Spiraldüse | Custom Casting & Präzisionsspray -Lösungen

1. Einführung

Eine Spiraldüse ist robust, Wartwalterne Atomizer, die eine kontrollierte erzeugen, Oft Weitwinkelspray unter Verwendung von helikalen/spiralischen Innenpassagen anstelle herkömmlicher Wirbelkammern oder mehreren Öffnungen.

Sie werden geschätzt, wenn eine breite Abdeckung, Clog -Resistenz und vorhersehbare Tröpfchenspektren sind erforderlich - Beispiele sind das Abkühlen, Befeuchtung, Staubunterdrückung, Descaling, und Massensprühen in schwerer Industrie.

2. Was ist eine Spiraldüse?

A Spiral- Düse ist ein Sprühgerät, das einen kontrollierten Kegel erzeugt, Vollkegel, oder Lüfterspray, indem er Flüssigkeit durch eine helikale Taste erzwingt (Spiral-) interne Passage.

Anstelle einer einzigen geraden Öffnung oder einer klassischen Wirbelkammer, Die Arbeitsflüssigkeit wird entlang eines Spiralkanals so geführt; Die Flüssigkeit verlässt als rotierendes Blatt oder mehrere synchronisierte Jets, die in Tröpfchen einbrechen.

Spiraldüsen werden für geschätzt breite Abdeckung, Musterstabilität und relativer Widerstand gegen Verstopfung.

Varianten

• Spiraler Kegel - produziert eine gefüllte (solide) Kegel für einheitliche Flächenabdeckung.
• Spiralhöhlenkegel - produziert eine ringförmige (Ring) Sprühen Sie mit einer zentralen Leere.
• Spiralfan / Flachspray - Geometrie abgestimmt, um ein breit abgeflachtes Spray für Förderer oder Gürtelwaschen zu ergeben.
• Einfügen & Patronentypen - Austauschbare Spiraleinsätze, die in einen Standardkörper für Wartungsfähigkeit und schnelle Umstellung eingebaut sind.

Schlüsselmerkmale & Typische Bereiche (technische Anleitung)

• Betriebsdruck: Typischerweise 1–40 Bar Für viele industrielle Spiraldüsen (Einige Hochleistungsdesigns, die mit höheren Drücken bewertet wurden).
• Durchflussrate: rund 0.1–200 l/min pro Düse je nach Größe und Δp.
• Sprühwinkel:15° –170 ° (Geometrie abhängig); Spiralkonstruktionen werden oft verwendet, wenn sehr Weitwinkel (bis zu ~ 160 °) sind erforderlich.
• Median -Tröpfchendurchmesser (DV50): Typischerweise 20–500 µm - höherer Druck und schärfere Lippen geben feinere Tröpfchen.
• Kanalabmessungen: Kanalbreiten/Tiefen häufig 0.3–3 mm; Kleinere Kanäle bieten eine feinere Zerstäubung, erhöhen jedoch die Verbreitung der Empfindlichkeit.
• Typische Materialien: Edelstähle (304/316), Messing/Bronze, Duplexlegierungen; Keramik- oder HVOF-beschichtete Einsätze für Schleifdienste.

Notiz: Diese Bereiche sind individuell - Verwenden Sie den Hersteller q gegen ΔP -Kurven, Sprühen Sie Karten und DV50 -Daten, um die richtige Größe für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.

3. Wie die Spiraldüse funktioniert?

• Einlasskonditionierung: Druckflüssigkeit tritt in den Spiraleinlass ein und folgt dem helikalen Kanal.
  Die Spirale wandelt allmählich den axialen Impuls in Umfangsimpuls mit begrenzter Turbulenzerzeugung im Vergleich zu abrupten tangentialen Einlässen um.
• Blatt-/Jet -Bildung: Die Flüssigkeit verlässt entlang der Spirallippe als Drehblatt oder mehrere synchronisierte Jets, die zu einem kohärenten Kegel oder einem Lüfter verschmelzen.
  Die Kontinuitäts- und Geschwindigkeitsprofile setzen die anfängliche Blattdicke.
• TRUSSEN Sie in Tröpfchen: Einmal in Umgebungsluft, Das Blatt/Jet unterliegt einer aerodynamischen Scherung und Rayleigh -Taylor / Kelvin -Helmholtz -Instabilitäten und bricht in Tröpfchen ein.
  Höhere Ausgangsgeschwindigkeit (aus höherem Druck) → feinere Tröpfchen.
• Selbststabilisierender Fluss: Spiralgeometrien erzeugen häufig einen stabilen Fluss über ein breites Druckband, da der verteilte helikale Weg weniger empfindlich gegenüber geringfügigen Obstruktionen und Störungen ist.

