Вихревая форсунка

Вихревая форсунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

НАГ+: . - .)

О ((-ет-"с((ет*н и е

Союз Советских

Социалистических

Республик

"" 701718

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.08.77 (21) 2517833/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Ириоритет— (51) М. Кл .

В 05 В 1/34

Государственный нометет

СССР по делам нзооретеннй н открытнй

Опх бликовано 05.12.79. Бюллетень № 45 (53) У ДК 66.069..83 (088,8) Дата опубликования описания 15.12.79 (72) А вторы изобретения

А. С. Коливашко, В. А. Мизин и И. М. Ханин (7I ) Заявитель

Днепропетровский химико-технологический институт имени Ф. Э. Дзержинского (54) ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА

11астоящее изобретение относится к оба((сз и техники распыления жидкостей и мо.к(т быть использовано в коксо-химической

l5 химической и смеiKHb(x с ними промышленH()cTHx лля распыления жидкостей в теплои м ассообменных а ппа ратах.

Известны вихревые форсунки, содержапгие корпус и вкладыш-завихритель (11.

Недостатком известных форсунок являет»я низкая степень распыления жидкости, п»шгзможность создания заполненного факела и требуемого распределения жидкости

H() верхнему сечению насадки.

Известна также вихревая форсунка для распыления жидкостей, содержащая корпус с сонловым отверстием и камерой смешения с расположенным в ней вкладышем-завихрнтс ем, с каналами, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими HBклон к оси форсунки в тангенциальном направлении, одной стенкой, имеющей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси (2).

Данная форсунка является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком ее является наличие некоторой неравномерности распределения капель по нормальному сечению факела (наличие двуx более плотных потоков в факеле жидкости) из-за недостаточного взаимодействия двуx образующихся за вклалышемзавихрителем потоков жидкости в камере смешения форсунки. Особенно ярко проявляется это при напорах жидкости перел форсункой от 40 м вод. ст. и выше. Жидкость вытекает из форсунки в ниле лвуx узких потоков. Отклонение от требуемого распределения капель по нормальному ссч»HIH() факела является существенным н»ло»татком форсунок при работе в аппаратах теплои массообмена.

В вихревой форсунке в камер»»÷ IH»ння нел()статочно взаимодействие потоков, 0()разованных жи LKO»Tblo за канал lxlH завнхрителя, лля получения удовлетворит», lhH()I () распределения жидкости в факеле из-за ра»текания в камере неограниченных струй, что

2в не лает возможность достаточно эффективно формировать осевой поток. Это приводит к необходимости удлинять камеру смешения для усиления взаимодействия потоков (как

701718

Формула изобретения правило, отношение высоты камеры смешения, определяемое расстоянием от сопла до нижнего торца завихрителя, к ее диаметру в данной конструкции составляет не менее

l,2) . По этой же причине форсунка обеспечивает удовлетворительное распределение только в камерах с диаметрами до 0,05 м.

При увеличении диаметра камеры распределение резко ухудшается. Форсунка имеет ограниченную производительность (до 15 м/ч) т. к. практически добиться удовлетворительного распределения при большой производительности не удается.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности и надежности форсунки.

Указанная цель достигается тем, что стенки каналов, имеющие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыша-завихрителя.

Кроме того, стенки каналов выполнены пересекающимися между собой на расстоянии, равном 0,3 — 0,8 высоты вкладышазавихрителя, а отношение высоты камеры смешения к ее внутреннему диаметру составляет 0,7 — 1,0.

На фиг. 1 изображена вихревая форсунка в общем виде с частичным разрезом; на фиг. 2, 3 и 4 — вкладыш-завихритель в трех видах.

Вихревая форсунка для распыления жидкостей содержит корпус 1 с сопловым отверстием 2 и камерой смешения 3 с расположенным в ней вкладышем-завихрителем 4 с каналами 5, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими наклон к оси форсунки в тангенциальном направлении, одной стенкой, имеющей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси, причем стенки каналов, имеющие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыша-завихрителя.

Стенки ка налов выполнены пересекающимися между собой на расстоянии, равном

0,3 — 0,8 высоты вкладыша-завихрителя, а отношение высоты камеры смешения к ее внутреннему диаметру составляет 0,7 — 1.0.

Вихревая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом.

Жидкость, поступающая под давлением, попадает в завихряющие каналы 5. Благодаря тангенциальному наклону, потоки жидкости, проходя по ним, приобретают две составляющие скорости: поступательную (осевую) и вращательную (окружную), которые приводят эти потоки жидкости в интенсивное поступательно-вращательное движение внутри камеры смешения 3, образованной внутренними поверхностями стенок корпуса 1 форсунки и основанием вкладышаS

16

15 го

3О

4О

5е

55 завихрителя 4. Из-за наклона завихряющих каналов 5 в радиальном направлении потоки жидкости наряду с осевой и окружной скоростями приобретают радиальную составляющую, что приводит к взаимодействию отдельных потоков в области оси форсунки.

Пересечение между собой стенок каналов 5, имеющих наклоны в радиальном направлении, внутри вкладыша-завихрителя 4 между верхним и нижним торцами на вертикальной оси форсунки приводит к тому, что отдельные потоки жидкости встречаются друг с другом непосредственно в самом вкладышезавихрителе 4, что приводит к их интенсивному взаимодействию уже внутри вкладышазавихрителя 4, тем самым осевой поток жидкости, необходимый для образования заполненного сплошного факела формируется еще до входа потоков в камеру смешения. В камере смешения происходит дальнейшее взаимодействие потоков в результате чего создается гидродинамическая обстановка, позволяющая получить на выходе из сопла форсунки конический факел жидкости. Интенсивное взаимодействие потоков во вкладыше-завихрителе и камере смешения позволило выполнить камеру высотой 0,7 — 1,0 от ее диаметра и при этом получить требуемое распределение капель в факеле в расширенном диапазоне давлений и производительностей.

Данная вихревая форсунка позволяет обеспечить требуемое распределение капель в факеле распыляемой жидкости в расширенном диапазоне производительности от 0,5 до 70 м /ч. при давлении перед форсункой от 5 до 60 м вод. ст., уменьшить габариты форсунки при сохранении производительности. Форсунка имеет большие размеры проходных сечений, что обеспечивает повышение надежности при диспергировании технологических жидкостей, загрязненных механическими и другими примесями, склонными к отложению.

l. Вихревая форсунка для распыления жидкостей, содержащая корпус с сопловым отверстием и камерой смешения с расположенным в ней вкладышем-завихрителем с каналами, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими наклон к оси форсунки в тангенциальном направлении, одной стенкой, имеющей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и надежности форсунки, стенки каналов, имеющие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыша-завихрителя.

2. Вихревая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что стенки каналов выполнены

701718

Фиг. Z

Составитель А. Чал- Борю

Техред О. Луговая Корректор T. Скворцова

Тираж 822 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Фридман

Заказ 7489/10

5 пересекающимися между собой на расстоянии, равном 0,3 — 0,8 высоты вкладышазавихрителя.

3. Вихревая форсунка по п. 1, отличаюи1аяся тем, что отношение высоты камеры смешения к ее внутреннему диаметру составляет 0,7 — 1,0. б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Ханин И. M. и др. Механические форсунки технологических аппаратов.«УкрНИИНТИ», Киев, 1971, с. 8 — 10.

2. Авторское свидетельство СССР № 339317, кл. В 05 В 3/06, 1970 (прототип).