit der stromabwärts gelegenen, kegelartigen Stirnfläche beschrieben, nämlich, dass sich während eines Sprühvorgangs keine Flüssigkeitsmengen auf der stromaufwärts gelegenen, kegelartigen Stirnfläche sammeln können. Anstatt dessen wird die zu versprühende Flüssigkeit durch die kegelartige Stirnfläche gezielt in Richtung des wenigstens einen in die kegelartige Stirnfläche mündenden Drallkanals gelenkt. Des Weiteren bewirkt die kegelartige Form der stromaufwärts gelegenen Stirnfläche eine zusätzliche Beschleunigung des Flüssigkeitsstroms vor seinem Eintritt in den wenigstens einen Drallkanal.

Zweckmäßigerweise durchsetzt eine zentrale Mittelbohrung den Drallkörper entlang der Mittellängsachse. Eine solche zentrale Mittelbohrung trägt ebenfalls zu einem möglichst vollständigen Abfließen von nach einer Beendigung eines Sprühvorgangs in der Düse zurückbleibenden Flüssigkeitsresten in den wenigstens einen Drallkanal bei. Zudem ermöglicht ein Drallkörper mit einer zentralen Mittelbohrung, der in eine Kegeldüse eingesetzt wird, die Ausbildung eines Vollkegelsprühbilds mit einer gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung stromabwärts einer Austrittsöffnung der Kegeldüse. Denn die zentrale Mittelbohrung sorgt dafür, dass nicht nur Randbereiche, sondern auch ein zentraler Bereich einer Austrittskammer der Kegeldüse mit Flüssigkeit beaufschlagt wird. Um ein möglichst gleichmäßiges Sprühbild zu erhalten, kann der Durchmesser der Mittelbohrung so gewählt werden, dass er in einem bevorzugten Verhältnis zu den Abmessungen des wenigstens einen Drallkanals steht.

Vorteilhaft sind in der zylindrischen Außenfläche des Drallkörpers wenigstens zwei Drallkanäle gleicher Geometrie mit gleichmäßigem Versatz entlang des Umfangs des Drallkörpers ausgebildet. Beispielsweise können in der zylindrischen Außenfläche des Drallkörpers zwei einander diametral gegenüberliegende Drallkanäle ausgebildet sein. Es ist in technischer und fertigungstechnischer Hinsicht von Vorteil, wenn die Drallkanäle die gleiche Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann jeder Drallkanal einen Querschnitt mit rechteckiger oder dreieckiger Grundform aufweisen. Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen aller Drallkanäle zu der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung einer Kegeldüse, in der der erfindungsgemäße Drallkörper verwendet wird, 1 ± (0,2 bis 0,3). Vorteilhafterweise hat bei einem Durchmesser der Austrittsöffnung einer Kegeldüse, in der der Drallkörper verwendet wird, von 0,1 bis 6 mm jeder Drallkanal eine in radialer Richtung gemessene Tiefe zwischen 0,5 mm und 1,5 mm. Generell hängt die optimale Tiefe der Drallkanäle insbesondere von der genauen Art und Größe der jeweiligen Kegeldüse ab. Zweckmäßigerweise ist zumindest ein Teil der einen Drallkanal begrenzenden Flächen gekrümmt. Dadurch, dass mehrere Drallkanäle mit gleichmäßigem Versatz entlang des Umfangs des Drallkörpers ausgebildet sind, ergibt sich der Vorteil, dass ein großer Anteil der entlang der kegelartigen Stirnfläche in Richtung des Basisabschnitts abfließenden Flüssigkeitsreste von den endseitigen Öffnungen der Drallkanäle erfasst wird und durch die Drallkanäle abgeleitet wird. Zudem kann durch eine Erhöhung der Anzahl von Drallkanälen das Sprühverhalten und der Strömungswiderstand einer Dralldüse beeinflusst werden, in der der erfindungsgemäße Drallkörper eingesetzt ist.

