УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ И ДРУГИХ ТЕКУЧИХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2003 года по МПК B05B7/12 

Изобретение относится к области распыления жидких и текучих веществ и может быть использовано в химической, металлургической, лакокрасочной, металлообрабатывающей промышленности, в различных отраслях машиностроения, в частности, при приготовлении коллоидных растворов, нанесении лакокрасочных и защитных покрытий на поверхности изделий, а также при охлаждении проката и деталей, обрабатываемых резанием и т.п.

Известно устройство для распыления по авторскому свидетельству СССР 485777, МПК В 05 В 7/00, 1968 год "Распылитель жидкости", содержащее корпус с воздушной камерой цилиндрической формы, кольцевое сопло, трубки подачи воздуха и жидкости, в котором с целью ограничения угла распыления трубка подачи жидкости выполнена регулируемой по высоте и установлена с зазором в трубку подачи воздуха перпендикулярно к ее поверхности.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность диспергации, так как изменение положения трубки подачи жидкости относительно трубки подачи воздуха не приводит к значительному изменению дисперсности капель.

Известно устройство для пневматического распыления жидкости по авторскому свидетельству СССР 1209309, 4 МПК В 05 В 7/30, 1986 год, принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее корпус с распыляющим соплом, размещенный внутри корпуса вкладыш в виде насадки, у которой каналы на цилиндрическом участке выполнены прямолинейными по образующей, а сужающийся участок вкладыша выполнен в виде усеченного конуса, центральный канал вкладыша сообщается с источником подачи жидкости, вкладыш образует с корпусом кольцевую камеру, сообщающуюся с патрубком подачи сжатого воздуха.

Недостатком известного устройства для пневматического распыления жидкости является отсутствие возможности регулирования степени диспергации распыляемого вещества, то есть отсутствует возможность изменения площади проходных сечений каналов во вкладыше, что требует для каждого вещества наличия соответствующего вкладыша.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача обеспечения бесступенчатого регулирования степени диспергации распыляемого вещества за счет изменения площади проходных сечений каналов подачи рабочего газа при многоструйной его подаче в факел распыления.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что устройство для распыления жидкости и других текучих веществ содержит корпус со сквозной цилиндрической полостью, с одного конца которой установлен патрубок, а на другом конце цилиндрической полости выполнено сопло, в полости корпуса расположен вкладыш с внутренним продольным сквозным каналом, в боковой стенке корпуса выполнено сквозное отверстие, при этом вкладыш выполнен в виде трубообразной упругой цанги, разрезной конец которой расположен в сопле, в полости упругой цанги расположена упругая втулка, надетая на упомянутый патрубок, при этом прорези упругой цанги с одной стороны перекрыты внутренней поверхностью сопла, с другой стороны перекрыты наружной поверхностью упругой втулки с образованием каналов, связанных со сквозным отверстием, выполненным в боковой стенке корпуса, и упругая цанга снабжена механизмом для продольного перемещения относительно корпуса.

Упругая цанга может быть выполнена с расширяющейся в сторону соплового среза конической наружной поверхностью.

Упругая цанга может быть выполнена с сужающейся в сторону соплового среза конической наружной поверхностью.

Прорези упругой цанги могут быть выполнены различной ширины относительно одна другой.

В упругой цанге лепестки, образованные прорезями, могут быть выполнены в форме плоских спиралей с образованием между ними спиральных каналов.

Упругая цанга может быть выполнена из композиционного материала, например стеклопластика.

Упругая цанга может быть выполнена сборной из лепестков, скрепленных между собой в корневой части бандажным кольцом.

Упругая втулка может быть выполнена из ячеистого материала.

Упругая втулка может быть выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной газом.

Упругая втулка может быть выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной вязкой жидкостью.

Упругая втулка может быть выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной вязкопластичным веществом.

Упругая втулка может быть выполнена из эластичного материала с системой продольных полостей, открытых со стороны соплового среза.

