Аэрозольный концентратор Советский патент 1988 года по МПК B05B1/12 

00

00 00

Изобретение относится к технике концентрирования аэрозольньк частиц, а также к технике напьшения аэрозоля на изделия и может быть также применено в качестве импактора для контроля степени запьшенности приготовительных цехов в различных отраслях промьшшенности. Цель - повышение эффективности концентрирования аэрозоля. Для этого аэрозольный концентратор снабжен по меньшей мере одним дополнительным насадком. Насадки (Н) выполнены в виде соосно установленных и герметично, соединенных между собой сверхзвуковых сопл (С). Сечение первого по ходу движения аэрозоля сверхзвукового С каждого Н меньше критического сечения первого С каждого пре- дьщущего Н. По меньшей мере один из Н вьтолнен с расширякяцимся по ходу движения аэрозоля входным С. По меньшей мере один из Н выполнен с сужающимся по ходу движения аэрозоля выходным С. Также по меньшей мере один из Н вьтолнен с расширяющимся входным и сужающимся выходным по ходу движения аэрозоля С. В концентраторе обеспечивается достижение высокой кинетической энергии при заданном сверхзвуковом перепаде за счет самовакуумиро- вания полости насадка и создания максимально возможного разгона в первом сверхзвуковом С. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. сл

со

Изобретение относится к технике концентрирования аэрозольных частиц, а также к технике напыления аэрозоля на изделия и может быть также приме- с нено в качестве импактора для контроля степени запьтенности приготовительных цехов в резиновой и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повыше-10 ние эффективности концентрирования аэрозоля.

На фиг. 1 изображен аэрозольный концентратор, на фиг. 2-4 - то же, варианты исполнения.tS

Аэрозольный концентратор содержит насадки в виде соосно установленных и герметично соединенных между собой сверхзвуковых сопл 4-9.

Сопла 4-8 представляют собой сопла 20 Лаваля. Критическое сечение каждого из сопл 5, 7 и 9 одного из насадков 1,2 или 3 не меньше критического сечения первого по ходу движения аэрозоля сопла 4, 6 ил;и 8 соответственно, т.е. сечение 11 больше или равно сечению 10, сечение 13 больше или равно сечению 12, сечение 15 больше или равно сечению 11.

Критическое сечение первого по хо-30 ду движения аэрозоля сверхзвукового сопла 6 или is каждого насадка 2 или 3 меньше критического сечения первого сопла 4 или 6 каждого предьщущего насадка 1 или 2, т.е. сечение 12 меньше сечения 10, и сечение 14 меньше сечения 12.

По меньшей мере один из насадков 1, 2 или 3 может быть выполнен либо

25

35

которого является расходомерным. Так как в сопле 5 Лаваля критическое сечение 11 не меньше критического сече ния 10, то оно выбирается с увеличением площади на величину пограничног пристенного слоя.

Поток аэрозоля, разогнавшись до сверхзвуковых скоростей, в сопле .4 Лаваля перед критическим сечением 11 тормозится. Профиль сопла 5 Лаваля перед критическим сечением 11 обеспе чивает угол скачков уплотнения по от ношению к набегающему потоку, не пре вьш1ающий 60,что исключает переход сверхзвуковой скорости в дозвуковую.

В полости насадка 1 между критическими сечениями 10 и 11 за счет эжекции происходит вакуумирование, в результате чего истечение газа через сопло 4 Лаваля происходит в вакуум, что обеспечивает наивысший раз гон потока с сопле 4. В сопле 5 Лаваля происходит торможение потока, а затем его вторичный разгон. Частички аэрозоля, отражаемые скачками уплотнения, концентрируются в центральной части потока.

Перед критическим сечением 12 насадка 2 происходит торможение перифе рийной части потока, которая освобож дена от частиц аэрозоля, и поворот е в обратную сторону с выходом наружу. Центральная часть потока проходит че рез критическое сечение 12, а затем через критическое сечение 13. В насадке 2 полость меяоду критическими сечениями 12 и 13 вакуумируется. Потенциальная энергия торможения потов расширяющимся по ходу движения аэро-40 ка перед критическим сечением 12 за

золя входным соплом (фиг. 2), либо с сужающимся по ходу движения аэрозоля выходным соплом (фиг. 3), либо и с тем и с другим (фиг. 4).