Bevorzugt endet jeder Drallkanal nach seinem Übergang von dem zylindrischen Basisabschnitt zu jedem kegelförmig zulaufenden Endabschnitt in einem Bereich, in dem der kegelförmig zulaufende Endabschnitt in den zylindrischen Basisabschnitt übergeht. In diesem Fall fließen die Flüssigkeitsreste nach Beendigung eines Sprühvorgangs zunächst entlang der kegelartigen Stirnfläche in den Bereich, in dem der Endabschnitt in den Basisabschnitt übergeht, um dann in den wenigstens einen Drallkanal abzufließen. Ein derartiger Drallkörper, bei dem sich der wenigstens eine Drallkanal nur über einen kleinen Teil der kegelartigen Stirnfläche erstreckt, ist fertigungstechnisch einfach herzustellen.

Ferner kann in einer oder jeder kegelartigen Stirnfläche des Drallkörpers zumindest eine Sammelnut ausgebildet sein, die ausgehend von dem freien axialen Endbereich des jeweiligen kegelförmig zulaufenden Endabschnitts in Richtung eines Drallkanals verläuft und in diesen mündet. Eine solche Sammelnut ist vorteilhaft, da sie das Abfließen von Flüssigkeit in Richtung der endseitigen Öffnungen der Drallkanäle und in diese hinein unterstützt. Beispielsweise kann die Sammelnut ausgehend von dem Ende des freien axialen Endbereichs, also ausgehend von einer Kegelspitze oder einer Kegelstumpfdeckfläche des jeweiligen Endabschnitts, in Richtung des Drallkanals verlaufen und in diesen münden. Zweckmäßigerweise windet sich die Sammelnut spiralförmig um den jeweiligen kegelförmig zulaufenden Endabschnitt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Sammelnut entlang einer beliebigen anderen Route in Richtung des Drallkanals verläuft. Im Falle mehrerer Drallkanäle ist es auch möglich, dass jeweils eine Sammelnut in einen Drallkanal mündet. Die eine Sammelnut oder die mehreren Sammelnuten sind bevorzugt in die jeweilige kegelartige Stirnfläche hineingefräst.

Alternativ kann jeder Drallkanal in den freien axialen Endbereich eines oder jedes kegelförmig zulaufenden Endabschnittes münden. Beispielsweise kann sich jeder Drallkanal bis zu dem Ende des freien axialen Endbereichs erstrecken. In einem solchen Fall kann auf eine oder mehrere zusätzliche Sammelnuten in der oder jeder kegelartigen Stirnfläche des Drallkörpers verzichtet werden.

Die zuvor erwähnte Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß auch durch eine Kegeldüse mit einem Düsengehäuse und einem Drallkörper, wie beispielsweise dem zuvor beschriebenen Drallkörper, gelöst. Hierbei ist der Drallkörper innerhalb des Düsengehäuses angeordnet, wobei das Düsengehäuse eine Austrittskammer mit einer Austrittsöffnung aufweist und sich die Austrittskammer stromabwärts des Drallkörpers befindet, wobei der Drallkörper zumindest einen kegelförmig zulaufenden Endabschnitt aufweist, dessen Kegelspitze oder Kegelstumpfdeckfläche in Richtung der Austrittskammer weist. Die Abmessungen des wenigstens einen Drallkanals können vorteilhaft derart gewählt sein, dass sie in einem bestimmten Verhältnis zu der Abmessung der Austrittsöffnung sowie, falls vorhanden, zu dem Durchmesser einer Mittellängsbohrung des Drallkörpers stehen. Hierdurch kann insbesondere ein gleichmäßiges Sprühbild der Kegeldüse erreicht werden.

Mit dem oben beschriebenen Drallkörper wird also ein Drallkörper bereitgestellt, der die im einleitenden Teil beschriebenen Nachteile der vorbekannten Drallkörper gerade nicht aufweist.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drallkörpers sowie einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kegeldüse unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich. Darin ist:

1 eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine perspektivische schematische Ansicht des Drallkörpers aus 1;

3 eine schematische Draufsicht auf den Drallkörper aus den 1 und 2;

4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in 3;

5 eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6 eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7 eine perspektivische schematische Ansicht des Drallkörpers aus 6;

8 eine schematische Draufsicht auf den Drallkörper aus den 6 und 7;

