СПОСОБ СЕЛЕКТИВНО-РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК B05B7/00 B05B1/28 

Изобретение относится к способам и устройствам для распыления жидкости в технологических процессах, требующих получения однородной дисперсной смеси, в частности, в двигателях внутреннего сгорания, где требуется получение мелкодисперсной смеси топлива с воздухом, в химической промышленности в аппаратах промывки газа жидкостью, требующих получения однородной крупнодисперсной смеси для уменьшения брызгоуноса промывочной жидкости.

Для распыления жидкости в технологических процессах известно множество устройств, использующих способ пневматического распыления и относящихся к струйным аппаратам. Струйными аппаратами называются такие устройства, в которых путем непосредственного контакта (смешения) осуществляется процесс передачи кинетической энергии от одного потока к другому. Несмотря на разнообразие конструкций струйных аппаратов, можно выделить следующие основные элементы: активное (рабочее) сопло, камера смешения, диффузор, входной участок горловины для пропускания пассивного потока, выполненное, как правило, в виде конфузора (Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. ч.1, С-Пб.: АНО НПО «Профессионал», 2004 г., на с.405). Недостатком таких устройств является неоднородность получаемой смеси, т.е. диаметр капель колеблется в довольно широких пределах, причем количество их по диаметрам распределяется крайне неравномерно, например, капель больших размеров по количеству относительно немного, однако они несут большую массу топлива (Морозов К.А., Матюхин Л.Н. Системы питания современных бензиновых двигателей. Учебное пособие, МАДИ.М., 1988 г., на с.7).

Известно устройство по а.с. СССР №797783 от 1981 г., содержащее системы подачи сжатого газа и жидкости, камеру распыления с входным и выходным патрубками, в которой хордально расположены распылители, а также сборник жидкости. Недостатками устройства являются: высокое аэродинамическое сопротивление, большие размеры и материалоемкость, невозможность получения однородной крупнодисперсной смеси. Эти недостатки вызваны следующим. Цилиндрическая часть камеры распыления с хордально расположенными распылителями задает вращательное движение потоку газа внутри камеры, что приводит к высокому аэродинамическому сопротивлению по сравнению с ламинарным, не изменяющим своего направления движения потоком газа. Для организации вращательного движения потока газа камера распыления должна иметь определенные размеры, причем для уменьшения аэродинамического сопротивления требуется увеличивать диаметр цилиндрической части камеры. Большие размеры устройства предопределяют его материалоемкость. При вращательном движении потока газа на внутренних стенках камеры распыления собираются частицы практически всех размеров за исключением самых мельчайших частиц, которые удерживаются во вращающемся потоке газа не за счет малой скорости оседания частиц, определяемой отношением сил аэродинамического сопротивления к массе частицы, а за счет механизма броуновского движения, действующего, как известно, на частицы, не намного порядков превышающие размеры молекул газа.

Известно устройство по а.с. СССР №246200 от 1969 г. (пункт 2), содержащее корпус, устройство для распыления воды, выполненное в виде трубок с перфорацией стенок, заключенных в корпусе аппарата и расположенных параллельно оси воздушного потока, а также установленный в корпусе водосборник, соединенный с устройством для распыления воды. Недостатком этого устройства является неоднородность получаемой смеси. Этот недостаток вызван следующим. Жидкость истекает через большое количество отверстий в стенках целого набора трубок, а также через их торцевые окончания, распадается на частицы разных размеров и уносится потоком газа, формируя таким образом множество факелов распыления. В каждом факеле распыления, кроме соответствующих торцевым окончаниям трубок, можно выделить области с преимущественным нахождением в них частиц определенного размера: крупных, средних и мелких. Множество факелов распыления накладываются друг на друга неупорядоченным, случайным образом, формируя поток распыленной жидкости, в котором частицы разных размеров распределены уже равномерно. В результате, на стенках корпуса неизбирательно собираются как крупные, так средние и мелкие частицы распыленной жидкости, образующие в аккумулированном виде жидкость, которую собирают водосборником и отправляют на повторное распыление.

Наиболее близким по технической сущности для способа является способ распыления жидкости (прототип), описанный в книге Морозов К.А., Матюхин Л.Н. Системы питания современных бензиновых двигателей. Учебное пособие, МАДИ, М., 1988, на с.7. Способ состоит в том, что струю жидкости подают под углом к потоку газа. Недостатком способа является неоднородность получаемой смеси, что вызывает повышенный расход топлива в двигателях внутреннего сгорания из-за неполного сгорания имеющихся в смеси крупных частиц топлива.