Насадки 1, 2 и 3 установлены на кронштейнах 16 с возможностью регулировки расстояний между критическими сечениями 11 и 12, 13 и 14.

Перво е сопло 4 первого насадка 1

сообщено с магистралью 17 подачи аэро-5о щие силой инерции, подчиняясь закону золя под давлением.

Аэрозольный концентратор рабртает следуинцим образом.

По магистрали 17 аэрозоль поступает в насадок 1. В магистрали 17 обес- „оро хозяйства, печйвается давление, необходимое для создания сверхзвукового потока в сопле Лаваля 4,. критическое сечение 10

механики, вылетают из потока газа. Устройство, изображенное на фиг. 1, может быть применено в импакторах для экспрессного отбора пробы и для напыления в различных отраслях народПоложительный эффект заключается в том, что удаляется уже чистый газ

с 0

S

0

0

5

5

которого является расходомерным. Так как в сопле 5 Лаваля критическое сечение 11 не меньше критического сечения 10, то оно выбирается с увеличением площади на величину пограничного пристенного слоя.

Поток аэрозоля, разогнавшись до сверхзвуковых скоростей, в сопле .4 Лаваля перед критическим сечением 11 тормозится. Профиль сопла 5 Лаваля перед критическим сечением 11 обеспечивает угол скачков уплотнения по отношению к набегающему потоку, не пре- вьш1ающий 60,что исключает переход сверхзвуковой скорости в дозвуковую.

В полости насадка 1 между критическими сечениями 10 и 11 за счет эжекции происходит вакуумирование, в результате чего истечение газа через сопло 4 Лаваля происходит в вакуум, что обеспечивает наивысший раз гон потока с сопле 4. В сопле 5 Лаваля происходит торможение потока, а затем его вторичный разгон. Частички аэрозоля, отражаемые скачками уплотнения, концентрируются в центральной части потока.

Перед критическим сечением 12 насадка 2 происходит торможение периферийной части потока, которая освобождена от частиц аэрозоля, и поворот ее в обратную сторону с выходом наружу. Центральная часть потока проходит через критическое сечение 12, а затем через критическое сечение 13. В насадке 2 полость меяоду критическими сечениями 12 и 13 вакуумируется. Потенциальная энергия торможения потоним преобразуется в кинетическую энергию. Периферийная часть потока освобождается от ча:стиц аэрозоля. То же происходит в насадке 3 с тем отличи- ем, что на выходе установлено сверх- звуковое сопло 9, в котором по закону Прантля-Майера сверхзвуковой поток газа поворачивается, следуя вьтуклому профилю. Частички аэрозоля, обладающие силой инерции, подчиняясь закону

„оро хозяйства,

механики, вылетают из потока газа. Устройство, изображенное на фиг. 1, может быть применено в импакторах для экспрессного отбора пробы и для напыления в различных отраслях народоро хозяйства,

Положительный эффект заключается в том, что удаляется уже чистый газ

и в системе концентрирования участвует только поток, несущий частички аэрозоля, а это, в свою очередь, по- вьшает эффект концентрирования частиц в центральной части за счет более сильного воздействия на поток аэрозоля склчков уплотнения во время торможения потока.

Вьтолнение одного из насадков с расширяющимся по ходу движения аэрозоля соплом (.фиг. 3) позволяет отсекать часть потока, идущего под давлением и со сверхзвуковой скоростью.

Вьтолнение выходного сечения в ви- де критического сечения одного из насадков с сужающимся по ходу движения аэрозоля соплом (фиг. 4) позволяет насадку работать в широком диапазоне перепадов давления, так как к выходному сечению подходит сверхзвуковой заторможенный поток, а дальнейшее его развитие идет вне насадка до давления окружающей среды.

Установление соосно и последова- тельно не менее двух таких насадков позволяет получить устойчивую работу насадка с высокой эффективностью при широком диапазоне давлений окружающей среды, что важно для пробоотборных приборов, применяемых без переналаживания на различных высотах.

Применение предлагаемого концентратора в качестве разгонных сопл потока газа и потока аэрозоля позволяет при заданном сверхзвуковом перепаде достигать более высокой кинетической энергии, чем в известных разгонных соплах-за счет самовакуумирования по

0

5

лости насадка и создания максимально возможного разгона в первом сверх- звуковом сопле.

Формула изобретения

, /

фи&.2

cpuf.S

фиеЛ