9 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IX-IX in 8;

10 eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

11 eine perspektivische schematische Ansicht des Drallkörpers aus 10;

12 eine schematische Draufsicht auf den Drallkörper aus den 10 und 11;

13 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIII-XIII in 12;

14 eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

15 eine perspektivische schematische Ansicht des Drallkörpers aus 14;

16 eine schematische Draufsicht auf den Drallkörper aus den 14 und 15

17 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII-XVII in 16; und

18 eine schematische Schnittansicht einer Kegeldüse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die 1 bis 4 zeigen unterschiedliche schematische Ansichten eines Drallkörpers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher insbesondere in einer Kegeldüse, wie etwa einer Vollkegeldüse oder einer Hohlkegeldüse, verwendet werden kann, um ein durchströmendes Fluid in Rotation zu versetzen. Der Drallkörper 1 weist einen zylindrischen Basisabschnitt 2 auf, der eine zylindrische Außenfläche 3 definiert, wobei sich an beiden stirnseitigen Enden 4, 5 des Basisabschnitts 2 jeweils ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche 6, 7 definierender Endabschnitt 8, 9 anschließt. Die freien axialen Enden der Endabschnitte 8, 9 sind hierbei jeweils durch eine Kegelspitze 10 gebildet. In der zylindrischen Außenfläche 3 des Basisabschnitts 2 sind zwei schräg zu einer Mittellängsachse L des Drallkörpers 1 verlaufende Drallkanäle 11 gleicher Geometrie einander diametral gegenüberliegend ausgebildet. Die Drallkanäle 11 gehen jeweils endseitig von dem Basisabschnitt 2 zu den beiden Endabschnitten 8, 9 über, um in die beiden kegelartigen Stirnflächen 6, 7 zu münden. Sie sind also endseitig offen und enden in einem Bereich 12, 13, in dem der jeweilige Endabschnitt 8, 9 in den Basisabschnitt 2 übergeht. Die Drallkanäle 11 enden in dieser ersten Ausführungsform daher bereits weit vor den Kegelspitzen 10 der Endabschnitte 8, 9. Beide Drallkanäle 11 weisen einen Querschnitt mit einer rechteckigen Grundform auf, wobei die die Drallkanäle 11 begrenzenden Flächen 14 sind leicht gekrümmt ausgebildet sind. In dieser ersten Ausführungsform hat jeder Drallkanal 11 eine in radialer Richtung gemessene Tiefe von 1,0 mm. Es sollte klar sein, dass die Drallkanäle 11 in einer anderen Ausführungsform jede beliebige Tiefe aufweisen können.

5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Drallkörpers 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich darin, dass in der zweiten Ausführungsform in der kegelartigen Stirnfläche 6 zusätzlich eine Sammelnut 15 ausgebildet ist, die ausgehend von dem freien axialen Endbereich 16 des kegelförmig zulaufenden Endabschnitts 8 in Richtung eines der beiden Drallkanäle 11 verläuft und in diesen mündet. Hierbei windet sich die Sammelnut 15 spiralförmig um den kegelförmig zulaufenden Endabschnitt 8. Auch wenn die Sammelnut 15 in der Ausführungsform der 2 nicht ganz bis zum Ende des freien axialen Endbereichs 16 verläuft, wodurch der Endabschnitt 8 eine Kegelspitze 10 aufweist, ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Sammelnut 15 bis zum Ende des freien axialen Endbereichs 16 verläuft. Ebenso ist es in anderen hier nicht dargestellten Ausführungsformen möglich, dass mehrere Sammelnuten 15 in der kegelartigen Stirnfläche 6 und/oder eine oder mehrere Sammelnuten 15 in der kegelartigen Stirnfläche 7 ausgebildet sind.

Die 6 bis 9 zeigen unterschiedliche schematische Ansichten eines Drallkörpers 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich darin, dass in der dritten Ausführungsform der Drallkörper 1 zusätzlich eine zentrale Mittelbohrung 17 aufweist, die den Drallkörper 1 koaxial zu der Mittellängsachse L durchsetzt, weshalb die Endabschnitte 8, 9 keine Kegelspitze 10, sondern vielmehr eine kegelstumpfartige Form aufweisen.

