Каскадная ударно-струйная форсунка

Каскадная ударно-струйная форсунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик, 764734

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.03.78 (21)2587548/23-05 (51) М. Кл.3

В 05 В 3/14 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230980, Б оллетень № 35 (53) УДК 66.069. .83(088.8) Дата опубликования описания 26. 09. 80 (72) Авторы изобретения

H. Д. Заварин и В. С. Галустов

Ярославский политехнический институт (71) Заявитель (54)КАСКАДНАЯ УДАРНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к техйике цаспыливания жидкостей и может быть использовано для тонкого диспергирования растворов, суспензий и других жидкостей.;

Известны распылители жидкости ударно-струйного типа, содержащие сопло и установленный перед ним комплект отражательно. распыливающих элементов $1) .

Принцип их работы заключается в преобразовании струйного течения жидкости, вытекающей из сопла в пленоч-, ное, — обладающее наибольшей поверхностной энергией. В качестве распылива,ющих элементов применяются диски, конуса, спирали и т.д. .Указанные распылители не засоряются, что позволяет .использовать их для. диспергирования весьма загрязнен- ных жидкостей, растворов и суспензий.

При этом они создают довольно грубЬтй распыл:", часто не удовлетворяющий- предъявляемым требованиям. 25

Для улучшения качества распыла в известных устройствах увеличивают скорость истечения струи я уменьшают диаметр сопла,что связано с возраста- нием удельного расхода энергии на

:распыливание,а также применяют пульсационное истечение жидкости из сбпла.

Известна также ударно-струйная форсунка, содержащая соединенное с напорным трубопроводом сопло и установленные перед ним на направляющих рабочие диски с центральными отверстиями, диаметр которых умешается по мере удаления от среза сопла(2 .

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

Недостатком ее является то, что достигаемый положительный эффект обе спечивается за счет относительного перемещения пульсатора внутри сопла.

"При этом неизбежны потери энергии на трение сопряженных элементов пульса-:. тора. Практическое использование дан:ной форсунки требует достаточно точ- : ного и отовления элементов прерыва теля с последующей их сборкой и установкой внутри сопла. . Целью настоящего изобретения яв- ляется повышение качества раслыливания.

Это достигается тем, что известная каскадная ударно-струйная форсунка, 764734

3 содержащая соединенное с напорным трубопроводом сопло и установленные перед ним на направляющих рабочие-диски с центральными отверстиями, диаметр которых уменьшается по мере уда:ления от среза сопла, согласно изобретению, снабжена двумя коническими кольцами, соединенными между собой направляющими и образующими кольце>вой конфузор, внутри которого установлены рабочие диски, причем в каждом диске выполнены примыкающая к его кромке кольцевая щель и отделеннйе от последней перемычками прорези, в которых установлены направляющие.

На фиг. 1 изображен общий вид форсунки; на фиг. 2 — рабочий диск.

Каскадная ударно-струйная форсунка содержит соединенное с напорным тру. бопроводом 1 сопло 2 и установленные перед ним на направляющих 3 рабочие диски 4 с центральными отверстиями 20

5, диаметр которых уменьшается по мере удаления от среза сопла 2.

Кроме того, форсунка снабжена двумя коническими кольцами б, соединенными между. собой направляющими 3 и 25 образующими кольцевой конфузор 7, внутри которого установлены рабочие диски 4, причем в каждом диске 4 выполнены примыкающая к его кромке кольцевая щель 8 и отделенные от по- ЗО следней перемычками 9 прорези 10, в которых установлены направляющие 3..

Коническйе кольца б соединены между собой пластинками 11. Глубина прорезей 10 на дисках 4 по мере удаления от среза сопла 2 возрастает, причем диску 4 с наибольшим диаметром центрального отверстия 5 соответству-ет минимальная глубина прорезей 10 и наоборот. Различная глубина прорезей 10 на дисках 4, а также выступы 40

12 на направляющих 3, возрастающей ширийы по мере удаления от сойла 2, позволяют располагать диски 4 в строго определенной последовательности; на определенном расстоянии друг 45 от друга и от среза сопла 2, Каскадная ударно-струйная форсунка работает следующим образом.

