Пневматическая форсунка Советский патент 1985 года по МПК B05B7/04 B05B7/28 

2.Форсунка по П.1, отличающаяся тем, что непроницаемый торец пористого вкладыша вьтолнен конусным.

3.Форсунка по П.1, отличающая ( я тем, что поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причемпоперечное сечение с максимальной шириной вьшолнено со стороны патрубка подачи жид

кости.

4. Форсунка по П.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение кольцевого канала выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной выполнено со стороны патрубка подачи жидкости.

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус с осевым каналом подачи газа икольцевым коллектором, охватьшающим проницаемый пористый вкладьш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом, и патрубок подачи жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества распьтивания, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа выполнены кольцевая промежуточная камера и сообщающийся с ней и кольцевым коллектором кольцевой канал, при этом патрубок подачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой, а кольцевой коллектор выполнен сужающимся по ходу движения продукта. (Л

Изобрете.ние относится к технике распьшивания жидкостей и может найти широкое применение в различных отраслях промьшшенности, где требуется получение мелкодисперсньк двухфазных газожидкостных потоков и аэрозолей.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа,, в котором размещен проницаемый пористый вкладьш Cl3.

Недостатком этой форсунки является необходимость создания значительного перепада давления для получения дисперсного двухфазного потока. Кроме того, при увеличении расхода жидкости возможны периодические запирания жидкостью проходных сечений ; пористого вкладьш1а, что приводит к значительным колебаниям состава двух фазного потока во времени и к ухудшению качества распьшивания.

Наиболее близкой к изобретению является пневматическая форсунка, содержащая корпус с осевым каналом подачи газа и кольцевым коллектором, охватывающим проницаемый пористый вкладьш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом, и патрубок подачи жидкости , L2 3.

Известная пневматическая форсунка повьш1ает дисперсность распьшивания, равномерность смешения жидкости и газа, однако не обеспечивает полной равномерности смещения жидкости и газа по сечению двухфазного потока из-за неравномерного расхода жидкости по периметру пористого вкладьш1а, так как расход жидкости через пористьй вкладьш будет больше

в месте ввода ее в коллектор (в районе патрубка подачи жидкости), чем в,противоположном месте.

Эта неравномерность расхода жидкости происходит из-за неравномерности давления жидкости по периметру коллектора, так как давление в коллекторе в районе ввода в него жидкости всегда больше, чем давление в противоположной точке коллектора.

Цель изобретения - повьш1ение ка-, чества распыпа.

Указанная цель достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с осевым каналом подачи газа и кольцевым коллектором, охватывающим проницаемый пористый вкладыш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки нецроницаемым торцом, и патрубок подачи.-жидкости, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа вьшолне:ны кольцевая промежуточная камера и сообщающийся с ней и кольцевым коллектором кольцевой канал, при этом патрубок подачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой, а кольцевой коллектор вьтолнен сужающимся по ходу движения продукта.

Непроницаемы торец пористого вкладьщга может быть вьтолнен конусным.,

Кроме того, поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальной шириной вьтолнено со стороны патрубка подачи жидкости.

