Die Firma Arnhof & Kisch Technik GmbH ist die offizielle Generalvertretung der Firma PNR Düsen für Österreich.
Wir bieten Ihnen neben den hochwertigen Präzisionsdüsen auch gerne Komplettlösungen inklusive Pumpen und Armaturen an.

Spruehung Düsensortiment

Zerstäubungsprozess

Der Prozess der Flüssigkeitszerstäubung kann in zwei Phasen unterteilt beschrieben werden, d.h.:

  1. Aufbrechen der Flüssigkeit in einzelne Tropfen.
  2. Ausrichten dieser Tropfen auf eine Fläche oder ein Objekt. um ein gewünschtes Resultat zu erreichen.

Diese beiden Phasen werden im Rahmen industrieller Verfahren von Sprühdüsen nach verschiedenen Funktionsprinzipien ausgeführt, die im Folgenden genauer beschrieben werden.

Durch ständigen Fortschritt der letzten Jahre in den Produktionstechniken, sind auch Düsenhersteller ständig gefordert, ihr Angebot mit innovativen Düsentypen zu vervollständigen, die unterschiedliche Techniken mit immer mehr Effizienz bewältigen können. Die Auswahl einer genau mit den gegebenen Anforderungen abgestimmten Düse, die dann im Einsatz aufgrund ihrer besonderen Baueigenschaften mit optimaler Effizienz arbeiten kann, ist im Interesse eines jeden Planers, der in seinen Anlagen Düsen einsetzt.

Die Zerstäubung einer Flüssigkeit mittels einer Düse kann unterschiedliche Zwecke haben.

Die Wichtigsten sind:

  1. Kühlung, durch Wärmeaustausch zwischen dem Produkt und an der Oberfläche rinnender Flüssigkeit.
  2. Waschen, wobei das auf das Produkt gelenkte Wasser durch seine mechanische Wirkung Schmutzpartikel und unerwünschte Substanzen von der Produktoberfläche entfernt.
  3. Befeuchtung mit sehr feiner Besprühung, wodurch nur ein minimaler Teil von Flüssigkeit auf die Produktoberfläche oder ins Innere eines Behälters gelangt.
  4. Dosierung einer definierten Flüssigkeitsmenge in ein Produkt per Zeiteinheit.
  5. Auftragen eines Produktes auf eine Oberfläche, wie z.B. beim Spritzlackieren oder bei der Vorbehandlung von Oberflächen für die Ummantelung.
  6. Vergrößerung der Oberfläche einer Flüssigkeit durch Fraktionierung, um Wärmetauschprozesse oder chemische Reaktionen zu erweitern und zu beschleunigen, und noch viele andere moderne Industrieprozesse.

Offensichtlich erreicht man das beste Ergebnis jeder Anwendung nur durch genau richtige Auswahl in Bezug auf Düsentyp, Durchflusswert, Sprühwinkel, Tropfengröße und Düsenmaterial. Mit unserem Katalog möchten wir Ihnen die Basisinformationen zur korrekten Auswahl für die gegebene Anwendung zur Verfügung stellen.

 

Zerstäubungsqualität

Eine Sprühdüse nutzt gegebene Druckenergie einer Flüssigkeit zur Beschleunigung der Fließgeschwindigkeit durch ein Düsenmundstück aus und bewirkt so die Zerstäubung in viele kleine Tröpfchen. Leistungen einer Sprühdüse lassen sich genau identifizieren und beschreiben, sodass ein Planer die passende Sprühdüse für eine gegebene Anwendung genau bestimmen kann.

Wesentlich zur Bestimmung der Düsenleistung sind folgende Eigenschaften:

  1. Der Durchflusswert im Verhältnis zum Förderdruck.
  2. Der Öffnungswinkel des erzeugten Strahls.
  3. Die Effizienz der Düse, als Verhältnis zwischen Sprühenergie und dafür von der Düse verwendeter Energie.
  4. Gleichmäßigkeit der Streuung über einen vorgegebenen Bereich.
  5. Die Tröpfchengrößenverteilung in der Sprühung.

