Устройство в.н.бродского для распыления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Эаявлеио150477 (21) 2474521/23-05

< 1 689738 (513M. Кл. с присоединением заявки М2

В 05 В 1/14

В 05 В 5/00

Государствеииый комитет

СССР

IIo делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 051079. бюллетень Hо 37

Дата опубликования описания 05.1 0.79 (53) УДК66. 069. 83 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ц С.

В ° Н.Бродский с ("3 1 нъ| ° м и

1 (71) заявитель

Изобретение относится к устройствам для механического распыления жидкостей и растворов и может быть использовано в теплоэнергетике, неФте- 5 химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известно устройство для распыления жидкостей путем встречно-удар- t0 ного взаимодействия двух струй, сФокусированных и направленных навстречу друг другу посредством прямоточных сопел (11.

Это устройство не обеспечивает распыла больших количеств жидкости с небольшими удельными энергоэатратами из-за необходимости потребления сжатого газа и поэтому не находит широкого применения. 20

Известно также устройство для распыления, содержащее узел подачи жидкости к соосно расположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу 25 и источник электропитания (2) .

Данный распылитель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и доастигаемому результату. 30

Недостатком его является ограниченна я область применен и я в сэ язи с относительно большими габаритами и обеспечение эФФективной электризации только таких жидкостей, которые обладают большим удельным электрическим сопротивлением.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что узел подачи жидкости выполнен в виде патрубка со сквозными радиальными отверстиями, а распылителив виде расположенных на наружной поверхности патрубка продольных пазов, сообщающихся с радиальными отверстиями и охватываемых эластичными гильзами.

Кроме того, распылители снабжены расположенным на одной из гильз электропроводным конусом, а на другой — коронирующими электродами.

Электроды выполнены в виде охватывака их гильзу и соосно расположенных относительно нее концентричнык ободов из электропроводного материала с зубчатыми кромками, (54 ) УСТРОЙСТВО В. Н. БРОДСКОГО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ь89 738 обращенными н сторону распыпенной жидкости

На фиг.1 изображен общий вид устройства в продольном разрезе; на фиг.2 — поперечный разрез устройства; на фиг.3 -. общий вид устройства для случая, когда необходимо осуществлять многоэенное распыление жидкости; на фиг.4 — вариант выполнения распылителя для случаев, когда требуется обеспечивать тонкодисперсный распыл относительно необходимых количеств жидкости; на фиг.5 — вид сверху фиг.4.

Уст ройство для распыл ени я с одер,жит узел подачи жидкости к соосно расположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу, и источник электропитани я. Уэ ел подачи жидкости вы- 20 полнен в виде патрубка 1 со сквозными радиальными отверстиями 2, а распылители — в виде расположенных на.наружной поверхности патрубка продольных пазов 3, сообщающихся 25 с радиальными отверстиями 2 и охватынаемых эластичными гильзами 4 и 5.

Поперечное сечение продольных пазов

3, уменьшается н направлении к кольцевой расточке 6. 30

Устройство для распыления снабжено расположенным на одной иэ гильз 4 электропроводным конусом 7, а на другой 5 - коронирующими электродами 8 и 9 (как минимум два). Электропроводный конус 7 устанонлен на гильзе 5 при помощи нтулки 10 и должен быть заземлен.

Электроды 8 и 9 выполнены в виде охватывающих гильзу 5 и сносно расположенных относительно нее концентричных ободов из электропроводного материала с зубчатыми кромками 11 и 12, обращенными в сторону распыленной жидкости.

Электроды 7 и 8 устанавливаются при помощи втулки 13 и стоек 14, выполненных из диэлектрического материала.

К коронирующим электродам 7 и 8 подключены провода 15 и 16 от исгочника электропитания пульсирующего или импульсного высокого напряжения постоянного тока.