Die 10 bis 13 zeigen unterschiedliche schematische Ansichten eines Drallkörpers 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in zwei Punkten. Zum einen weisen in der vierten Ausführungsform die beiden Drallkanäle 11 keine rechteckige Grundform wie in der ersten Ausführungsform, sondern eine dreieckige Grundform auf. Wie insbesondere aus der 12 zu erkennen ist, sind auch in der vierten Ausführungsform die die Drallkanäle 11 begrenzenden Flächen 14 gekrümmt. Zum anderen enden die Drallkanäle 11 nach ihrem Übergang von dem Basisabschnitt 2 zu den beiden Endabschnitten 8, 9 nicht in einem Bereich 12, 13, in dem der jeweilige Endabschnitt 8, 9 in den Basisabschnitt 2 übergeht, wie dies in der ersten Ausführungsform der Fall ist. Vielmehr münden die beiden Drallkanäle 11 endseitig jeweils in die freien axialen Endbereiche 16, 18 der kegelförmig zulaufenden Endabschnitte 8, 9. Die beiden Drallkanäle 11 erstrecken sich in der vierten Ausführungsform daher deutlich weiter in Richtung der freien axialen Enden 10 der Endabschnitte 8, 9 als dies in den ersten drei Ausführungsformen der Fall ist.

Die 14 bis 17 zeigen unterschiedliche schematische Ansichten eines Drallkörpers 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform lediglich darin, dass in der fünften Ausführungsform der Drallkörper 1 zusätzlich eine zentrale Mittelbohrung 17 aufweist, die den Drallkörper 1 koaxial zu der Mittellängsachse L durchsetzt, weshalb die Endabschnitte 8, 9 keine Kegelspitze 10, sondern vielmehr eine kegelstumpfartige Form aufweisen.

Die 18 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Kegeldüse 19 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kegeldüse 19 umfasst ein Düsengehäuse 20 mit zumindest einem länglichen, stromaufwärts gelegenen Gehäuseabschnitt 21 und einem länglichen, stromabwärts gelegenen Gehäuseabschnitt 22, wobei die beiden Gehäuseabschnitte 21, 22 rohrartig ausgebildet und an ihren einander zuweisenden, stirnseitigen Enden miteinander verbunden sind, so dass sie einen gemeinsamen Strömungskanal 23 der Kegeldüse 19 definieren. Während der Strömungskanal 23 in einem an den stromaufwärts gelegenen Gehäuseabschnitt 21 angrenzenden Endabschnitt 24 des stromabwärts gelegenen Gehäuseabschnitts 22 als Drallkammer 25 ausgebildet ist, geht er in dem Endabschnitt 26 des stromabwärts gelegenen Gehäuseabschnitts 22, der dem Endabschnitt 24 gegenüberliegt, in eine in Strömungsrichtung S trichterförmig aufgeweitete Austrittsöffnung 27 des Düsengehäuses 20 über. Ein Drallkörper 1 befindet sich innerhalb der Drallkammer 25 und ist dort hinein gepresst. Stromabwärts des Drallkörpers 1 ist der Strömungskanal 23 als Austrittskammer 28 ausgebildet, die sich zwischen dem Drallkörper 1 und der Austrittsöffnung 27 befindet.

Der in der 18 dargestellte Drallkörper 1 entspricht im Wesentlichen dem Drallkörper 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere weist der Drallkörper 1 einen zylindrischen Basisabschnitt 2 auf, wobei sich an beiden stirnseitigen Enden 4, 5 des Basisabschnitts 2 jeweils ein kegelförmig zulaufender und eine kegelartige Stirnfläche 6, 7 definierender Endabschnitt 8, 9 anschließt. Die Kegelspitze 10 des Endabschnitts 8 weist in Richtung der Austrittskammer 28. In der zylindrischen Außenfläche 3 des Basisabschnitts 2 sind zwei schräg zu einer Mittellängsachse L des Drallkörpers 1 verlaufende Drallkanäle 11 gleicher Geometrie einander diametral gegenüberliegend ausgebildet. Die Drallkanäle 11 gehen jeweils endseitig von dem Basisabschnitt 2 zu den beiden Endabschnitten 8, 9 über, um in die beiden kegelartigen Stirnflächen 6, 7 zu münden. Der in der 18 dargestellte Drallkörper 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich darin, dass in der ersten Ausführungsform der Basisabschnitt 2 bei gleicher Breite kürzer als in der 18 ausgebildet ist. Selbstverständlich ist der in der 18 dargestellte Drallkörper 1 nur beispielhaft aufzufassen. Vielmehr kann jeder beliebige erfindungsgemäße Drallkörper 1 in eine Kegeldüse 19, wie sie in der 18 beispielhaft gezeigt ist, eingesetzt werden.