Наиболее близким по технической сущности для устройства является устройство для распыления жидкости (прототип), описанное в книге Дмитриевский А.В., Каменев В.Ф. Карбюраторы автомобильные М.: Машиностроение, 1990, на с.76-77. Устройство содержит корпус с внутренним каналом, выполненным в виде трубы Вентури, и распыляющее сопло, расположенное в узкой части внутреннего канала под углом к направлению потока газа. Недостатком устройства является неоднородность получаемой смеси, что вызывает повышенный расход топлива в двигателях внутреннего сгорания из-за неполного сгорания имеющихся в смеси крупных частиц топлива.

Настоящим изобретением решается задача уменьшения неоднородности получаемой смеси при распылении жидкости, осуществляемом путем подачи струи жидкости в поток газа. Для решения этой задачи распыление осуществляют путем подачи струи жидкости в поток газа под углом, а не параллельно потоку газа, который разбивает истекающую из распыляющего сопла струю жидкости на частицы разных размеров и увлекает их за собой, формируя таким образом факел распыления. В силу первоначального импульса движения струи жидкости, истекающей из сопла под углом к направлению потока газа и разбиваемой потоком газа на частицы разных размеров, а также под действием поля сил аэродинамического сопротивления траектории движения крупных частиц отклоняются от распыляющего сопла дальше, чем траектории движения мелких частиц. Это приводит к неравномерному распределению частиц различных размеров в факеле распыления, т.е. формируются области с преимущественным нахождением в них крупных, средних и мелких частиц. Иллюстрация разделения факела распыления на области, соответствующие различным размерам частиц распыленной жидкости, приведена на фиг.3. Из полученного факела распыления производят селекцию (отбор) частиц заданных размеров, т.е. таких размеров частиц, которые являются нежелательными по тем или иным причинам. Если из факела распыления извлечь крупные и средние частицы, тогда останутся мелкие, если извлечь средние и мелкие частицы - останутся крупные, если извлечь средние частицы - останутся крупные и мелкие. Селекцию (отбор) частиц осуществляют следующим образом. На некотором расстоянии от распыляющего сопла устанавливают сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Для селекции (отбора) частиц заданных размеров необходимо и достаточно, чтобы сборник собирал все попадающие в него частицы распыленной жидкости, а сам сборник нужно разместить в соответствующих областях факела распыления. Собранные сборником частицы распыленной жидкости образуют в аккумулированном виде жидкость, которую отправляют на повторное распыление (рециркуляция). Процессы распыления жидкости и селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа, без каких-либо поворотов или вращений этого потока газа.

Технический результат состоит в получении смеси более однородной по размерам частиц жидкости за счет удаления из факела распыления частиц заданных размеров в зависимости от варианта применения способа или назначения устройства.

Изобретательский замысел состоит в том, чтобы отойти от известных технических решений, в которых сначала распыляют жидкость, получая поток с равномерно распределенными крупными и мелкими частицами, а потом отделяют и удаляют из потока частицы заданных размеров. Вместо этого жидкость сразу распыляют таким образом, чтобы одновременно с распылением осуществлять пространственное разделение частиц разных размеров в самом факеле распыления. В этом случае удаление частиц заданных размеров сводится к удалению всех частиц из соответствующих областей факела распыления. Эффективность такого подхода к решению задачи уменьшения неоднородности смеси при распылении жидкости подтверждается математическим моделированием, которое показывает, что определяющее влияние на всю траекторию движения частицы жидкости имеет только начальный участок траектории, где частицы, появляющиеся из распадающейся струи жидкости, обладают минимальной скоростью. Чем меньше скорость движения частицы жидкости, тем легче изменить ее траекторию. По мере разгона частицы жидкости потоком газа изменить ее траекторию движения становится все труднее.

Согласно изобретению технический результат для способа (получение смеси более однородной по размерам частиц жидкости) достигается тем, что одновременно с процессом распыления жидкости путем подачи струи жидкости через распыляющее сопло под углом к потоку газа осуществляют процесс селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления. Процесс селекции (отбора) осуществляют сборником частиц распыленной жидкости, установленным на некотором расстоянии от распыляющего сопла, выполненным и расположенным с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Процессы распыления жидкости и селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа. Собранные сборником частицы распыленной жидкости образуют в аккумулированном виде жидкость, которую отправляют на повторное распыление.

Общим признаком с известным способом распыления жидкости по прототипу является распыление жидкости путем подачи струи жидкости через распыляющее сопло под углом к потоку газа.