В патрубке может быть расположено не менее двух продольных каналов для подачи распыляемого материала, оси которых параллельны друг другу.

В патрубке может быть расположено не менее двух продольных каналов для подачи распыляемого материала, имеющих различные площади поперечных сечений.

В цилиндрической полости корпуса между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью упругой цанги может быть расположена цилиндрическая вставка из упругого материала, выполненная в виде цилиндрического полукольца, перекрывающая часть каналов, образованных прорезями упругой цанги, с возможностью получения системы струй, расположенных по дуге окружности.

Распыляемая жидкость или текучее вещество подается самотеком или под давлением через патрубок и недетую на него упругую втулку. Рабочий газ подается под давлением через отверстие в боковой стенке корпуса. Распределяясь в цилиндрической полости корпуса между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью упругой цанги, рабочий газ истекает через каналы в упругой цанге, образованные ее прорезями, внутренней поверхностью сопла, наружной поверхностью упругой втулки, в виде системы газодинамических струй, расположенных по окружности (или дуге окружности при установленной цилиндрической вставке). Между газодинамическими струями и центральным потоком распыляемого вещества образуется разреженная зона, в которой в зазор между струями засасывается воздух из окружающего пространства. Разгоняясь, воздух стремится раздвинуть газодинамические струи и увеличить разреженное пространство внутри факела. Одновременно поток жидкости или текучего вещества испытывает центробежные усилия растяжения в сторону газодинамических струй, приводящие к дроблению. Образованное облако мелких капель движется внутри газодинамического "транспортера", состоящего из отдельных газодинамических струй. По мере падения скорости газодинамических струй имеет место их смыкание в единый кольцевой поток с размывающимся пограничным контуром, что приводит к турбулизации внутреннего потока и гомогенизации диспергированной жидкости. В результате постадийного процесса дробления, распыления, турбулизации и транспортирования системой газодинамических струй дальнобойность факела значительно возрастает, дисперсность капель существенно повышается, возможность изменения площади проходных сечений каналов в упругой цанге позволяет производить настройку и оптимизировать процесс распыления, обеспечивая необходимый уровень диспергации, гомогенизации или качества напыляемого покрытия, а также уменьшить потери распыляемого материала.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по авторскому свидетельству СССР 1209309, 4 МПК В 05 В 7/30, 1986 год "Устройство для пневматического распыления жидкости" тем, что вкладыш выполнен в виде трубообразной упругой цанги, разрезной конец которой расположен в сопле, в полости упругой цанги расположена упругая втулка, надетая на патрубок, при этом прорези упругой цанги с одной стороны перекрыты внутренней поверхностью сопла, с другой стороны перекрыты наружной поверхностью упругой втулки с образованием каналов, связанных со сквозным отверстием, выполненным в боковой стенке корпуса, и упругая цанга снабжена механизмом для продольного перемещения относительно корпуса с возможностью бесступенчатого регулирования площади проходных сечений каналов подачи рабочего газа при многоструйной его подаче в факел распыления.

Указанное отличие позволяет получить технический результат, а именно обеспечить бесступенчатое регулирование степени диспергации распыляемого вещества за счет изменения площади проходных сечений каналов подачи рабочего газа при многоструйной его подаче в факел распыления.

На фиг. 1 представлен продольный разрез заявляемого устройства для распыления жидкости и других текучих веществ.

На фиг.2 - вид заявляемого устройства по стрелке А фиг.1.

На фиг.3 изображено сечение заявляемого устройства по Б-Б фиг.1, показан пример, когда цилиндрическая вставка установлена.

На фиг. 4 - разрез заявляемого устройства по В-В фиг.2, показан пример, когда отсутствует цилиндрическая вставка, а упругая втулка выполнена с системой продольных каналов, открытых со стороны соплового среза.

На фиг. 5 представлен продольный разрез заявляемого устройства, показан пример выполнения упругой втулки с кольцевой полостью, заполненной газом или вязкой жидкостью или вязкопластичным веществом.