Auf folgenden Seiten werden obengenannte Eigenschaften im Hinblick auf die unterschiedlichen Düsentypen genau besprochen.

 

Zerstäubungstechniken

Für die Erzeugung einer Sprühwirkung gibt es viele verschiedene Technologien und die meisten davon finden heutzutage bei Düsen Anwendung, die zum Einsatz bei industriellen Verfahren vorgesehen sind. So ist es im Interesse eines Anlagenplaners mit diesen Technologien vertraut zu sein, um den optimalen Düsentyp für eine bestimmte Anwendung bestimmen zu können. Für Industrieverfahren, kann man folgende Düsentypen unterscheiden:

1. Druckdüsen

Der unkomplizierteste Typ von Düse – bestehend aus einer Zufuhröffnung, einer Kammer, in die Flüssigkeit unter Druck eingespeist wird, und einer Sprühmündung mit einem definierbaren Profil. Die Sprühwirkung, d.h. das Sprühbild, Fließgeschwindigkeit und Sprühwinkel, werden durch das Mündungsprofil und das Design der Druckkammer bestimmt.

2. Turbulenzdüsen

Dieser Düsentyp verleiht der Flüssigkeit, die in die Kammer einfließt, vor dem Austritt in die Sprühmündung eine gewisse Wirbelgeschwindigkeit und durch diese Zentrifugalkraft erhält die Flüssigkeit beim Austritt aus der Düse eine kegelförmige Form. Abhängig vom Düsendesign und der Technik zur Erzeugung der Wirbelgeschwindigkeit, kann so das Sprühbild der erzeugten Tröpfchen entweder auf die äußere Kegelkontour begrenzt werden (Hohlkegeldüsen) oder es kann gleichmäßig das gesamte Kegelvolumen ausfüllen (Vollkegeldüsen).

3. Impaktdüsen

In diesem Fall bewirkt der Anprall der Flüssigkeit auf eine zu diesem Zweck profilierte Oberfläche die Zerstäubung, die sich nach den verschiedensten Mustern entwickeln kann. Der Flüssigkeitsstrahl wandelt sich erst in einen Laminarstrom und dann nach Austritt aus der Düsenöffnung in Tröpfchen mit dem gewünschten Sprühbild um.

4. Druckluftzerstäuber

Zur Erreichung einer maximalen Zerstäubung verwenden diese Düsen die Energie der Druckluft und erzielen minimalste Tröpfchengrößen mittels unterschiedlicher Technologien. Nähere Einzelheiten hierzu finden Sie in unserem Spezialkatalog “Druckluftzerstäuber” (Best-Nr. CTG AZ15 DE).Falls das Thema Sie interessiert, bitte zusätzlich unser Technisches Handbuch anfordern (CTG HB12 DE) ab Mai 2003. Mit obigen Stichpunkten und der ausführlichen Information in unseren Katalogen über die verschiedensten Typen von möglichen Sprühbildern, können Sie den optimalen Düsentyp für Ihre Anwendungen ermitteln. Der interessierte Leser findet zusätzliche Informationen in unserem Handbuch zur Besprühung (Best.-Nr. CTG SH02 BR), kostenlos bei allen PNR-Firmen oder Vertriebsgesellschaften erhältlich.

 

Technische Parameter

Bei der Düsenauswahl müssen mehrere technische Parameter berücksichtigt werden und zwei davon sind für einen Planer von besonderer Wichtigkeit:

 

1. Düseneffizienz

Die Sprühdüse ist ein Mittel, womit sich die Druckenergie einer Flüssigkeit in kinetische Energie umwandeln lässt. Die Effizienz einer Sprühdüse kann definiert werden als das Verhältnis zwischen der am Eingang der Düse verfügbaren Energie und der Energie, die zur Beschleunigung und Zerstäubung der Flüssigkeit benutzt wird. Die Differenz zwischen diesen beiden Werten stellt den Energieverlust bei diesem Vorgang dar, sowohl den der Flüssigkeit selbst, als auch den durch Reibung mit der Innenfläche der Düse. Abhängig von Düsentyp und guter Beschaffenheit seiner Innenflächen, variiert die Effizienz zwischen 55% und 95% bei den Typen, die in der Industrie am meisten Anwendung finden. Dies gilt nicht für Druckluftzerstäuber, weil diese aufgrund von Verlusten, die beim Wärmetausch zwischen Druckluft und Flüssigkeitsoberflache stattfinden, einen viel höheren Energiebedarf haben.

