ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА Российский патент 1995 года по МПК B05B7/10 

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей, содержащих твердую фазу, в распылительных сушилках и может быть применено в химической промышленности, например, для сушки полимерных материалов.

При сушке в распылительных сушилках на дисперсность и однородность готового продукта определяющее влияние оказывают дисперсность и однородность капелек распыла, на равномерное заполнение сушильной камеры капельками продукта, а следовательно, на интенсивность процесса сушки большое влияние оказывает ширина факела распыла, на время пребывания продукта в сушильной камере скорость вылета капелек из форсунки, что может быть охарактеризовано длиной факела распыла. Известно, что с увеличением производительности пневматических форсунок снижается удельный расход распыливающего агента, что приводит к снижению дисперсности и возрастанию неоднородности распыла [1, 2] Однако в то же время к ряду продуктов при сушке в распылительных сушилках предъявляются такие требования, как высокие дисперсность и однородность (дисперсность распыла понятие, характеризующее размер капелек в факеле). Таким образом, пневматические форсунки должны обеспечивать достаточно широкий и короткий факел распыла и однородность капелек требуемых размеров при заданной производительности форсунки.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус, вставку с каналом для жидкости, оканчивающуюся жидкостным соплом, наконечник с воздушным соплом, патрубки подвода жидкости и сжатого воздуха [3]
Недостатком данной пневматической форсунки при использовании ее для сушки распылением является длинный и узкий факел распыла, что обусловлено радиальным подводом сжатого воздуха в форсунку. Кроме того, недостатком является невозможность получения высокой дисперсности распыла при достаточно большой производительности пневмофорсунки.

Известно распылительное устройство для сушки [4] содержащее равномерно размещенные в горизонтальной плоскости форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода распыливающего агента и к распределительному коллектору для высушиваемого материала, причем коллектор образован двумя параллельными пластинами, нижняя из которых выполнена с профилированными каналами, образующими жидкостные полости форсунок, а в верхней закреплены сопловые насадки, подсоединенные к трубопроводу для распыливающего агента и входящие свободными концами в жидкостные полости.

В данном устройстве повышение качества распыла (повышение дисперсности) достигается путем подачи распыливаемой жидкости через несколько форсунок.

Недостатком устройства является необходимость значительного увеличения количества форсунок и площади устройства для получения достаточно широкого факела распыла, что приводит к невозможности использования его в выпускаемых типовых распылительных сушилках. Кроме того, недостатком устройства является большая длина факела распыла, что обусловлено радиальным истечением сжатого воздуха из воздушного сопла.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является пневматическая форсунка, содержащая корпус с цилиндрическим каналом и коническим воздушным соплом на конце и установленный в сопле завихритель с винтовыми канавками на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом внутри него [5]
Благодаря завихрителю с винтовыми канавками сжатый воздух приобретает вращательное движение, что приводит к формированию широкого и короткого факела распыла. Недостатками данной форсунки являются низкая дисперсность и неоднородность распыла.

Техническим результатом изобретения является повышение дисперсности и однородности распыла.

Этот результат достигается тем, что пневматическая форсунка, содержащая корпус с цилиндрическим каналом и коническим воздушным соплом на конце и установленный в сопле завихритель с винтовыми канавками на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом внутри него, согласно изобретению, снабжена тремя дополнительными завихрителями с винтовыми канавками, каждый из которых расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале, причем осевые линии всех каналов расположены в вершинах квадрата, а направления винтовых канавок соседних завихрителей выбраны противоположными.

На фиг. 1 показана пневматическая форсунка, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А.

Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с цилиндрическим каналом 2 и коническим воздушным соплом 3 на конце и установленный в сопле 3 завихритель 4 с винтовыми канавками 5 на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом 6 внутри него.

Форсунка также снабжена тремя дополнительными завихрителями 4 с винтовыми канавками 5, каждый из которых расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале 2 с коническим воздушным соплом 3.

Осевые линии всех каналов 2 и 6 корпуса 1 расположены в вершинах квадрата, а направления винтовых канавок 5 соседних завихрителей 4 выбраны противоположными (на фиг.2 направление канавок 5 условно показано стрелками).

С торца корпус 1 форсунки закрыт крышкой 7. Жидкостные каналы 6 внутри завихрителей 4 оканчиваются жидкостными соплами 8. Для подачи сжатого воздуха в корпус 1 подведен патрубок 9.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.

Сжатый воздух подается через патрубок 9 в корпус 1. Проходя по завихрителям 4 с винтовыми канавками 5, он приобретает вращательное движение в направлениях, указанных стрелками. Распыливаемый продукт по четырем жидкостным каналам 6 поступает к соплам 9 и на выходе, взаимодействуя с закрученными потоками сжатого воздуха, распыливается, образуя четыре пересекающихся факела. Каждый из четырех факелов взаимодействует с тремя другими. По отношению к любому рассматриваемому факелу у двух ближайших направление вращения воздушных потоков противоположно по отношению к рассматриваемому, благодаря чему направление движения воздушных потоков совпадает в пересекающихся зонах, что исключает снижение скоростей ближайших воздушных потоков при их взаимодействии.

Направление вращения воздушных потоков у противоположных факелов совпадает, поэтому направление движения воздушных потоков противоположно в пересекающейся зоне, но их пересечение происходит на достаточно большом расстоянии от корня факела, где процесс диспергирования уже закончен, благодаря чему это не приводит к ухудшению дисперсности распыла.

Таким образом, расположение жидкостных каналов, оканчивающихся соплами, так, что их осевые линии проходят через вершины квадрата, и выполнение винтовых канавок у ближайших завихрителей в противоположном направлении приводит к повышению дисперсности и однородности распыла заявляемой пневматической форсунки по сравнению с прототипом.

Использование: для диспергирования жидкостей, содержащих твердую фазу, в распылительных сушилках, для сушки полимерных материалов. Сущность изобретения: пневматическая форсунка снабжена тремя дополнительными завихрителями с винтовыми канавками. Каждый из завихрителей расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале. Осевые линии всех каналов расположены в вершинах квадрата. Направления винтовых канавок соседних завихрителей выбраны противоположными. 2 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус с цилиндрическим каналом и коническим воздушным соплом на конце и установленный в сопле завихритель с винтовыми канавками на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом внутри него, отличающаяся тем, что она снабжена тремя дополнительными завихрителями с винтовыми канавками, каждый из которых расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале, причем осевые линии всех каналов расположены в вершинах квадрата, а направления винтовых канавок соседних завихрителей выбраны противоположными.