Многозенное распыление больших количеств жидкости (см.фиг.3) осу- 55 ществляется устройством для распыления, приспособленным для установки непосредственно на трубе, по которой производится транспортировка распыляемой жидкости. для,60 этого предварительно в трубе 17 выполняют сквозные отверстия 2, .а также глухие отверстия i8„ необходимые для точной фиксации составной втулки 19, состоящей иэ двух идентичных половин полукругового профиля, имеющих на наружной поверхности продольные пазы 3 и кольцевую расточсу 4. иа составную втулку 19 сверху устанавливаются гильзы 4 и 5 и крепежные хомуты 20. Если требуется осуществить электризацию распыляемой жидкости, то эти распылители оснащаются коронирующими электродами 8 и 9, подобно тому, как это показано на фиг.1, но количество пар электродов зависит от производительности распылителя и величины высокого напряжения, подаваемого на укаэанные коронирующие электроды 8 и 9. Для случаев, когда необходимо обеспечивать тонкодисперсный распыл относительно небольших количеств жидкости, например для окраски иэделий или для иониэации и увлажнения воздуха разработан распылитель, показанный на фиг. 4 и 5. Он состоит из втулки 21, ныполненной из тонколистового металла, имеющей симметрично расположенные капленидные отве = стия 22 и внешнюю резьбу 23, а также внутреннюю втулку 24, гильзы 4 и 5 и пробки 25.

Устройство для распыления работает следующим образом. Вначале под давлением от 0,5 кгс/см и более жида кость подается в патрубок 1 н через

<сквозные отверстия 2 поступает в пазы 3, где за счет сужения их сечения в направлении к выпускным отверстиям, скорость потоков жидкости постепенно нозрастает и достигает сноего максимума непосредственно на выходе, над поверхностью кольцевой расточки 6. Встречно направленные струи, выпущенные из противоположно и соосно расположенных пар пазов

3, соударяются между собой в открытом пространстве, образуя факел распыленной жидкости, плоскость которого перпендикулярна к продольной оси патрубка 1. Соударение указанных струй В открытом пространсгве вызынает реакцию отдачи на потоки жидкости, движущиеся по панам 3, что приводит к возникновению волновых давлений в этих пазах. Стенки гильз

4 и 5, воспринимая пульсации давле- ния то сжимаются, то растягиваются и тем самым выполняют функции резонаторов: увеличивают амплитуду пульсаций давления, обеспечивают повышЕние эффективности диспергирования жидкости, Через 5-10 с после того, как процесс распыления стабилизируется, на коронирующие электроды 8 и 9 по проводам 15 и 16 одновременно или поочередно подаются импульсы пос,тоянного тока с напряжением от 5

689738 до 70 кВ, например отрицательной полярности.

При этом на заостренных зубцах электродов 8 и 9 возникают коронные разряды, которые генерируют потоки ионов. Потоки ионов осаждаются на капельках распыляемой жидкости, насылая их электрическими зарядами.

Эффективность процесса электризации капель повышается благодаря заземленному конусу 7, ибо он способствует увеличению напряженности электрического поля и защищает факел распыленной жидкости в зоне действия коронных разрядов от размывания потоком какого-либо газа, обтекающего распылитель при его работе.

Электризация распыленной жидкости существенно интенсифицирует проведение целого ряда различных технологических процессов: тепло- и массообмена между жидкостью и газами, очистку газов от аэрозолей, горение различных видов топлива, осушку растворов и суспензий, окраску иэделий, охлаждение, подогрев, осушку, увлажнение и ионизацию воздуха или иного газа, обеспечивает высокую однородность дисперсности распыляемой жидкости, ибо под действием Кулоновых сил происходит вторичное дробление крупных капель на мелкие.

Благодаря выполнению гильз 4 и 5 иэ эластичноro растягиваемого материала обеспечена возможность изменить в широком диапазоне производительность распылителя при изменении давления подводимой жидкости в узких пределах, что улучшает условия регулирования его производительности и ведет к снижению энергозатрат.