2. Tröpfchengröße

Bei bestimmten Anwendungen ist die Tröpfchengröße ausschlaggebend für das Endergebnis.

 

Vollkegeldüse

Bei Vollkegelsprühung wird das gesamte Streuvolumen aller Tröpfchen in eine fächerförmige Kontour gebunden, die ihren Kegelpunkt an der Düsenöffnung hat. Dieser Typ von Sprühbild kommt bei einer Vielzahl von Industrieverfahren am häufigsten vor, da er der Typ ist, der gleichmäßige Verteilung einer Flüssigkeit auf einer Oberfläche bewirkt und so, als typisches Beispiel, sehr nützlich ist, wenn Kühlungsflüssigkeit auf eine unbewegliche Fläche aufzutragen ist. Eine andere typische Anwendung: Verteilung von flüssigen Tropfen in vorgegebenem Volumen, wie z.B. gleichmäßige Verteilung von Wassertropfen über das Innenvolumen eines Kühlturms.

Bedingt durch die breite Anwendungsskala dieser Düsen, hat sich die ursprüngliche Vollkegelform inzwischen in eine Reihe von Spezialtypen weiter entwickelt, womit sich Vollkegelsprühbilder oder diesen ähnliche Sprühbilder mittels unterschiedlicher Techniken erreichen lassen.

 

Vollkegel Standard

Standardvollkegeldüse
mit Dralleinsatz

 
Standardvollkegeldüse mit Dralleinsatz (Turbulenzdüsenprinzip)Dieser Typ bewirkt mit einem speziell geformten Dralleinsatz am Düseneingang eine Drehung der Flüssigkeit, die durch die Düse fließt. Als Resultat der Zentrifugalkraft des Wirbeleffektes nimmt die Flüssigkeit, wenn Sie aus der Düse austritt, eine kegelförmige Form an. Die Fächerbreite des Streukegels ist eine Funktion sowohl von der Austrittsgeschwindigkeit (daher dem Zufuhrdruck) als auch vom Innendesign einer Düse. In der Praxis gibt es Abweichungen von 15° bis 120°. Vollkegeldüsen gibt es auch mit quadratischem Sprühbild, wobei die quadratische Form der Pyramidensprühung durch ein besonderes Design der Austrittsmündung erreicht wird. Ein Anlagenplaner muss zwei wichtige Details berücksichtigen, wenn er diesen Düsentyp anwenden möchte:

  1. Der Sprühwinkel wird an der Seite des Querschnitts gemessen.
  2. Der Querschnitt der Sprühung rotiert entsprechend dem Abstand von der Düse.
Spiraldüsen (Anprallprinzip)Diese produzieren im eigentlichen Sinn kein Vollkegelsprühbild, sondern die Flüssigkeitstropfen treten als kontinuierliche Spirale aus, die sich im Zentrum einer Kegelform entwickelt, wobei der Nachteil einer nicht ganz gleichmäßigen Streuung durch eine ausgezeichnete Resistenz gegen Verstopfungen wettgemacht wird. Dieser Düsentyp ist daher optimal für Anwendungen, bei welchen Sicherheit und Systemverlässlichkeit an erster Stelle stehen, wie z.B. bei Feuerschutzsystemen. Spiraldüse

 Spiraldüsen

Bündeldüsen (Turbulenzdüsen- und Feinzerstäuberprinzip)Dieser Typ gibt ein Sprühbild, das sich besonders dann eignet, wenn ein weiter Sprühwinkel gefordert ist, oder aber Düsen eingesetzt werden müssen, die nur einen engen Winkel liefern können, – typisch z.B., wenn kleinste Tröpfchen, aber höchste Leistungen gefragt sind. Demnach erreicht man das gewünschte Gesamtsprühbild durch Bündelung von mehreren Düsen, wobei jede einzelne eine eigene Sprührichtung erhält, sodass ein einheitliches Gesamtsprühbild wie von einer einzelnen kleinen Düse entsteht. Es muss bedacht werden, dass kleinere Düsen normalerweise kleinere Tröpfchen produzieren als große Größen desselben Düsentyps unter vergleichbaren Konditionen (gleichem Durchflusswert und Arbeitsdruck). Bündeldüse

