Spiraldüsen

Oft wird die Spiraldüse von Verfahrenstechnikern übersehen, aber dieses einzigartige Design der Sprühdüse hat viele Vorteile. Vielleicht ist einer der Gründe, warum es so oft übersehen wird, dass es nicht wirklich so aussieht, wie eine Düse aussehen sollte. Spiralen sind, wie der Name schon sagt, eine Materialspirale mit zentralen Passagen, durch die Flüssigkeit eindringen kann. Sie sehen nicht sofort wie die Art von Objekt aus, um ein Spray zu erzeugen.

Wie sie arbeiten

Spiralzerstäuber zapfpistole arbeiten, indem sie die Flüssigkeit spiralförmig auseinanderbrechen. Die Ringe der Wendel gehen von der Flüssigkeit in überlappende Sprühringe über, die normalerweise ein Kegelmuster bilden. Durch Variieren der Wendelsteigung können die Sprühringe konvergieren und auch ein Hohlkegelbild erzielt werden. Auch durch Variieren der Topologie der Helix kann ein großer Bereich an Sprühwinkeln erreicht werden, von schmalen 60-Grad-Kegeln bis zu einer 270-Grad-Düse, die etwas Flüssigkeit rückwärts zum Zufuhrrohr sprüht.

Die wichtigsten Vorteile

Spiraldüsen profitieren von einem weitaus größeren freien Durchgang als andere Sprühdüsen. Das bedeutet, dass sie klumpige Flüssigkeiten versprühen können und nicht verstopfen. Als John Bete in den 1950er Jahren die Spiraldüse patentieren ließ, wurde sie speziell für die Handhabung von Flüssigkeiten entwickelt, die große Mengen an Feststoffen enthielten. Bis zur Erfindung der Spiralen war das Versprühen solcher Flüssigkeiten besonders schwierig, insbesondere bei geringeren Volumina.

Ein weiterer Vorteil des Spiraldesigns besteht darin, dass sie bei einer gegebenen Durchflussrate tendenziell kleinere Tröpfchengrößen erzeugen als andere hydraulische Düsen. Dies bedeutet, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der resultierenden Sprays oft größer ist als bei Verwendung anderer Düsendesigns. Ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bedeutet, dass das Spray einen größeren Wärmefluss bei Kühlanwendungen und eine schnellere Reaktionszeit hat, wenn irgendeine Art von chemischer Reaktion erwünscht ist.

Ein letzter Vorteil des Spiraldesigns besteht darin, dass die Mischung der Tröpfchengrößen breiter ist als bei anderen Designs. Während die Gesamttröpfchengröße im Durchschnitt geringer ist als bei anderen Düsendesigns, werden aufgrund des Helixdesigns einige größere Tröpfchen erzeugt. Das Spektrum der erzeugten Tröpfchen ist breiter. Die größeren Tröpfchen neigen dazu, sich in Ringen zu konzentrieren, und diese schwereren Ringe tragen dazu bei, benachbarte kleinere Tröpfchen mit sich zu führen. Dies ist oft von Vorteil, wenn Sie versuchen, feine Sprays in sich schnell bewegenden Luftströmungen oder Gasströmen abzugeben. Ohne die tragende Wirkung der größeren Tröpfchen können feine Tropfen von solchen Strömungen weggeweht werden und ihr gewünschtes Ziel verfehlen.

Die Nachteile

Der Hauptnachteil des Spiraldesigns besteht darin, dass es kein gleichmäßiges Sprühmuster erzeugt. Wie oben erwähnt, besteht das Vollkegelmuster tatsächlich aus überlappenden Sprühringen. Jede Drehung in der Spiralform erzeugt einen Sprühring, wenn die Flüssigkeit davon abschert und auseinanderbricht. Dies bedeutet, dass der resultierende Sprühkegel Bereiche mit höherer Fluiddichte als andere Bereiche aufweist. Diese Bereiche mit höherer Dichte sind von größeren Tröpfchen bevölkert, die dazu neigen, sich in Ringen anzusammeln. Wenn eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung beispielsweise für eine Sprühbeschichtungsanwendung erforderlich ist, ist eine Spiraldüse wahrscheinlich nicht die bevorzugte Wahl.

Ein weiterer Nachteil kann der Preis sein. Spiralen sind von Natur aus schwieriger zu bearbeiten als eine einfach geformte Öffnungsdüse. In der Tat werden Spiralen oft eher gegossen als bearbeitet. Dies bedeutet, dass sie in sehr großen Mengen schwieriger herzustellen sind und an sich höhere Kosten haben als andere einfachere Designs. Abgesehen davon ist die Sprühdüse bei den meisten Anwendungen ein unbedeutender Kostenfaktor im Vergleich zu dem dahinter liegenden Flüssigkeitszufuhrsystem, sodass ein bisschen zusätzliches Geld für die Anschaffung der optimalen Sprühdüse im Allgemeinen kein großes Problem darstellt.

Anwendungen

Spiralen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Aber häufige Anwendungen umfassen

Schadstoffkontrolle – Spiralen werden häufig bei der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen verwendet. Sie neigen dazu, aufgrund der reduzierten Tröpfchengröße eine überlegene Leistung zu erbringen.

Schaumunterdrückung – Die verfügbaren weiten Winkel und die Mischung der Tröpfchengrößen im Sprühspektrum machen sie ideal für schaumunterdrückende Anwendungen.

Gaskühlung – Durch die kleineren Tröpfchengrößen kann die Kühlung oft schneller erreicht werden. Dies ist besonders wichtig, wenn sich Gasströme sehr schnell bewegen.

Wo kann man Spiraldüsen kaufen und sich beraten lassen?

Spiralen wurden in den 1950er Jahren von John Bete erfunden und er baute seine Firma BETE Fog Nozzle um das patentierte Design herum. Das ursprüngliche Patent ist abgelaufen und andere Unternehmen produzieren jetzt Düsen mit Spiraldesign, aber BETE Fog Nozzle bleibt eine starke Kraft bei der Herstellung der einzigartigen Düsen. Es gibt viele Spiraldüsen-Varianten auf dem Markt, daher ist es wahrscheinlich am besten, sich bei Unsicherheiten an einen Qualitätshersteller zu wenden. Da das Sprühdüsengeschäft eher eine Nische ist, ist es wahrscheinlich, dass ein guter Lieferant in der Lage sein wird, mit kleinen Mengen zu handeln, sodass es nicht ungewöhnlich ist, direkt vom Hersteller in Mengen von 1 oder 2 zu kaufen.