Новыми признаками, отличающими предложенный способ от прототипа, являются следующие:

- одновременно с распылением осуществляют процесс селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления;

- процесс селекции (отбора) осуществляют сборником частиц распыленной жидкости, установленным на некотором расстоянии от распыляющего сопла, выполненным и расположенным с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц;

- процессы распыления жидкости и селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа;

- собранные сборником частицы распыленной жидкости образуют в аккумулированном виде жидкость, которую отправляют на повторное распыление.

Согласно изобретению технический результат для устройства по варианту 1 (получение смеси более однородной по размерам частиц жидкости) достигается за счет того, что в устройстве, содержащем корпус с внутренним каналом, распыляющим соплом, расположенным под углом к направлению потока газа, соединенным с трубкой для подвода распыляемой жидкости, на некотором расстоянии от распыляющего сопла установлен сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости. Сборник частиц распыленной жидкости сообщается с трубкой для отвода жидкости на повторное распыление.

Общими признаками с известным устройством по прототипу являются:

- корпус с внутренним каналом;

- распыляющее сопло, расположенное под углом к направлению потока газа, соединенное с трубкой для подвода распыляемой жидкости.

Новыми признаками, отличающими предложенное по варианту 1 устройство для распыления жидкости от прототипа, являются:

- установленный на некотором расстоянии от распыляющего сопла сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц;

- внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости;

- сборник частиц распыленной жидкости сообщается с трубкой для отвода жидкости на повторное распыление.

Согласно изобретению технический результат для устройства по варианту 2 (получение смеси более однородной по размерам частиц жидкости) достигается за счет того, что в устройстве, содержащем корпус с внутренним каналом, распыляющим соплом, расположенным под углом к направлению потока газа, соединенным с трубкой для подвода распыляемой жидкости, на некотором расстоянии от распыляющего сопла установлен сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости. Сборник частиц распыленной жидкости сообщается через трубку для отвода жидкости на повторное распыление с дополнительным распыляющим соплом, выполненным и расположенным с возможностью наложения соответствующих областей факелов распыления в части тех областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров.

Общими признаками с известным устройством по прототипу являются:

- корпус с внутренним каналом;

- распыляющее сопло, расположенное под углом к направлению потока газа, соединенное с трубкой для подвода распыляемой жидкости.

Новыми признаками, отличающими предложенное по варианту 2 устройство для распыления жидкости от прототипа, являются:

- установленный на некотором расстоянии от распыляющего сопла сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц;

- внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости;

- сборник частиц распыленной жидкости сообщается через трубку для отвода жидкости на повторное распыление с дополнительным распыляющим соплом, выполненным и расположенным с возможностью наложения соответствующих областей факелов распыления в части тех областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров.

На фиг.1 приведено устройство для распыления жидкости по варианту 1.

На фиг.2 приведено устройство для распыления жидкости по варианту 2.

На фиг.3 приведена иллюстрация разделения факела распыления на области, соответствующие различным размерам частиц распыленной жидкости.

Способ осуществляют следующим образом. Струю жидкости подают через распыляющее сопло под углом 90 градусов к потоку газа. Поток газа разбивает струю жидкости, истекающую из сопла, на частицы разных размеров и увлекает их за собой, формируя таким образом факел распыления. В силу первоначального импульса движения струи жидкости, истекающей из сопла под углом к направлению потока газа и разбиваемой потоком газа на частицы разных размеров, а также под действием поля сил аэродинамического сопротивления траектории движения крупных частиц отклоняются от распыляющего сопла дальше, чем траектории движения мелких частиц. Это приводит к неравномерному распределению крупных и мелких частиц в факеле распыления, т.е. формируются области с преимущественным нахождением в них частиц определенного размера: крупных, средних и мелких. Иллюстрация разделения факела распыления на области, соответствующие различным размерам частиц распыленной жидкости, приведена на фиг.3. Одновременно с процессом распыления осуществляют процесс селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления. Процесс селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют посредством установленного на некотором расстоянии от распыляющего сопла сборника частиц распыленной жидкости, выполненного и расположенного с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Процессы распыления жидкости и селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа. Собранные сборником частицы распыленной жидкости образуют в аккумулированном виде жидкость, которую отправляют на повторное распыление. Факел распыления после селекции (отбора) из него частиц заданных размеров характеризуется большей однородностью по размерам частиц распыленной жидкости.