 Bündeldüse

 

Flachstrahldüsen – Zerstäubung

Flachstrahldüsen zerstäuben Flüssigkeit in Form eines flachen Strahles. Die Dichte des Strahls entspricht dem jeweiligen Düsenprinzip, mit welchem die Zerstäubung erzeugt wird. Eine Flachstrahldüse wird normalerweise benutzt, um Flüssigkeit auf eine Fläche zu sprühen, oder, wie z.B. bei Autowaschstraßen, auf ein sich bewegendes Objekt. Die meisten Flachstrahldüsen, die bei Industrieanwendungen eingesetzt werden, arbeiten nach dem einen oder anderen der folgenden Prinzipien:

 Flachstrahl Zerstaeubung
Axiale Flachstrahldüsen (Druckprinzip)Die universal anwendbare Flachstrahldüse. Flüssigkeit tritt längs der Düsenlängenachse ein, speist die Druckkammer und wird von dort durch die Düsenmündung ausgestoßen. Durchflusswerte und Sprühwinkel bestimmen sich aus dem jeweiligen Düsenöffnungsdurchmesser, respektive dem Düsenmündungsprofil.
 
Axiale Vollstrahldüse (Druckprinzip)Diese Düsen betrachten wir als eine besondere Form von Flachstrahldüse mit Nullsprühwinkel. Sie liefern einen scharfen gleichmäßigen Strahl, mit starker Aufprallkraft auf einen gegebenen Punkt und werden gewöhnlich bei Reinigungsprozessen oder zum Schneiden weicher Werkstoffe eingesetzt.  Flachstrahl Zerstaeubung1
 
Flachstrahllöffeldüsen (Impaktprinzip)Bei diesem Typ wird Druckflüssigkeit durch eine runde Mündung gespeist, prallt dort direkt auf das glatte profilierte Endteil der Düse und nimmt durch diese Ablenkung beim Abfließen die Flachstrahlform an. Dieses anspruchsvolle Design bietet einen Vorteil, nämlich stärkere Anprallkraft des Strahls bei gleichem Zufuhrdruck. Die größere Leistung wird mit dem nur sehr minimalem Energieaufwand erzielt, der für die Ablenkung auf die Löffelfläche gebraucht wird.
 

Hohlkegeldüsen – Zerstäubung

Dieses Sprühbild ergibt sich durch Tröpfchen, die sich beim Austritt aus der Düse in einem kegelförmigen Strahl anordnen und sich dabei nur auf den Kegelumriss konzentrieren, während das Kegelinnere völlig hohl bleibt. In der Industrie verwendet man Hohlkegeldüsen hauptsächlich bei Rauchwasch- oder Gaskühlungsverfahren.

Hohlkegel Zerstaeubung 2

 

Hohlkegeldüsen (Turbulenzprinzip)Diese Düsen verwenden tangentiale Flüssigkeitsinjektion in eine Wirbelkammer zur Erzeugung von großer Zentrifugalkraft, die die Flüssigkeit an der Mündung zerstäubt. Präzises Design des Öffnungsprofils (unter Einbezug des “Coanda”-Effektes) ermöglicht sehr weite Sprühwinkel.
 
Hohlkegeldüsen (Impaktprinzip)Ein Hohlkegelbild lässt sich auch erreichen durch den Anprall einer Flüssigkeit gegen eine Fläche, die besonders gestaltet ist, um Flüssigkeit in viele kleine Tröpfchen mit einem Hohlkegelsprühbild zu zerstäuben. Diese Düsen werden hauptsächlich in Feuerschutzanlagen angewendet.  Hohlkegel Zerstaeubung

 

PNR Gesamtkatalog

PNR Düsen – Technisches Handbuch

 

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