Пневматическая форсунка Советский патент 1988 года по МПК B05B15/02 B05B17/00 

Изобретение относится к технике распылительной сушки и может быть использо-- вано в химической промышленности при диспергировании жидких продуктов, в частности химических реактивов и особо чистых химических веш,еств.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки и улучшение качества распыла.

На фиг. представлена пневматическая форсунка, общий вид; на фиг. 2-4 - ва- рианты выполнения упругой части стержня; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1, на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 3.

Форсунка содержит корпус 1 с соосно ;расположенной в нем питательной трубой 2, заканчивающейся жидкостным соплом 3. Внутри питательной трубы 3 размещен стер- :жень 4 с упругим участком о. Питатель- 1ную трубу 3 охватывает газовое сопло 6. Форсунка имеет средство для предотвра- |щения зарастания поверхности форсунки, Ьыполненное в виде закрепленного ка конце стержня 4 с наружной стороны сопла ко- Локолообразного насадка 7 с отбортованными краями 8, обращенного к соплу выпуклой поверхностью. Упругий участок 5 выполнен на конце стержня 7 перед коло- колообразным насадком 7 на уровне расположения газового сопла 6. Образующие Газовое сопло 6 внутренняя и наружная поверхности соответственно корпуса и питательной трубки выполнены с симметричными |волнообразными проточками 9 с уменьшающейся площадью сечения по направлению движения газового потока, образующими камеры параболоидной формы.

Упругий участок 5 стержня 4 может быть выполнен конусообразным (фиг. 1) с горизонтальными проточками 10 уменьщаю- щейся глубины и шага к выходной кромке сопла.

Упругий участок 5 стержня 4 может быть выполнен конусообразным с наклонными проточками (фиг. 2) 11 уменьшаю- щейся глубины и шага к выходной кромке сопла.

Упругий участок 5 стержня 4 может быть выполнен в виде пружины (фиг. 3) 12 в форме усеченного конуса, обращенным меньшим основанием к выходной кромке сопла;

Упругий участок 5 стержня 4 может быть выполнен в виде цилиндрической пружины 13 (фиг. 4).

Колоколообразный насадок 7 выполнен с волнообразной внутренней поверхностью с уменьшающейся длиной волны к отбортов- ке 8.

В шейке упругого участка 5 выполнена протока 14 (.в месте соединения со стержнем 4) для сообщения системе. Колоко- лообразный насадок 7, упругий участок 5, выходная часть газового сопла 6 - дополнительной степени свободы. г5еличина за

5

O

,; 0

0

г

0

5

0

5

зора между упругим участком 5 и поверхностью жидкостного сопла 3 устанавливается регулировочным винтом 15, что позволяет регулировать норму расхода жидкости, а следовательно, дисперсность распыла. В нижней части питательной трубы 2 установлена распределительная втулка 16, через осевое отверстие которой проходит стержень 4. Для подачи сжатого воздуха служит тангенциальный патрубок 17. Для подачи продукта в питательную трубу 2 имеется патрубок 18. Корпус 1 форсунки крепится к крышке аппарата фланцем 19. Стержень 4 может быть снабжен четырьмя тонкими съемными гофрированными пластинами 20, устанавливаемыми (расположенными) под углом 90° одна к другой (фиг. 6). В этом случае подачу жидкости организуют тангенциально с двух противоположных сторон так, чтобы жидкость турбулизировалась и стекала тонкой пленкой по их поверхностям.

Форсунка работает следующим образом.

Продукт через тангенциально расположенный патрубок 18 поступает в питательную жидкостную трубу 2 и транспортируется турбулизированной пленкой по поверхности гофрированных пластин 20 при их наличии к распределительной втулке 16, откуда, пройдя через ее продольные отверстия, тонкими струями стекает по поверхности упругого участка 5 к колоколооб- разному насадку 7 с отбортованными краями 8, на наружной поверхности которого и происходит целевое диспергирование. Гофрированные пластины 20 обеспечивают торможение жидкостного потока, двигающегося вращательно-поступательно в периферийной области трубы и поступательно в осевой области. Причем во вращающемся периферийном потоке устанавливается положительный радиальный градиент давления, в результате чего часть жидкого продукта попадает в пазы между стержнем 4 и пластинками 20 и, не удерживаясь во вращательном движении, движется поступательно вдоль оси к втулке 16. Сжатый воздух, необходимый для диспергирования, также подается через тангенциально установленный патрубок 17, закручивается и с большой скоростью входит в газовое сопло 6, внутренняя поверхность которого образована , симметричными волнообразными проточками 9, образующими камеры параболоидной формы с уменьщающейся площадью поперечного сечения по направлению движения газа.

При прохождении высокоскоростного закрученного воздушного потока через камеры сопла происходит его резкое торможение о выступы с одной стороны и изменение объема, а следовательно, и скорости с другой, при этом создаются знакопеременные продольные и поперечные градиенты давления, в результате чего генерируются упругие высокочастотные колебания с возрастающей частотой.

Под действием колебаний воздушного потока в нижней части газового сопла и ко- локолообразного насадка 7 распространяются продольные волны, под действием которых нижняя часть газового сопла 6 и насадок 7 вибрируют. Причем вибрация насадка 7 передается упругому участку 5 и усиливается последней. В результате создается поле интегральных колебаний, охватывающее область диспергирования продукта.