При этом поперечное сечение кольцевого канала выполнено с плавно изменяюдейся шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной выполнено ео стороны патрубка подачи жидкости. Вьтолнение в корпусе вокруг осево го канала подачи газа промежуточной кольцевой камеры, соединенной с коллектором кольцевым каналом, и соединение патрубка подвода жидкости с промежуточной камерой позволяет распределить жидкость перед вьщачей в коллектор вокруг осевого канала подачи газа и тем самым выравнять давление жидкости по периметру коллектора. Такое решение позволяет подавать жидкость в коллектор осевыг- ее пере мещением, что обеспечивает более равномерньм расход жидкости через пористый вкладыш по его периметру. Выполнение коллектора сужающимся от промежуточной камеры к выходной кромке форсунки создает переменное сопротивление перемещению по ней жидкости, которое возрастает по мере сужения коллектора. Это приводит к возрастанию давления жидкости при аксиальном движении ее по коллектору, что компенсирует потери давлени (напора) жидкости на трение, и к вы равниванию давления жидкости в коллекторе по высоте пористого вкладыша, что способствует равномерности расхода жидкости по поверхности вкладьша. Вьтолнение непроницаемого торца вкладыша конусным уменьшает общее гидравлическое сопротивление форсун ки (вкладьш1а11,, обеспечивая совместно с сужакицимся коллектором движени жидкости через пористый вкладьш в направлении к выходной кромке форсу ки (с наклоном к осевому движению газа), что способствует лучшему сме шению жидкости и газа. Выполнение кольцевой промежуточной камеры с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальной шириной в этом случае вьтолнено со стороны патрубка подвода жидкости, создает переменное сопротивление перемещению по ней жидкости, которое возрас тает по мере уменьшения поперечного сечения промежзпочной камеры (по ме ре удаления от места ввода в нее жи кости) . Это приводит к возрастанию давления жидкости при движении ее по камере, что компенсирует потери давления (напора) жидкости на трение по стенкам промежуточной камеры и в слоях жидкости. Этому же способствует и вьшолненИе поперечного сечения кольцевого канала с плавно изменяющейся шириной кольца и Вьтолнение поперечного сечения с минимальной щириной со стороны патрубка подвода жидкости, так как переменная ширина канала создает переменное сопротивление перетоку, жидкости из промежуточной камеры в ,: коллектор, которое достигает максимума в месте меньшей ширины канала (в месте ввода жидкости) и уменьшается по мере увеличения тшфины канала (по мере удаления от места ввода жидкости), достигая минимума в месте большей ширины канала (в противоположном, по отношению к месту ввода жидкости, месте). Это приводит к более интенсивнойпередаче жидкости по периметру промежуточной камеры в место минимального сопротивления кольцевого канала, что в свою очередь приводит к выравниванию давления жидкости по периметру промежуточной камеры и к .равномерному по периметру расходу жидкости из промежуточной камерь в коллектрр. При использовании предлагаемой форсунки достигается полное выравнивание расхода жидкости по поверхности пористого вкладьшта, равномер-, ное смешение газа с жидкостью и, как следствие, повышение 1 :ачества распыливания. На фиг. 1 изображена пневматическая форсунка, разрез; на фиг, 2 вариант вьшолнения пневматической форсунки с плавно изменяющейся шириной кольца поперечного сечения кольцевой промежуточной камеры и плавно изменянщейся шириной сольца поперечного сечения кольцевого канала; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (схема течения жидкости и газа через проницаемый пЪрис-йзй вкладьш); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с осевым каналом 2 подачи газа и кольцевьм коллектором 3, ох ватывающим проницаемый пористый вкладыш 4 со сквозным осевым отверстием 5 и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом 6, и патрубок 7 подачи жидкости. Торец 8 и боковая нар жная поверхность вкладьш1а 4 вьшолнены проницаемь ми. В корпусе 1 вокруг осевого канала 2 подачи газа вьшолняется коль цевая промежуточная камера 10 (межд поверхностями В и Г) и сообщающийся с ней и кольцевым коллектором 3 кольцевой канал 11 (между поверхнос тями Д и Е), при этом патрубок 7 по дачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой 10, а кольцевой коллектор 3 выполнен сужающимся по ходу движения продукта. Непроницаемый торец 6 пористого вкладыша 4 вьтолнен конусным. Поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры 10 вьшолнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальйой шириной выполнено со стороны