Wichtige physikalische Parameter: Reynolds Nummer (Re) im Kanal, Weber -Nummer (Wir) und lokale Blechdicke (T) Regeln Sie die Trennung und typische DV50 -Tröpfchengrößen.

4. Materialien, Metallurgie und Verschleißfestigkeit (Spiraldüsen)

Spiraldüsen arbeiten in aggressiven hydraulischen Umgebungen: hohe lokale Geschwindigkeiten, Partikelgeladene Flüssigkeiten, Wärmeleit- und chemische Angriff.

Material- und Oberflächen-Engineering-Entscheidungen bestimmen daher die Lebensdauer der Lebensdauer, Wartungskadenz und Lebenszykluskosten weit mehr als nominaler Kaufpreis.

Tragen & Abbaumechanismen

• Schleifmittel / Partikelerosion: Feste Partikel (Sand, Skala, Streugut) auf Lippen-/Kanalflächen stoßen; Rauung → größere Tröpfchen und Musterverzerrungen.
• Erosiv -korroverem Angriff (kombiniert): Korrosion schwächt die Matrix, so dass Partikel das Material schneller entfernen. Häufig in Salzlösung, saure oder chlorierte Bäche.
• Kavitation / Dampfsturz: Lokale Dampfbildung und Zusammenbruch in der Nähe von hohen Schützenkanten verursachen Lochfraß und schneller Materialverlust.
• Ärgern / mechanische Müdigkeit: Die zyklische Belastung an Montagegrenzflächen oder dünne Lippen kann knacken/zusammenwachsen.
• Thermischer Schock / Spallation: Schnelle Temperaturschwankungen verursachen Beschichtungsdelaminierung oder Keramikrisse.
• Verschmutzung / Chemische Ablagerung: Skala, Polymer- oder biologische Filme reduzieren den freien Durchgang und verändern die Zerstäubung.

Verstehen Sie, welche der oben genannten in Ihrem Service -Führung Material und Beschichtungsauswahl dominiert.

Grundmaterialoptionen

Oberflächentechnik & Beschichtungen

• HVOF Tungsten-Carbid/Cobalt (WC-Co) Beschichtungen - dicht, extrem abriebfest. Am besten für Hochgeschwindigkeit, Schleifströme (Z.B., Descaling, Bergbau).
  Typischer Dicke angelegt: 50–300 µm.
• Elektrololless Nickel (Enp) - Gleichmäßige Abdeckung in komplexen Geometrien; gute Korrosion + Mäßiger Verschleißfestigkeit.
  Typische Dicke: 8–30 µm. Verwenden Sie dort, wo Korrosion und geringe Reibungssache Materie.
• DLC (diamantartiger Kohlenstoff) - Ultra niedrige Reibung, Gut, um anfällige Flüssigkeiten zu kleben; dünn (ein paar µm) und am besten für kleine Kontaktbereiche (Pintles, Lippen).
• Keramische Overlays / Lötete Keramikeinsätze (Al₂o₃, Sic) - Für extreme Abrieb; Verwenden Sie als Opfereinsatz am Ausgangslippen/Kanal.
  Keramikreinheit (≥92–99% Al₂o₃) ist übliche Praxis.
• Ptfe / Fluoropolymerbeschichtungen - Verschmutzung und Adhäsion reduzieren (gut in klebrig, Polymerisierende Flüssigkeiten); Begrenzter Verschleißfestigkeit. Typische Dicke: 20–50 µm.
• Harte Chrombeschichtung - ältere Technologie zum Verschleißfestigkeit; Oft durch HVOF WC-CO ersetzt, um bessere Bindung und Verschleißeigenschaften zu erhalten.