На фиг.6 - продольный разрез заявляемого устройства для распыления жидкости и других текучих веществ, показан пример, когда выполнено несколько каналов подачи распыляемого вещества.

На фиг. 7 - вид по стрелке Г фиг.6 на заявляемое устройство со стороны соплового среза, показан пример, когда каналы подачи распыляемого вещества имеют одинаковую площадь поперечных сечений.

На фиг. 8 - вид по стрелке Г фиг.6, показан пример, когда каналы подачи распыляемого вещества имеют различную площадь поперечных сечений.

На фиг.9 - продольный разрез заявляемого устройства для распыления жидкости и других текучих веществ, показан пример, когда упругая цанга выполнена с конической наружной поверхностью, сужающейся к сопловому срезу.

На фиг.10 - продольный разрез заявляемого устройства для распыления жидкости и других текучих веществ, показан пример, когда упругая цанга выполнена с конической наружной поверхностью, сужающейся к сопловому срезу, а также отсутствует цилиндрическая вставка.

На фиг. 11 показан вид по стрелке Д фиг.9 на заявляемое устройство со стороны соплового среза.

На фиг.12 - вид по стрелке Д фиг.9, показан пример, когда прорези упругой цанги выполнены разной ширины относительно одна другой.

На фиг.13 изображен вид по стрелке Д фиг.9, показан пример, когда в упругой цанге лепестки, образованные прорезями, выполнены в форме плоских спиралей с образованием между ними спиральных каналов.

На фиг. 14 представлена цилиндрическая вставка, выполненная в форме цилиндрического полукольца.

На фиг. 15 показано аксонометрическое изображение упругой цанги, выполненной сборной из лепестков, скрепленных между собой в корневой части.

На фиг.16 представлено аксонометрическое изображение упругой цанги, выполненной из лепестков в форме плоских спиралей, с образованием между ними спиральных каналов, скрепленных между собой в корневой части бандажным кольцом.

Устройство для распыления жидкости и других текучих веществ (фиг.1) содержит корпус 1 со сквозной цилиндрической полостью, с одного конца которой установлен патрубок 2 для подачи распыляемого вещества, а на другом конце цилиндрической полости выполнено сопло 3. В полости корпуса 1 расположен вкладыш, выполненный в виде трубообразной упругой цанги 4, разрезной конец которой расположен в сопле 3, в полости упругой цанги 4 расположена упругая втулка 5, надетая на упомянутый патрубок 2, при этом прорези 6 упругой цанги 4 с одной стороны перекрыты внутренней поверхностью сопла 3, с другой стороны перекрыты наружной поверхностью упругой втулки 5 с образованием каналов 7, связанных со сквозным отверстием 8, выполненным в боковой стенке корпуса 1. Упругая цанга 4 снабжена механизмом продольного перемещения относительно корпуса 1, состоящего из гайки 9 и уплотнения 10. Гайка 9 может перемещаться в осевом направлении по резьбе 11 на патрубке 2. Уплотнение 10 необходимо для герметизации стыка корпуса 1 и гайки 9.

Упругая цанга 4 может быть выполнена с расширяющейся конической наружной поверхностью 12 (фиг. 1, 4, 5, 6) или с сужающейся конической наружной поверхностью 13 (фиг.9, 10) в сторону соплового среза, что позволяет получить газодинамический факел с расходящейся или сходящейся системой струй. Соответственно сопло 3 также выполнено расширяющимся или сужающимся к своему срезу.

В упругой цанге 4 прорези 6 (фиг.2, 7, 8, 11, 12, 15) выполнены в радиальном направлении, при этом прорези 6 могут быть выполнены различной ширины одна относительно другой (фиг.12), что позволяет усилить возмущающее воздействие на струю распыляемого вещества со стороны струй рабочего газа.

В упругой цанге 4 лепестки 14 могут быть выполнены в форме плоских спиралей с образованием между ними спиральных каналов 7 (фиг.13, 16), что позволяет упростить изготовление упругой цанги 4 и всего устройства для распыления жидкости и других текучих веществ.

