DE19829594A1 - Verfahren und Prüfvorrichtung für die Bestimmung der Verteilungsgüte von Düsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Ver­ teilungsgüte von hydraulischen oder hydraulisch-pneumatischen Düsen über eine gesamte, von der Düse mit einem Sprühkegel be­ aufschlagten Ebene durch Messung der Befüllung von in der Ebene angeordneten Auffangbehältern, deren Befüllungsgrad durch die Düse gemessen und/oder abgelesen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus dem Aufsatz Lechler "Flüssigkeitszerstäubung mittels Düsen", technica 1965, Seiten 1161 bis 1166 ist es bekannt, daß für die genaue Messung der Verteilungsgleichmäßigkeit von Düsen eine lückenlose volumetrische Flächenmessung erforderlich ist. Hier­ für müssen in der gesamten Ebene, die von der Düse beaufschlagt wird, lückenlos Auffangbehälter angeordnet werden, deren unter­ schiedliche Befüllungsgrade die unterschiedliche Verteilung der Flüssigkeit in der Ebene durch die Düse charakterisieren. Dieses aufwendige Verfahren wird üblicherweise nicht angewandt, da ge­ mäß den Darlegungen in dem Aufsatz in der Praxis auch eine li­ neare Messung genügt, bei der die feststehende Düse linear auf einem Träger nebeneinander angeordnete Auffangbehälter beauf­ schlagt. Für die Verbesserung der Genauigkeit dieser linearen Messung kann eine Messung in verschiedenen Durchmesserrichtungen vorgenommen werden. Diese Messungen werden dadurch realisiert, daß der Träger der Auffangbehälter um eine mit der Mittenachse der Düse fluchtende Rotationsachse drehbar ist.

Eine im Prinzip ähnliche Anordnung ist durch den Aufsatz von Otte "Versuche mit Sprühdüsen", BWK 12 (1960), Seiten 217, 218 bekannt. Zur Durchführung einer linearen Messung wird ein Auf­ fangbehälter auf einer Schiene jeweils schrittweise verschoben und nach jedem Verschieben durch die ortsfeste Düse beauf­ schlagt, so daß sich ein lineares Verteilungsprofil ergibt. Da die seinerzeitigen Vorstellungen, nur eine lineare Messung durchzuführen, nicht mehr als ausreichend angesehen wurden, an­ dererseits die genaue volumetrische Bestimmung der Verteilungs­ güte durch lückenlos in der beaufschlagten Ebene aneinanderge­ reihte Auffangbehälter wegen des damit verbundenen Aufwands ver­ mieden werden sollte, sind für die Prüfung von Düsen seit langer Zeit Rinneprüfstände üblich geworden, die gemäß ISO 5682/1 stan­ dardisiert worden sind. Die Rinneprüfstände bestehen aus einer Vielzahl von parallel nebeneinander angeordneten Ablaufrinnen, die mit einer gewissen Neigung angeordnet sind und die jeweils einen ablesbaren Meßbehälter füllen. Auf diese Weise wird die beaufschlagte Ebene in durch die Rinnen festgelegte parallel zueinander verlaufende Streifen aufgeteilt und deren Beaufschla­ gung durch die Düse ermittelt. Bestimmte symmetrische Unregelmä­ ßigkeiten in der Verteilung der Düse können auf diese Weise nicht festgestellt werden.

Es ist daher vorgeschlagen worden, die Rinnen des Rinnenprüf­ standes derart abzudecken, daß lediglich ein zu den Rinnen senk­ recht verlaufender Spalt offenbleibt. Durch definiertes Ver­ schieben dieser Abdeckung - und somit des Spaltes - kann die Verteilung in der Ebene in einem Rastersystem, das durch die Rinnen einerseits und die jeweilige Spaltposition andererseits gebildet ist, bestimmt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß sich das Verschieben der recht großen Abdeckbleche nicht oder nur sehr aufwendig automatisieren läßt. Eine Nachrü­ stung an vorhandenen Prüfständen ist daher praktisch nicht mög­ lich.

Der Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, die Be­ stimmung der Verteilungsgüte von hydraulischen oder hydraulisch­ pneumatischen Düsen gemäß dem Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß beispielsweise gegenüber den üblichen Rinnenprüfständen verbesserte Ergebnisse erzielt werden und die Automatisierung der Bestimmung der Verteilungsgüte mit geringem Zusatzaufwand möglich wird.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter linear nebeneinander ortsfest angeordnet werden und daß die Auffangbehälter von der Düse wiederholt be­ aufschlagt werden, nachdem jeweils die Düse um einen definierten Winkel um ihre Mittenachse gedreht worden ist.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter li­ near nebeneinander ortsfest angeordnet sind und daß die Düse zur wiederholten Beaufschlagung der Auffangbehälter um ihre Mitten­ achse um definierte Winkel drehbar angeordnet ist.

Während alle bisher bekannten Prüfvorrichtungen eine ortsfeste Installation der zu prüfenden Düse, die je auch in ortsfester Position zur Verwendung gelangt, vorgesehen haben, wird erfin­ dungsgemäß die zu prüfende Düse um definierte Winkel drehbar angeordnet. Die Messung des Befüllungsgrades der ortsfest ange­ ordneten Auffangbehälter erfolgt für jeden Drehwinkel. Durch eine geeignete Wahl der Größe der Drehwinkel gelingt es, die Verteilung der Flüssigkeit durch die Düse in der Ebene lückenlos zu bestimmen, indem die Meßwerte in geeigneter Weise ausgewertet werden.