Распыляющее сопло выполнено в виде окончания трубки. Возможно иное выполнение распыляющего сопла, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сопла задавать направление истекающей из него струи жидкости, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Угол подачи струи жидкости к направлению потока газа равен 90 градусов. Возможны иные значения этого угла, необходимо и достаточно, чтобы струя жидкости не была параллельной потоку газа, это обеспечивает неравномерное распределение крупных и мелких частиц в факеле распыления и в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Установленный на некотором расстоянии от распыляющего сопла сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, выполнен в виде окончания трубки. Между окончанием трубки и распыляющим соплом существует некоторое расстояние, необходимое для начала процесса распадения истекающей из распыляющего сопла струи жидкости на частицы. Окончание трубки выполнено таким образом и расположено в той области факела распыления, которая соответствует заданным размерам частиц. Возможно выполнение сборника частиц распыленной жидкости в виде раструбов, колец, пластин, части внутреннего канала корпуса и иное исполнение, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сборника частиц распыленной жидкости осуществлять селекцию (отбор) частиц распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Процессы распыления жидкости и селекции (отбора) частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа. Это условие протекания вышеуказанных процессов достигается за счет размещения распыляющего сопла и сборника частиц в прямолинейном канале, возможно использование иных известных приемов, необходимо и достаточно именно выполнение данного условия, а не конкретные приемы и материальные средства, обеспечивающие выполнение данного условия, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Устройство по 1-му варианту состоит из корпуса 1 с внутренним каналом 2, выполненным в форме трубы Вентури. В узкой части внутреннего канала 2 под углом около 90 градусов к направлению потока газа расположено распыляющее сопло 3, сообщающееся с трубкой для подвода распыляемой жидкости 6. На некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 установлен сборник частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Сборник частиц распыленной жидкости 4 сообщается с трубкой для отвода жидкости на повторное распыление 5.

Устройство работает следующим образом. Поток газа проходит через внутренний канал 2, в его узком месте скорость потока увеличивается и создается разрежение. Под действием этого разрежения распыляемая жидкость поступает через трубку для подвода распыляемой жидкости 6 к распыляющему соплу 3 и истекает из него. Поток газа разбивает струю жидкости, истекающую из распыляющего сопла 3 на частицы разных размеров и увлекает их за собой, формируя таким образом факел распыления. В силу первоначального импульса движения струи жидкости, истекающей из сопла под углом к направлению потока газа и разбиваемой потоком газа на частицы разных размеров, а также под действием поля сил аэродинамического сопротивления траектории движения крупных частиц отклоняются от распыляющего сопла дальше, чем траектории движения мелких частиц. Это приводит к неравномерному распределению крупных и мелких частиц в факеле распыления, т.е. формируются области с преимущественным нахождением в них частиц определенного размера: крупных, средних и мелких. Иллюстрация разделения факела распыления на области, соответствующие различным размерам частиц распыленной жидкости приведена на фиг.3. Частицы заданных размеров из соответствующих областей факела распыления собираются установленным на некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 сборником частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. В сборнике 4 частицы распыленной жидкости собираются и образуют в аккумулированном виде жидкость, которая под действием аэродинамических сил отправляется в трубку для отвода жидкости на повторное распыление 5. Это подразумевает повторное распыление жидкости через распыляющее сопло (3). Конкретная реализация не указана, т.к. легко осуществима и не является существенной для данного изобретения. Факел распыления после селекции (отбора) из него частиц заданных размеров характеризуется большей однородностью по размерам частиц распыленной жидкости.