Амплитуда колебаний зависит в основном от упругости материала упругого участка и давления подаваемого сжатого воздуха.

При совпадении частоты вынужденных и собственных колебаний участка 5 с ко- локолообразным насадком 7 резко возрастает амплитуда за счет явления резонанса, что интенсифицирует процесс диспергирования.

Наличие горизонтальных проточек 10 на наружной конусообразной (рабочей) поверхности упругого участка 5 уменьшающейся глубиной и шагом по направлению к выходной кромке заставляет жидкость, стекающую по ее поверхности, многократно менять свое направление. Для улучшения условий течения пленки жидкости по конусообразной поверхности упругого участка последний выполняется с наклонными проточками 11 (имеющими небольшой уклон) по направлению к выходной кромке. Причем - конусообразная поверхность участка 5 с горизонтальными или наклонными проточками уменьшающейся глубины и щага по направлению к выходной кромке сопла способствует большей турбулизации потока, образованию внутренних пульсаций в пленке и лучшему ее дроблению на выходе. Выполнение упругого участка 5 в виде пружины цилиндрической 13 или конической формы позволяет осуществлять дополнительное диспергирование пленки продукта на ее поверхности при колебательном движении. Жидкость, выходя из распределительной втулки 16, устремляется во внутреннюю полость пружины, где за счет соударения истекающая по винтовой поверхности пленка интенсивно дробится на капли.

Выходя с большой скоростью из сопла 6, газ захватывает продукт, стекающий на поверхность насадка 7, и распыливает его. Дополнительное дробление жидкости происходит под действием высокочастотных упругих колебаний, генерируемых высокоскоростным газовым потоком и усиливаемых колебаниями упругого участка 5 и колоколообразного насадка 7 с отбортованными краями 8.

Все это способствует повышению качества распыла и предотвращению забива- ния жидкостного сопла и образованию нароста на торцовой и наружной поверхностях форсунки.

Формула изобретения

0

1. Пневматическая форсунка, содержащая корпус с соосно расположенной в нем питательной трубой, заканчивающейся жидкостным соплом, размещенный внутри трубы стержень с упругим участком, охватываю5 щее питательную трубу газовое сопло и средство для предотвращения зарастания поверхности форсунки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и улучшения качества распыла, средство для предотвращения зарас0 тания поверхности форсунки выполнено в виде закрепленного на конце стержня с наружной стороны сопла колоколообразного насадка с отбортованными краями, обращенного к соплу выпуклой поверхностью,

5 при этом упругий участок стержня выполнен на конце стержня перед колоколообраз- ным насадком на уровне расположения газового сопла, а образующие газовое сопло внутренняя и наружная поверхности соответственно корпуса и питательной трубки

0 выполнены с симметричными волнообразными проточками с уменьшающейся площадью сечения по направлению движения газового потока.

2.Форсунка по п. I, отличающаяся тем, что упругий участок стержня выпол5 нен конусообразным с горизонтальными проточками уменьшающейся глубины и шага к выходной кромке сопла.

3.Форсунка по п. 1. отличающаяся тем, что упругий участок стержня выполнен конусообразным с наклонными проточками уменьшающейся глубины и шага к выходной кромке сопла.

4.Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что упругий участок стержня выполнен в виде пружины в форме усечен5 ного конуса, обращенным меньшим основанием к выходной кромке сопла.

5.Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что упругий участок стержня выполнен в виде цилиндрической пружины.

6.Форсунка по п. 1, отличающаяся 0 тем, что колоколообразный насадок выполнен с волнообразной внутренней поверхностью с уменьи1ающейся длиной волны к отбортовке.

0

Изобретение относится к технике распылительной сушки и может быть использовано в химической промышленности при диспергировании жидких продуктов, в частности химических реактивов и особо чистых веществ. Цель изобретения - повышение эффективности очистки и улучшение качества распыла. Для этого средство для пре- дотврашения зарастания поверхности форсунки выполнено в виде закрепленного на конце стержня с наружной стороны сопла колоколообразного насадка с отбортованными краями, обращенного к соплу выпуклой поверхностью. Упругий участок стержня выполнен на конце стержня перед колоколо- образным насадком на уровне расположения газового сопла, а образующие газовое сопло внутренняя и наружная поверхности соответственно корпуса и питательной трубы выполнены с симметричными волнообразными проточками с уменьшающейся площадью сечения по направлению движения газового потока. Упругий участок стержня может быть выполнен конусообразным с горизонтальными проточками уменьщающейся глубины и шага к выходной кромке сопла. Упругий участок стержня может быть выполнен конусообразным с наклонными проточками уменьщающейся глубины и шага к выходной кромке сопла . Упругий участок стержня может быть выполнен в виде пружины в форме усеченного конуса, обращенного меньщим основанием к выходной кромке сопла. Упругий участок стержня может быть выполнен в виде цилиндрической пружины. Ко- локолообразный насадок выполнен с волнообразной внутренней поверхностью с уменьшающейся длиной волны к отбортовке. 5 3. п. ф-лы, 6 ил. i (Л со СО от 00 СХ) ю

фие.З

игЛ

A -/

I