Упругая цанга 4 может быть выполнена из композиционного материала, например стеклопластика, что позволяет обеспечить плавность регулирования, уменьшить усилие, необходимое для перемещения упругой цанги 4 относительно корпуса 1.

Упругая цанга 4 может быть выполнена сборной из лепестков 14, скрепленных между собой в корневой части бандажным кольцом 15 (фиг.15, 16), что позволяет упростить изготовление упругой цанги 4.

Упругая втулка 5 может быть выполнена из ячеистого материала, что позволяет упростить изготовление упругой втулки 5.

Упругая втулка 5 может быть выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью 16 (фиг. 5), заполненной газом, вязкой жидкостью или вязкопластнчным веществом, что позволяет обеспечить плавность регулирования, уменьшить усилие, необходимое для перемещения упругой цанги 4 относительно корпуса 1.

Упругая втулка 5 может быть выполнена из эластичного материала с системой продольных полостей 17, открытых со стороны соплового среза (фиг.1, 2, 3, 4, 12, 13), что позволяет обеспечить плавность регулирования, уменьшить усилие, необходимое для перемещения упругой цанги 4 относительно корпуса 1.

В патрубке 2 может быть расположено не менее двух продольных каналов 18 для подачи распыляемого вещества, оси которых параллельны друг другу (фиг.6, 7), что позволяет осуществлять спреерную подачу распыляемого вещества, то есть распыляемое вещество подается в газодинамический факел несколькими струями. Таким образом, можно увеличить степень диспергации капель распыляемого вещества, а также распылять несколько веществ, подача которых по одному каналу 18 невозможна.

В патрубке 2 может быть расположено не менее двух продольных каналов 18 для подачи распыляемого вещества, имеющих разные площади поперечных сечений, что позволяет подавать в газодинамический факел распыляемые вещества с разным расходом (фиг.8).

В цилиндрической полости корпуса 1 между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью цилиндрической части упругой цанги 4 может быть расположена цилиндрическая вставка 19 из упругого материала, выполненная в виде цилиндрического полукольца, перекрывающая часть каналов 7, образованных прорезями 6 упругой цанги 4, с возможностью получения системы струй, расположенных по дуге окружности. Такая система струй позволяет получить газодинамический факел в виде лотка, что эффективно при перемешивании нескольких веществ в газодинамическом факеле (фиг.1, 3, 5, 6, 9, 14).

Устройство работает следующим образом. Рабочий газ подают по отверстию 8 в сквозную цилиндрическую полость корпуса 1, и далее рабочий газ распределяется по каналам 7, проходящим в упругой цанге 4. Вытекая из каналов 7 упругой цанги 4, потоки рабочего газа образуют факел, который состоит из системы газодинамических струй, расположенных по окружности или по дуге окружности при установленной цилиндрической вставке 19. При этом система газодинамических струй может быть расходящейся в случае применения упругой цанги 4 с расширяющейся конической наружной поверхностью 12 к сопловому срезу (фиг.1, 4, 5, 6) или сходящейся, если коническая наружная поверхность 13 сужается к сопловому срезу (фиг.9, 10). Распыляемое вещество подают самотеком или под давлением через патрубок 2 по каналу 18.

Бесступенчатое регулирование устройства и получение необходимого режима распыления осуществляется с помощью гайки 9. Вращение гайки 9 приводит к осевому перемещению упругой цанги 4 относительно корпуса 1. При этом изменяется площадь проходных сечений каналов 7, расположенных в упругой цанге 4, что приводит к изменению газодинамической структуры факела. Упругая втулка 5 деформируется под действием упругой цанги 4, принимая необходимую форму, и перекрывает доступ рабочего газа во внутреннюю полость упругой цанги 4. Цилиндрическая вставка 19 деформируются под действием перемещающейся упругой цанги 4, принимая необходимую форму, и перекрывает доступ рабочего газа в часть каналов 7 упругой цанги 4.