Während des Betriebs der Kegeldüse 19 strömt eine zu versprühende Flüssigkeit durch die beiden Drallkanäle 11 des Drallkörpers 1, wodurch eine Rotationsströmung entsteht. Die in Rotation versetzte Flüssigkeit tritt dann aus den endseitig offenen Drallkanälen 11 aus, in die Austrittskammer 28 ein und verlässt die Kegeldüse 19 von dort über die Austrittsöffnung 27 des Düsengehäuses 20. Stromabwärts der Düsenaustrittsöffnung 27 bildet sich im Falle des vorliegenden Drallkörpers 1 ein Hohlkegelspray aus.

Die nach einer Beendigung des Sprühvorgangs innerhalb der Austrittsöffnung 27 und/oder der Austrittskammer 28 zurückbleibenden Flüssigkeitsreste können aufgrund von Kapillarkräften und in Abhängigkeit von der Lage des Drallkörpers 1 auch aufgrund der Schwerkraft entlang der kegelartigen Stirnfläche 6 des stromabwärts gelegenen Endabschnitts 8 und in die beiden in die kegelartige Stirnfläche 6 mündenden Drallkanäle 11 abfließen. Erst durch den kegelförmig zulaufend ausgebildeten Endabschnitt 8 wird also ermöglicht, dass die Flüssigkeitsreste optimal abfließen können. Somit gibt es bei der erfindungsgemäßen Kegeldüse 19 keine unerwünschten Totflächen beziehungsweise Toträume.

Obwohl sich in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Drallkörpers 1 an beiden stirnseitigen Enden 4, 5 des Basisabschnitts 2 jeweils ein kegelförmig zulaufender Endabschnitt 8, 9 anschließt, kann es selbstverständlich auch Ausführungsformen geben, bei denen sich nur an einem stirnseitigen Ende 4, 5 des Basisabschnitts 2 ein kegelförmig zulaufender Endabschnitt 8, 9 anschließt.

Bezüglich weiterer Vorteile des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Drallkörpers sowie der erfindungsgemäßen Kegeldüse wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Beschreibungsteil verwiesen.

Bezugszeichenliste

1
Drallkörper
2
Basisabschnitt
3
zylindrische Außenfläche
4
stirnseitiges Ende des Basisabschnitts
5
stirnseitiges Ende des Basisabschnitts
6
kegelartige Stirnfläche
7
kegelartige Stirnfläche
8
kegelförmig zulaufender Endabschnitt
9
kegelförmig zulaufender Endabschnitt
10
Kegelspitze
11
Drallkanal
12
Bereich, in dem ein Endabschnitt in den Basisabschnitt übergeht
13
Bereich, in dem ein Endabschnitt in den Basisabschnitt übergeht
14
Fläche
15
Sammelnut
16
freier axialer Endbereich
17
Mittelbohrung
18
freier axialer Endbereich
19
Kegeldüse
20
Düsengehäuse
21
stromaufwärts gelegener Gehäuseabschnitt
22
stromabwärts gelegener Gehäuseabschnitt
23
Strömungskanal
24
Endabschnitt des stromabwärts gelegenen Gehäuseabschnitts
25
Drallkammer
26
Endabschnitt des stromabwärts gelegenen Gehäuseabschnitts
27
Austrittsöffnung
28
Austrittskammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 202015001520 U1 [0004, 0004, 0005]