Распыляющее сопло 3 выполнено в виде окончания трубки 6. Возможно иное выполнение распыляющего сопла 3, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сопла задавать направление истекающей из него струи жидкости, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Угол расположения распыляющего сопла 3 к направлению потока газа примерно равен 90 градусов. Возможны другие значения этого угла, необходимо и достаточно, чтобы струя жидкости, подаваемая распыляющим соплом 3, не была параллельной потоку газа, это обеспечивает неравномерное распределение крупных и мелких частиц в факеле распыления и в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Внутренний канал 2 выполнен в форме трубы Вентури. Такая форма выполнения внутреннего канала 2 позволяет: во-первых, обеспечить ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости; во-вторых, создать разрежение в узкой части внутреннего канала 2 и обеспечить поступление жидкости к распыляющему соплу 3. Возможно выполнение внутреннего канала 2 в форме труб круглого, квадратного или иного сечения, в форме сужающегося конфузора, расширяющегося диффузора или в иной форме, которая обеспечивает ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом 3 и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости 4. Необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция внутреннего канала 2 обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом 3 и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости 4, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Установленный на некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 сборник частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, выполнен в виде окончания трубки 5. Между окончанием трубки 5 и распыляющим соплом 3 существует некоторое расстояние, необходимое для начала процесса распадения истекающей из распыляющего сопла струи жидкости на частицы. Окончание трубки 5 выполнено таким образом и расположено в той области факела распыления, которая соответствует заданным размерам частиц. Возможно выполнение сборника частиц распыленной жидкости 4 в виде раструбов, колец, пластин, части внутреннего канала 2 и иное исполнение, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сборника частиц распыленной жидкости 4 осуществлять селекцию (отбор) частиц распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Устройство по 2-му варианту состоит из корпуса 1 с внутренним каналом 2, выполненным в форме трубы Вентури. В узкой части внутреннего канала 2 под углом около 90 градусов к направлению потока газа расположено распыляющее сопло 3, сообщающееся с трубкой для подвода распыляемой жидкости 6. На некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 установлен сборник частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Сборник частиц распыленной жидкости 4 сообщается через трубку для отвода жидкости на повторное распыление 5 с дополнительным распыляющим соплом 7, расположенным в узкой части внутреннего канала 2 под углом около 90 градусов к направлению потока газа в непосредственной близости от распыляющего сопла 3.

Устройство работает следующим образом. Поток газа проходит через внутренний канал 2, в его узком месте скорость потока увеличивается и создается разрежение. Под действием этого разрежения распыляемая жидкость поступает через трубку для подвода распыляемой жидкости 6 к распыляющему соплу 3 и истекает из него. Поток газа разбивает струю жидкости, истекающую из распыляющего сопла 3 на частицы разных размеров и увлекает их за собой, формируя таким образом факел распыления. В силу первоначального импульса движения струи жидкости, истекающей из сопла под углом к направлению потока газа и разбиваемой потоком газа на частицы разных размеров, а также под действием поля сил аэродинамического сопротивления траектории движения крупных частиц отклоняются от распыляющего сопла дальше, чем траектории движения мелких частиц. Это приводит к неравномерному распределению крупных и мелких частиц в факеле распыления, т.е. формируются области с преимущественным нахождением в них частиц определенного размера: крупных, средних и мелких. Иллюстрация разделения факела распыления на области, соответствующие различным размерам частиц распыленной жидкости, приведена на фиг.3. Частицы заданных размеров из соответствующих областей факела распыления собираются установленным на некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 сборником частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью улавливать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. В сборнике 4 частицы распыленной жидкости собираются и образуют в аккумулированном виде жидкость, которая под действием аэродинамических сил отправляется в трубку для отвода жидкости на повторное распыление 5 и далее к дополнительному распыляющему соплу 7. Дополнительное распыляющее сопло 7 формирует свой факел распыления таким образом, что соответствующие области двух факелов распыления от распыляющего сопла 3 и дополнительного распыляющего сопла 7 практически полностью совпадают. Факел распыления после селекции (отбора) из него частиц заданных размеров характеризуется большей однородностью по размерам частиц распыленной жидкости.

Распыляющее сопло 3 выполнено в виде окончания трубки 6. Возможно иное выполнение распыляющего сопла 3, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сопла задавать направление истекающей из него струи жидкости, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Угол расположения распыляющего сопла 3 к направлению потока газа примерно равен 90 градусов. Возможны другие значения этого угла, необходимо и достаточно, чтобы струя жидкости, подаваемая распыляющим соплом 3, не была параллельной потоку газа, это обеспечивает неравномерное распределение крупных и мелких частиц в факеле распыления и в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Внутренний канал 2 выполнен в форме трубы Вентури. Такая форма выполнения внутреннего канала 2 позволяет: во-первых, обеспечить ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости; во-вторых, создать разрежение в узкой части внутреннего канала 2 и обеспечить поступление жидкости к распыляющему соплу 3. Возможно выполнение внутреннего канала 2 в форме труб круглого, квадратного или иного сечения, в форме сужающегося конфузора, расширяющегося диффузора или в иной форме, которая обеспечивает ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом 3 и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости 4. Необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция внутреннего канала 2 обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом 3 и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости 4, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Установленный на некотором расстоянии от распыляющего сопла 3 сборник частиц распыленной жидкости 4, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, выполнен в виде окончания трубки 5. Между окончанием трубки 5 и распыляющим соплом 3 существует некоторое расстояние, необходимое для начала процесса распадения истекающей из распыляющего сопла струи жидкости на частицы. Окончание трубки 5 выполнено таким образом и расположено в той области факела распыления, которая соответствует заданным размерам частиц. Возможно выполнение сборника частиц распыленной жидкости 4 в виде раструбов, колец, пластин, части внутреннего канала 2 и иное исполнение, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция сборника частиц распыленной жидкости 4 осуществлять селекцию (отбор) частиц распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, что в сочетании с другими признаками позволяет достигнуть технического результата.

