Способ распыления жидкостей Советский патент 1988 года по МПК B05B17/06 

со

00

:о

VI

Изобретение относится к распылению жидкостей, может найти применение в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышлен- ности преимущественно для распыления жидкостей, содержащих инородные включения, например, в процессе концентрирования кислот.

Целью изобретения является интен- сификация процесса распыления.

На чертеже изображена принципиальная схема аппаратурного оформления способа.

Устройство содержит патрубок 1 для подачи распьшиваемого материала, генератор периодических ударных волн, состоящий в свою очередь из пульсатора 2 с приводом 3, трубопровода 4, выходной конец которого сообщается с зоной 5 распыла, помещенной внутри высокотемпературной камеры 6.

Способ ос тцествляют следующим образом.

При помощи привода 3 приводят поршень пульсатора 2 в возвратно-поступательное движение. При этом в трубопроводе 4 возбуждаются периодические ударные волны, частота которых совпадает с частотой колебаний поршня, С открытого конца трубопровода 4 в зону 5 распыла излучаются периодические ударные волны, частота которых выбрана равной от 3 до 100 Гц, что осуществляется, например, при совпадении частоты колебаний поршня пульсатора 2 с собственной частотой трубопровода 4. Распыливаемьй материал через патрубок 1, установленный поперек оси трубопровода 4 и отстоящий от выходного конца трубопровода 4 на расстоянии 1,5-6 калибров трубопровода 4, подается в виде струи в зону 5 распыла. Периодические ударные волны, излучаемые с открытого конца трубопровода 4, воздействуют на струю материала, который дробится ударными волнами до мелкодисперсной фракции. За счет инерционного взаимодействия капель материала с периодическими ударными волнами капли приобретают направленное движение со скоростью 2-6 м/с, образуя факел распыла внут- ри высокотемпературной камеры 6, где осуществляется процесс концентрирования путем термической обработки рас- пыливаемой жидкости.

5 0

5

5 0 5 Q

Пример 1, Для реализации предлагаемого способа была создана установка, представленная на чертеже,

Длина трубопровода оставалась постоянной и равной 4м, а частота воздействия периодических ударных волн равнялась 20 Гц. В качестве распыляемой жидкости использовалась вода. Расход воды не изменялся и составлял величину 0,36 м /ч.

Выходной срез патрубка 1 для подачи распьшиваемого материала с внутренним диаметром 20 мм находился на расстоянии 100 мм выше оси трубопровода 4 генератора периодических ударных волн. Ж1-1дкость в зону распыла подавалась поперек оси трубопровода 4.

Результаты экспериментальных исследований сведены в табл. 1,

Из табл, 1 видно, что наиболее эффективно процесс распыления осуществляется в зоне, отстоящей от выходного конца трубопровода генератора пе- , риодических ударных волн на расстоянии 1,5-6 калибров трубопровода.

Пример 2. Экспериментальные исследования проводились на установке, схематично представленной на чертеже. Диаметр трубопровода генератора периодических ударных волн был фиксированным и составлял 42 мм. Вода, которая использовалась в качестве распыляемого материала, подавалась с расходом 0,36 через патрубок 1 подачи распыляемого материала поперек оси трубопровода 4 на расстоянии 84-мм от его выходного среза.

Изменяя частоту воздействия периодических ударных волн, выявили диапазон частот, при котором процесс дробления проходит эффективно.

Результаты этих исследований представлены в табл, 2,

Из табл. 2 видно, что диапазон частот, при котором процесс дробления идет эффективно, составляет 3-100 Гц,

Пример 3. Исследовался способ распыления водной суспензии кормовых дрожжей (продукта микробиологической промышленности).

Исследования проводились на установке, представленной на чертеже. Диаметр трубопровода генератора периодических ударных волн бьш фиксированным и составлял 42 мм, длина его равнялась 4 м. Частота периодических ударных волн составляла 20 Гц. Объемный расход суспензии кормовых дрожжей составлял 0,36 . Выходной срез патрубка для подачи распыливаег мого материала с внутренним диаметром 20 мм находился на расстоянии 100 мм выше оси трубопровода генератора периодических ударных волн. Суспензия подавалась через патрубок струей поперек оси трубопровода и на расстоянии 84 мм от его выходного среза.

Температура суспензии была постоянной и равнялась 30°С.

Исследовали процесс распыления водной суспензии кормовых дрожжей в зависимости от соотношения твердой фазы (кормовые дрожжи) и жидкой фазы (воды).

Результаты исследований представлены ниже.

трация веществ,

О 10

15 20

22 30

Размер капель или частичек, мкм

50-200 50-200

50-300 60-300

60-400 70-500

При концентрации сухих веществ 35% наблюдалось дробление суспензий на куски больших размеров от 10 мм и более. Процесс распыления дрожжевой суспензии по предлагаемому способу позволяет обрабатьшать суспензии с концентрацией сухих веществ до 30%.

0

5

0

5

Это в свою очередь позволяет снизить энергозатраты на сушку за счет уменьшения количества испаряемой влаги; повысить надежность работы сушильного отделения за счет исключения забивания узла распыления.

Примеры реализации способа доказывают его эффективность при работе с различными жидкостями. Проведенные исследования подтверждают справедливость предлагаемых диапазонов частот воздействия периодических ударных волн и размеров зоны эффективного распыления жидкости.

Предлагаемый способ позволяет распылять жидкости до мелкодисперсной фракции из-за наличия больших мгновенных скоростей распыляющего агента (табл. 2), а также, что является важным, больших градиентов скорости во времени. Кроме того, относительная скорость обдува капель жидкости возрастает, так как капли не успевают подстроиться под мгновенные изменения скорости, присущие ударным волнам.

Формула изобретения

30

5

Способ распыления жидкостей путем струйной подачи материала в зону распыла и воздействия на него рас- - пыляющего агента, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса распыления, поперек оси струи распыливаемого материала накладывают периодические ударные волны с частотой, выбранной от 3 до 100 Гц, а подачу распыливаемого материала осуществляют в зону, отстоящую от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн на расстоянии, выбранном от 1,5 до 6 калибров трубопровода.

Таблица 1

Изобретение относится к области распыления жидкости и может найти применение в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности преимущественно для распыления жидкостей, содержащих инородные включения. Цель - интенсификация процесса распыления. Для этого по способу распыления жидкостей пот- перек оси струи распыливаемого материала накладывают периодические ударные волны с частотой, равной 3-100 Гц. Подачу распыливаемого материала осуществляют в зону, отстоящую от выходного конца трубопровода генератора периодических ударных волн на расстоянии, равном 1,5-6 калибров трубопровода. Способ позволяет распылять жидкости до мелкодисперсной фракции из-за наличия больших мгновенных скоростей распыляющего агента, а также больших градиентов скорости во времени. Кроме того, относительная скорость обдува капель жидкости возрастает, т.к. капли не успевают подстроиться под мгновенные изменения скорости, присущие ударным волнам. 1 ил 2 табл. ifi (Л

провал материала без дробления.

Наблюдается полный провал жидкости без дробления. Наблюдается частичньй провал жидкости без дробления.

13807978

Таблица 2