При использовании устройства для распыления тонкодисперсный распыл непосредственно зависит от конечной скорости струй, истекающих из сопел, но равноценный эффект достигается при вдвое меньшем давлении, благодаря тому, что струи направлены точно навстречу друг другу, а поэтому их скорость и кинематическая энергия суммируется. Это обеспечивает наибольшее снижение энергозатрат.

Известно, что форсунки весьма подвержены заострению механическими примесями, взвешенными в жидкости, причем даже и в тех случаях, когда максимальный размер механических примесей на порядок меньше диаметра сопла форсунки. Это объясняется тем, что при вращательном движении жидкости в форсунке проявляет себя циклонный эффект, вызывающий коагуляцию механических примесей и закупоривание ими сопла.

В разработанных устройствах для распыления полностью исключены условия для возникновеНия указанного

5 эффекта и, кроме того, вероятность засорения его выходных каналов уменьшена в значительной мере благодаря тому, что гильзы выполнены из эластичного растягиваемого материала. По этой причине требования, предьявляемые к фильтрам для очистки жидкости при их использовании, для этих распылителей значительно менее жесткие, а следовательно, обеспечивается снижение энергозатрат.

Электризация капель при работе устройства для распыления происходит без применения коронирующих электродов и источников высокого. напряжения. Она происходит за счет сильного проявления баллоэлектрического эффекта, вызванного встречно-ударным взаимодействием струй ° однако для получения капелек до,статочного электрического заряда жидкость к распылителю требуется подво9 дить под давлением 6-8 кгс/см, что во многих случаях нежелательно с точки зрения энергетических затрат и может быть рекомендовано только, когда укаэанные затраты не являются решающими. Вместе с тем для ионизации воздуха, как показали опыты, к распылителю можно подводить чистую воду поддавлением от 2 кгс/см.

Далее,как было указано выше, для одного распылительного устройства предусматри в ает с я ис поль зоват ь по меньшей мере два коронирующих электрода l l и 12, ибо при этих условиях обеспечивается эффективная электризация до 0,2-0,4 Т/ч и при использовании источника

g$ электропитания с напряжением не менее 15 кВ. Для распылителей, имеющих единичную производительность выше 0,4 Т/ч.м, необходимо.использовать большее количество пар коро-gg нирующих электродов с учетом также и величины прикладываемого к ним напряжения электропитания.

Кроме того, решающее значение

55 для эффективности работы распылителя имеет правильный выбор режима электропитания, учитывающий, как .правило, высокую влажность окружающего воздуха. Поэтому предусмоту» рено для каждой пары коронирующих электродов осуществлять раздельное электропитание ипульсным или пульсирующим выпрямленным высоким напряжением от 5 до 70 кВ преимущественно отрицательной полярности. 1 „ в68Э738

15

25

Благодаря этому, во-первых,обеспечиваются условия насыщения капелек распыленной жидкости электрическими зарядами предельно возможной величины, во-вторых, исключается опасность возникновения коротких замыканий и, в-третьих, существенно упрсщается конструкция источников высокого напряжения, ибо во многих случаях становится возможным для этой цели использовать дешевые и компактные сухие высоковольтные трансформаторы, например, те,которые обычно применяют для неоновой рекламы, а также — импульсные трансформаторы.

Формула изобретения

1. Устройство для распыления, содержащее узел подачи жидкости к соосно расположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу, и источник электропитания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, узел подачи жидкости выполнен в виде патрубка со сквозными радиальными отверстиями, а распылители — в виде расположенных на наружной поверхности патрубка продольных пазов, сообщающихся с радиальными отверстиями и охватываемых эластичными гильзами.

2. Устройство по ri.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено расположенным на одной из гильз электропроводным конусом, а на другой — коронирующими электродами.

3. Устройство по п.1,2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электроды выполнены в виде охватывающих гильзу и соосно расположенных относительно нее концентричных ободов иэ электропроводного материала с зубчатыми кромками, обращенными в сторону распыленной жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9408511, кл. В 05 В 7/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9397718, кл. В 05 B 5/00, 1971 (прототип) .