патрубка 7 подачи, жидкости. Поперечное сечение кольцевого канала 11 выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной вьшолнено со стороны патрубка 7 подачи жидкости. Пневматическая форсунка работает следующим образом. При подаче жидкости через патрубок 7, а газа - в канал 2 жидкость распределяется по периметру промежуточной камеры 10 и через кольцевой канал 11 поступает в коллектор 3. При этом давление жидкости по периметру коллектора 3 выравнивается, поскольку давление жидкости перераспределяется в промежуточной камере 10 и дополнительно выравнивается кольцевым каналом 11. Жидкость,поступая в коллектор 3, движется Аксиально. В процессе перемещения жидкости в сужакицемся коллекторе 3 происходит перераспределние жидкости и по высоте коллектора, приводящее к его вы- .равниванию по поверхности 9 пористого вкладыща 4. Просачиваясь через пористые стенки, жидкость смешивается с газом, образуя двухфазную смесь, истекающую из отверстия 5. )Сидкость, перемещаясь аксиально в сужающемся коллекторе 3, получает радиальную составляющую скорости, способствующую просачиванию ее через вкладьш 4. Радиальная составляющая скорости в этом случае, зависит от угла наклона стенки коллектора 3, но в любом случае при выполнении коллектора 3 сужающимся, вектор скорости жидкости направлен к выходной кромке форсунки (фиг. 3). При этом конусный непрони-, цаемый торец вкладыша 4 способствует плавному обтеканию его жидкостью и газом, просочившимся в торец 8. При выполнении промежуточной камеры 10 с плавно изменяющейся шириной поперечного сечения, максимальная величина которого выполнена со стороны патрубка 7 подвода жидкости, при движении жидкости по периметру промежуточной камеры 10 происходит перераспределение давления жидкости, влекущее выравнивание давления жидкости по периметру. Распределяясь по промежуточной камере 10, жидкость под действием давления нагнетания стремится попасть в коллектор 3 через кольцевой канал 11. Плавно изменяющаяся ширина кольца поперечного сечения кольцевого канала 11 создает переменное по его окружности сопротивление, которое при перетоке жидкости в коллектор 3 приводит к равным по величине потерям давления жидкости, уменьшающимся по мере удаления от места подачи жидкости в промежуточную камеру 10 (по мере увеличения ширины попе- речного сечения кольцевого канала 11), При этом давление жидкости дополнительно выравнивается по периметру коллектора 3. Уменьшение поперечного сечения промежуточной камеры 10 и увеличение ширины кольцевого канала 11 по мере удаления от места подачи жидкости приводят в итоге к цолному вьфавниванию давления жидкости, поступающей в кольцевой коллектор 3,а совместно с сужаклцимся кольцевым коллектором 3 достигается полная равномерность давления -жидкости и по поверхности 9 вкладьш1а 4, обеспе- . чивающая равномерный расход жидкости по поверхности пористого вкладьша 4. В предлагаемой форсунке в отличие от известной, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа выполняют промежуточную кольцевую камеру, соединенную с коллектором кольцевым каналом. Кроме того, соединение патрубка подвода жидкости с промежуточной камерой и выполнение коллектора сужающимся от промежуточной камеры к выодной кромке форсунки позволяют i подавать жидкость к проницаемому 711 вкладьшу, предварительно распределив ее вокруг осевого канала подачи газа и Быравняв давление жидкости в коллекторе по поверхности проницаемой стенки пористого вкладьша, что обеспечивает равномерность расхода жидкости через пористый вкладыш по его поверхности, равномерность смешения газа с жидкостью и повышение качества распыливания. При этом вьтолнение непроницаемого торца вкладыша конусным способствует лучшему смешению газа с жидкостью и повьш1ению качества распыливания. Выполнение поперечного сечения .кольцевой промежуточной камеры с .плавно; изменяющейся шириной по окруж ности Кольца, максимальная величина ширины которого выполнена со стороны патрубка подвода жидкости, поперечного сечения кольцевого канала - с плавно изменяющейся шириной, кольца, минимальная величина,которого вьшолнена со стороны патрубка подвода жидкости, позволяет перераспределением давления жидкости в уменьшающемся сечении проме: суточной камеры и увеличивающейся ширине кольцевого канала достигнуть полного выравнивания давления жидкости по периметру на входе в коллектор (рбеспечить вьщачу жидкости в коллектор с одинаковым давлением как в районе ВВОДЕ ее, так и в противоположном месте), что обеспечивает равномерный расход жидкости по периметру проницаемого вкладыша, равномерность смешения газа с жидкостью и повышение качества распыливания.