Дополнительное распыляющее сопло 7, выполненное и расположенное с возможностью наложения соответствующих областей факелов распыления в части тех областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров, выполнено в виде окончания трубки 5. Окончание трубки 5 выполнено и расположено таким образом, чтобы происходило практически полное совпадение соответствующих областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров. Возможно иное выполнение и расположение дополнительного распыляющего сопла 7, необходимо и достаточно, чтобы реализовывалась именно функция дополнительного распыляющего сопла 7 осуществлять распыления с возможностью наложения соответствующих областей факелов распыления в части тех областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров.

Изобретения относятся к способам и устройствам для распыления жидкости и обеспечивают получение однородной дисперсной смеси, в частности, для ДВС - мелкодисперсную, для аппаратов промывки газа жидкостью - крупнодисперсную. Жидкость подают под углом к потоку газа. Одновременно с процессом распыления осуществляют процесс селекции частиц заданных размеров из факела распыления. Для этого размещают сборник частиц распыленной жидкости в тех областях факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц. Собранные частицы образуют жидкость, которую отправляют на повторное распыление. Распыление и отбор частиц осуществляют на участке ламинарного, не меняющего направления движения потока газа. Устройство содержит корпус с внутренним каналом, выполненным в форме трубы Вентури, распыляющее сопло, расположенное под углом к потоку газа, сборник частиц распыленной жидкости, размещенный вышеуказанным образом. В устройстве по 1-му варианту жидкость из сборника направляется на повторное распыление через сопло, а по 2-му варианту - через дополнительное распыляющее сопло. Техническим результатом изобретений является получение смеси более однородной по размерам частиц жидкости за счет удаления из факела распыления частиц заданных размеров в зависимости от варианта применения способа или назначения устройства. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ селективно-рециркуляционного распыления жидкости, заключающийся в том, что распыление осуществляют путем подачи струи жидкости через распыляющее сопло под углом к потоку газа, отличающийся тем, что одновременно с процессом распыления осуществляют процесс селекции частиц заданных размеров из факела распыления, причем процесс селекции осуществляют сборником частиц распыленной жидкости, установленным на некотором расстоянии от распыляющего сопла, выполненным и расположенным с возможностью собирать частицы распыленной жидкости из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, кроме того, процессы распыления жидкости и селекции частиц заданных размеров из факела распыления осуществляют на одном участке ламинарного, не изменяющего своего направления движения потока газа, а собранные сборником частицы распыленной жидкости образуют в аккумулированном виде жидкость, которую отправляют на повторное распыление.

2. Устройство для селективно-рециркуляционного распыления жидкости, содержащее корпус с внутренним каналом, распыляющее сопло, расположенное под углом к направлению потока газа, соединенное с трубкой для подвода распыляемой жидкости, отличающееся тем, что на некотором расстоянии от распыляющего сопла установлен сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, причем внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости, а сам сборник частиц распыленной жидкости сообщается с трубкой для отвода жидкости на повторное распыление.

3. Устройство для селективно-рециркуляционного распыления жидкости, содержащее корпус с внутренним каналом, распыляющее сопло, расположенное под углом к направлению потока газа, соединенное с трубкой для подвода распыляемой жидкости, отличающееся тем, что на некотором расстоянии от распыляющего сопла установлен сборник частиц распыленной жидкости, выполненный и расположенный с возможностью собирать частицы заданных размеров из тех областей факела распыления, которые соответствуют заданным размерам частиц, причем внутренний канал выполнен с возможностью обеспечивать ламинарный, не изменяющий своего направления движения поток газа на участке, начинающемся непосредственно перед распыляющим соплом и заканчивающемся непосредственно за сборником частиц распыленной жидкости, а сам сборник частиц распыленной жидкости сообщается через трубку для отвода жидкости на повторное распыление с дополнительным распыляющим соплом, выполненным и расположенным с возможностью наложения соответствующих областей факелов распыления в части тех областей обоих факелов, из которых сборником частиц распыленной жидкости собираются частицы заданных размеров.