Распыливаемая жидкость из напорного трубопровода 1 поступает в сопло 2, откуда вытекает в виде струи с требуемой скоростью истечения. Благодаря наличию в дисках 4; установлейнйх пе- ред соплом 2 центрального отверстия, 5, диаметр которого уменьшается по мере удаления,от среза сопла 2, жид— кость Струи распределяется по рабочим поверхностям дисков 4 в виде пленки.

Пленка жидкости течет по диску 4 в

" направлении его периферии, проходя через кольцевую сквозную щель 8. На- gp личие кольцевой щели 8 вблизи кромки диска 4 турбулизирует оток пленки, Что улучшает условия ее дробления, способствуя уменьшению длины нерасйавшегося участка пленки,Так осуществляется первая стадия — дроблеиие пленки с широким диапазоном дисперсНости преобладанием значительного ,количества крупных капель. Назначение кольцевой сквозной щели как турбулизатора в этой стадии сводится к получению большого количества капель для улучшения, последующей эжекции газа в конфузор 7.

Вторая стадия — вторичное дробление капель в конфузоре 7 — приобретает все достоинства пневматического распыления с внутренним смешением с той лишь разницей,что транспорт газа и увеличение относительных скоростей фаз осуществляется за счет кинетической энергии самой жидкости. Основной недостаток пневматического распыления — большой расход энергии на сжатие и транспорт газа — здесь устраняется. В результате эжекции газа и увеличения в конфузоре относительных скоростей фаз происходит сильная турбулизация, перемешивание и газонасыщение двухфазного газожидкостного потока. Следствием этого является вторичное дробление крупных капель — приближение распыла к монодисперсному, а также выравнивание плотности заполнения факела. Вследствие увеличения газонасыщения возможно частичное растворение газа в жидкости, что также улучшает условия вторичного дробления. Таким образом, на выходе из конфузора 7 получается равномерно заполненный жидкостью тонкодисперсный факел. Предварительная турбулизация пленки на дисках и эжекция газа в конфузоре значительно повышают качество и упрощают конструкцию каскадного ударно: струйного распылителя.

Улучшение качества распыливания данным устройстэом не требует увеличения удельных энергозатрат, поскольку турбулизация пленки и эжекция газа осуществляется за счет энергии самой жидкости. При этом происходит увеличение части энергии жидкости расходуемой непоСредственно на образование новой поверхности(при эжекции в конфузоре)и увеличивается КПД распыливания. Частичное растворение газа в жидкости и интенсивная десорбция его на выходе из конфузора вследствие резкого перепада давления также способствует более тонкому и . равномерноМу. дроблению крупных ка-пель жидкости.

Данное устройство может быть с успехом использовано, для интенсификации различных тепло-массообменных процессов, протекающих в дисперсных средах.. Улучшение качества распыла в таких процессах является необходимым условием Йовышения их эффективности. Использование предлагаемого устройства несомненно принесет народ

764734 ному хозяйству существенный, экономический эффект.

Данная ударно-струйная форсунка отличается простотой конструкции, исключает воэможность засорения, чтопозволяет эффективно использовать ее для диспергирования весьма загрязненных технологических жидкостей и обеспечивать надежность в работе.

Формула изобретения

Каскадная ударно-струйная форсунка, содержащая соединенное с напорным трубопроводом сопло и установленные перед ним на направляющих рабочие диски с центральными отверстиями, диаметр которых уменьшайтся по мере удаления от среза сопла, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества распыливания, она снабжена двумя коническими кольцами,, соединенными между собой направляю- щими и образующими кольцевой конфузор, внутри которого установлены рабочие диски, причем в каждом диске выполнены примыкающая-к его кромке" кольцевая щель и отделенные от последней перемычками прорези, в которых установлены направляющие.

Источники информацйи, принятые во внимание нри экспертизе

1. Пажи Д. Г. и др. Распыливающие устройства в химической промышленнос15 ти. N. Химия, 1975, с. 154-166.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2501069/23-05, 1 кл. В 05 B 3/14, 1977 (прототип).

764734

Составитель А. Чал-Борю

Редактор В. Йолышкийа Техред И.Асталощ Корректор Е. Папп

Заказ 6388 7 . Тираж 810 . Подписное ВНИИПИ ГосударсТвевного комитета СССР:::; ::" по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент, У. Ужгород, ул. Проектная,4