Auswahlspitze: Kombinieren Sie ein weastbeständiges Substrat (Z.B., Duplex rostfrei) mit einer schützenden Überlagerung in den schlimmsten Zonen (Lippe, Kanaleingang).

5. Fertigungsmethoden von Spiraldüsen

Spiraldüsen erfordern eine präzise Geometrie, um ein konsistentes Hohlkegelspray zu erzeugen.

Die ausgewählte Produktionsmethode wirkt sich direkt auf die dimensionale Genauigkeit aus, Oberflächenqualität, Haltbarkeit, und Kosten.

Sandguss

• Verfahren: Geschmolzene Legierung wird in Kieselsäure- oder Harzbindungen gegossen, die über Muster geformt sind.
• Vorteile: Kostengünstig für große Größen (DN ≥ 50 mm), Geeignet für hochvolumige industrielle Anwendungen.
• Einschränkungen: Oberflächenrauheit (Ra 6–12 µm) und dimensionale Abweichungen erfordern eine sekundäre Bearbeitung.
• Anwendungen: Türme abkühlen, Desulfurisierung von Rauchgas, Entsalzung.

Feinguss (Prozess des Verlusts)

• Verfahren: Wachsmuster werden mit Keramikschlamm beschichtet, dewaxiert, und mit geschmolzener Legierung gefüllt.
• Vorteile: Hervorragende Genauigkeit und Oberflächenfinish (Ra 3-6 µm), minimale Bearbeitung erforderlich.
• Einschränkungen: Höhere Kosten, Größenbeschränkungen (≤ 300 mm).
• Anwendungen: Chemische Pflanzen, Meeresspray -Systeme, Brandschutz.

CNC-Bearbeitung

• Verfahren: Die Spiralgeometrie wird direkt aus Stangenläden oder Gipsblücken unter Verwendung von 3–5 -Achse -CNC -Mahlen geschnitten; EDM für harte Legierungen.
• Vorteile: Hohe Präzision (± 0,01 mm), Wiederholbarkeit, und Flexibilität für Designänderungen.
• Einschränkungen: Materialabfall und höhere Kosten für komplexe Spiralen.
• Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Pharmazeutika, Kritische Zerstäubungssysteme.

Additive Fertigung (3D Drucken)

• Verfahren: Metallpulver (316L, Inconel, Ti-6Al-4V) Schicht für Schicht über SLM/DMLs verschmolzen.
• Vorteile: Ermöglicht komplexe Geometrien, die durch Gießen unmöglich sind; Schnelles Prototyping und Anpassung.
• Einschränkungen: Hohe Produktionskosten; erfordert Nachbearbeitung (Z.B., elektropolisch).
• Anwendungen: Custom/OEM -Designs, R&D, pharmazeutisches Sprühen.

Keramikpressung & Sintern

• Verfahren: Aluminiumoxid- oder Silizium -Carbid -Pulver gedrückt und gesintert >1,500° C.
• Vorteile: Außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit, Langes Lebensdauer in Schleifumgebungen.
• Einschränkungen: Spröde; Normalerweise als Einsätze angewendet und nicht als volle Düsenkörper.
• Anwendungen: Bergbau, Stahldesachung, Schleifschlitzung.

Qualitätskontrolle

• Dimensionale Inspektion: Koordinatenmessmaschinen (Cmm) Probe 5% Düsen pro Charge, Überprüfung der Kanaltiefe, Tonhöhe, und Auslassdurchmesser gegen OEM -Zeichnungen.
• Flusstests: Jede Düse wird bei getestet 3, 10, Und 30 Bar, um sicherzustellen, dass die Durchflussrate die Spezifikationen entspricht (± 2% Abweichung).
• Sprühmusteranalyse: Hochgeschwindigkeitskameras (1,000 fps) und Laserbeugungssysteme (ISO 13320) Validieren Sie die Tröpfchengröße und Gleichmäßigkeit - ohne UC <85% werden abgelehnt.