Die erfindungsgemäße Bestimmung der Verteilungsgüte läßt sich insbesondere und bevorzugt mit vorhandenen Rinnenprüfständen durchführen. Ein optimales Auswertungsergebnis wird erzielt, wenn der Rinnenprüfstand mit einer festen, einen definierten Schlitz freilassenden Abdeckung versehen ist, wobei der Schlitz zweckmäßigerweise mittig unterhalb der drehbar angeordneten Düse positioniert ist und zur Vereinfachung der mathematischen Aus­ wertung senkrecht zu den Rinnen des Rinnenprüfstandes verläuft.

Durch eine kompliziertere mathematische Auswertung ist es aber auch möglich, Aufschlüsse über die Verteilung der Flüssigkeit in der Ebene zu erhalten, wenn ein unabgedeckter Rinnenprüfstand verwendet wird. Durch die geeignete Auswertung der Messungen in verschiedenen Drehwinkeln der Düse können zuverlässige Schlüsse über die Verteilung in der Ebene gezogen werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Düse, die drehbar um ihre Mittenachse angeordnet ist und ortsfest und linear nebeneinander angeordnete Auffangbehälter beaufschlagt

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer drehbar an­ geordneten Düse oberhalb eines Rinnenprüfstandes mit einer einen Schlitz freilassenden Abdeckung.

Fig. 1 läßt eine schematisch dargestellte Düse 1 und einen von der Düse 1 erzeugten Sprühkegel 2 erkennen. In einer Ebene, die der Sprühkegel 2 mit einem Kreis 3 beaufschlagt, sind Auffangbe­ hälter 4 linear nebeneinander auf einer Durchmesserlinie des Kreises 3 angeordnet. Ein in sich geschlossener Pfeil 5 verdeut­ licht, daß die Düse 1 um ihre Mittenachse drehbar angeordnet ist, wodurch Ungleichmäßigkeiten der Flüssigkeitsverteilung in­ nerhalb des Kreises 3 erfindungsgemäß detektiert werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Düse 1 wiederum um ihre Mittenachse 6 drehbar angeordnet, und zwar oberhalb eines Rinnenprüfstandes 7, in dem eine Vielzahl von etwa V-förmig angeordneten Rinnen 8 parallel zueinander verlau­ fen und ohne Zwischenraum aneinander anschließen. Der Rinnen­ prüfstand 7 ist durch zwei Abdeckbleche 9 abgedeckt, die zwischen sich einen Schlitz 10 freilassen, der senkrecht zur Längsrichtung der Rinnen 8 verläuft und dessen Breite etwa der Breite der Rinnen 8 entspricht.

Die Düse 1 ist so positioniert, daß ihre Mittenachse 6 die Mitte des Schlitzes 10 sowohl über dessen Länge als auch über dessen Breite trifft.

Eine Auswertung der Verteilungsgüte der Düse 1 ist - mit einem höheren mathematischen Aufwand - allerdings auch möglich, wenn der Rinnenprüfstand 7 ohne Abdeckbleche 9 benutzt wird.

Die bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Prüfanordnungen besteht darin, die Düse 1 im wesentlichen senkrecht zur Meßebene 3 anzuordnen. Für bestimmte Anwendungszwecke kann es aber auch sinnvoll sein, die Düse 1 schräg anzuordnen und um ihre Mitten­ achse rotieren zu lassen, insbesondere wenn die schräge Anord­ nung der Düse 1 auch der vorherrschenden Gebrauchsstellung ent­ spricht.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestimmung der Verteilungsgüte von hydrauli­ schen oder hydraulisch-pneumatischen Düsen (1) über eine gesamte, von der Düse mit einem Sprühkegel (2) beaufschlag­ ten Ebene (3) durch Messung der Befüllung von in der Ebene (3) angeordneten Auffangbehältern (4, 8), deren Befüllungs­ grad durch die Düse (1) gemessen und/oder abgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter (4, 8) li­ near nebeneinander ortsfest angeordnet werden und daß die Auffangbehälter (8) von der Düse (1) wiederholt beauf­ schlagt werden, nachdem jeweils die Düse (1) um einen defi­ nierten Winkel um ihre Mittenachse (6) gedreht worden ist.

2. Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter (4, 8) linear nebeneinander ortsfest angeordnet sind und daß die Düse (1) zur wiederholten Beaufschlagung der Auf­ fangbehälter (4, 8) um ihre Mittenachse (6) um definierte Winkel drehbar angeordnet ist.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter (8) durch einen Rinnenprüfstand (7) gebildet sind.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rinnenprüfstand (7) eine feste, einen definierten Schlitz (10) freilassende Abdeckung (9) aufweist.

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (10) senkrecht zu den Rinnen (8) des Rin­ nenprüfstands (7) verlaufend ausgebildet ist.

6. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) mittig oberhalb der linear nebeneinander angeordneten Auffangbehälter (4, 8) positio­ niert ist.