Изобретение позволяет получить технический результат, а именно обеспечить бесступенчатое регулирование степени диспергации распыляемого вещества за счет изменения площади проходных сечений каналов подачи рабочего газа при многоструйной его подаче в факел распыления.

Изобретение относится к распылению жидких и текучих веществ и может быть использовано в химической, металлургической, лакокрасочной, металлообрабатывающей промышленности, в различных отраслях машиностроения, в частности при приготовлении коллоидных растворов, нанесении лакокрасочных и защитных покрытий на поверхности изделий, а также при охлаждении проката и деталей, обрабатываемых резанием и т.п. Устройство для распыления жидкости и других текучих веществ содержит корпус со сквозной цилиндрической полостью, с одного конца которой установлен патрубок, а на другом конце цилиндрической полости выполнено сопло, в полости корпуса расположен вкладыш с внутренним продольным сквозным каналом, в боковой стенке корпуса выполнено сквозное отверстие, при этом вкладыш выполнен в виде трубообразной упругой цанги, разрезной конец которой расположен в сопле, в полости упругой цанги расположена упругая втулка, надетая на упомянутый патрубок, при этом прорези упругой цанги с одной стороны перекрыты внутренней поверхностью сопла, с другой стороны перекрыты наружной поверхностью упругой втулки с образованием каналов, связанных со сквозным отверстием, выполненным в боковой стенке корпуса, и упругая цанга снабжена механизмом для продольного перемещения относительно корпуса. Устройство для распыления жидкости и других текучих веществ позволяет получить технический результат, а именно обеспечить бесступенчатое регулирование степени диспергации распыляемого вещества за счет изменения площади проходных сечений каналов подачи рабочего газа при многоструйной его подаче в факел распыления. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для распыления жидкости и других текучих веществ, содержащее корпус со сквозной цилиндрической полостью, с одного конца которой установлен патрубок, а на другом конце цилиндрической полости выполнено сопло, в полости корпуса расположен вкладыш с внутренним продольным сквозным каналом, в боковой стенке корпуса выполнено сквозное отверстие, отличающееся тем, что вкладыш выполнен в виде трубообразной упругой цанги, разрезной конец которой расположен в сопле, в полости упругой цанги расположена упругая втулка, надетая на упомянутый патрубок, при этом прорези упругой цанги с одной стороны перекрыты внутренней поверхностью сопла, с другой стороны перекрыты наружной поверхностью упругой втулки с образованием каналов, связанных со сквозным отверстием, выполненным в боковой стенке корпуса, и упругая цанга снабжена механизмом для продольного перемещения относительно корпуса. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая цанга имеет расширяющуюся в сторону соплового среза коническую наружную поверхность. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая цанга имеет сужающуюся в сторону соплового среза коническую наружную поверхность. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прорези упругой цанги выполнены различной ширины относительно одна другой. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в упругой цанге лепестки, образованные прорезями, выполнены в форме плоских спиралей, с образованием между ними спиральных каналов. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая цанга выполнена из композиционного материала, например стеклопластика. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая цанга выполнена сборной из лепестков, скрепленных между собой в корневой части бандажным кольцом. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая втулка выполнена из ячеистого материала. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая втулка выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной газом. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая втулка выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной вязкой жидкостью. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая втулка выполнена из эластичного материала с кольцевой полостью, заполненной вязкопластичным веществом. 12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругая втулка выполнена из эластичного материала с системой продольных полостей, открытых со стороны соплового среза. 13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в патрубке расположено не менее двух продольных каналов для подачи распыляемого вещества, оси которых параллельны друг другу. 14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в патрубке расположено не менее двух продольных каналов для подачи распыляемого вещества, имеющих различные площади поперечных сечений. 15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в цилиндрической полости корпуса между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью упругой цанги расположена цилиндрическая вставка из упругого материала, выполненная в виде цилиндрического полукольца, перекрывающая часть каналов, образованных прорезями упругой цанги, с возможностью получения системы струй, расположенных по дуге окружности.