6. Vorteile und Einschränkungen von Spiraldüsen

Vorteile

• Breite Sprühwinkel und gleichmäßige Abdeckung mit relativ einfacher Geometrie.
• Hoher Clog -Widerstand Im Vergleich zu Multi-Mikro-Orifice-Hohlkegeldüsen.
• Haltbarkeit: Der Spiralkanal verteilt Stress und reduziert die lokalisierte Erosion.
• Leistung gestärkt: Musterstabilität über ein breites Druckband.
• Wartungsfähigkeit: Austauschbare Einsätze oder Spiralpatronen vereinfachen die Wartung.

Einschränkungen

• Tröpfchenspektrumgrenzen: Während vielseitig, Spiraldüsen erreichen möglicherweise nicht die ultra-feine Zerstäubung (unter 50 µm) von spezialisierten Hochdruckhohlkegel-Wirbeldüsen.
• Fertigungskomplexität: Enge Spiralverträglichkeiten können für sehr kleine Kanäle anspruchsvoll und kostspielig sein.
• Designempfindlichkeit: Die Austrittslippengeometrie ist kritisch - schlechte Lippenbearbeitung oder Burrs verändern die Zerstäubung dramatisch.
• Nicht ideal für extrem viskose Flüssigkeiten es sei denn, erhitzt oder speziell profiliert.

7. Industrielle Anwendungen von Spiraldüsen

• Descaling & Metallbearbeitung: kontinuierlich, Spray mit breitem Deckung zum Entfernen von Skala und Kühlung.
• Türme abkühlen & Verdunstungskühlung: breite Sprühwinkel zur Maximierung der Kontaktfläche und Verdunstung.
• Staubunterdrückung & Partikelkontrolle: Umfangsprays in Bergbau-/Zementanlagen.
• Befeuchtung / Gewächshausnebel: stabile breite Abdeckung mit bescheidenem Druck.
• Brandschutz (Spezielle Varianten): Größere Spiraldüsen, die in Flutsystemen und Sprühkühler verwendet werden.
• Chemische Verarbeitung & Schrubber: wo auch Deckung und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.

8. Häufige Fehlermodi, Fehlerbehebung, und Minderung

9. Vergleich mit anderen Düsentypen

10. Abschluss

Spiraldüsen sind eine vielseitige Familie industrieller Atomizer, die das Gleichgewicht bringen breite Abdeckung, Clog -Widerstand, und robuster Betrieb.

Ihre helikale interne Geometrie bietet Vorteile bei der Wartungsfähigkeit und Stabilität gegenüber vielen herkömmlichen Öffnungsdesigns, vor allem in harten industriellen Umgebungen.

Die korrekte Auswahl erfordert Aufmerksamkeit auf Flüssigkeitseigenschaften, Druckbereich, minimaler freier Durchgang und Materialkompatibilität.

Fortschritte in der Fertigung und Beschichtungen erweitern die Spiraldüsenfunktionen in anspruchsvollere Anwendungen weiterhin.

FAQs

Warum eine Spiraldüse wählen

• Gut Musterstabilität über ein breites Druckband.
• Höhere Clog -Toleranz als viele Micro-Orifice-Hohlkondüsen, weil der Spiralweg den Fluss verteilt und häufig größere minimale freie Passagen aufweist.
• Breite Abdeckung Fähigkeit mit einer einzelnen Düse (Reduziert die Düsenzahl).
• Austauschbarer Einsatz Designs vereinfachen die Wartung und niedrigere Lebenszykluskosten in erosiven Umgebungen.

Sind Spiraldüsen orientierungsempfindlichempfindlich?

Einige Designs sind tolerant gegenüber jeder Orientierung; Andere benötigen eine vertikale Orientierung, um die Symmetrie aufrechtzuerhalten. Mit dem Hersteller bestätigen.

Können Spiraldüsen mit Slurries umgehen?

Ja - sie werden üblicherweise für Schlämme und Descaling verwendet. Wählen Sie größere Kanalgeometrien und harte Materialien (Hvof, Keramik) Für einen Schleifschlitzdienst.

Erfordern sich Spiraldüsen speziell stromaufwärts gelegene Sieben?

Ja - Geben Sie Sieben an, deren maximale Netzöffnung ≤ beträgt 1/3 der kleinsten Spiralkanalbreite, um Blockade zu verhindern, während die Wartungsfrequenz ausbalanciert wird.