Способ импульсного распыления жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B05B1/08 

Изобретение относится к перерабатывающим отраслям и может быть ис- пользовано в технологиях, включающих распыление жидких сред и суспензий для выпаривания и сушки, нанесения на обрабатываемые поверхности, а также для распыления топлива в энергетических установках.

Известен способ импульсного распыления жидкости путем подачи жидкости, генерирования в ней искровых электрических разрядов и накладывания us жидкость ударных волн разрядов,Известно также устройство для импульсного распыления жидкости, содержащее ЛОЛУЙ корпус с патрубком подачи и соплом распыления жидкости и электроды, установленные с межэлектродным зазором в корпусе и соединенные с источником импупьсов тока.

Недостатком известных технических решений является низкая эффективность распыления жидкости и повышенные энергетические затраты процесса, функциональные возможности устоойства ограничены.

Недостатки обусловлены тем, что удзр- . ныс волны разрядов накладывают равномерно на весь объем жидкости в коопусе, а повторение разрхдоз не согласовано со скоростью подачи струи жидкости в зоне рзс- пыления.

Электроды устройство установлены непосредственно в корпусе, по имеющем рс- флетюсз и концентратора волн, примем патрубок подачи жидкости расположен с. зоне прямого действия ударных волн разррюэд XJ

1

flt

с-

Ч )1

; «-чл

i

Ъ

дов, а сопло соединено непосредственно с корпусом.

Цель изобретения - повышение эффективности распыления и уменьшение энергетических затрат, расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу импульсного распыления жидкости ударные волны разрядов преобразуют в пучки плоских гидроакустических волн и направляют последние в зону распыления, а жидкость подают в зоне акустической тени, причем разряды повторяют через интервалы времени, выбранные не большими отношения длины гидроакустических волн разрядов в жидкости к удвоенной скорости подачи жидкости в зоне распыления. Кроме того, устройство для импульсного распыления жидкости снабжено соосно размещенными в корпусе параболическим рефлектором и концентратором волн, акустические оси которых направлены в сторону сопла, причем-электроды установлены в фокусе рефлектора волн, патрубок подачи жидкости расположен в зоне акустической тени рефлектора волн, а сопло распыления жидкости соединено с корпусом посредством шланга.

На фиг. 1 изображено устройство для распыления жидкости, разрез, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для импульсного распыления жидкости содержит полый коопус 1 с патрубком 2 подачи жидкости и соплом 3 распыления жидкости и электроды А и 5, установленные с межэлектродным зазором и соединенные с источником 6 импульсов тока.

Кроме того, устройство снабжено соосно размещенным в корпусе 1 параболическим рефлектором 7 и концентратором 8 волн, акустические оси которых направлены в сторону сопла 3, причем электроды установлены в фокусе рефлектора 7 волн, патрубок 2 подачи жидкости расположен на днище корпуса 1, в зоне акустической тенк рефлектора 7 волн, а сопло 3 распыления жидкости соединено с корпусом 1 и концентратором 8 посредством шланга 9.

Электрод 4 закреплен в рефлекторе 7 волн посредством крестовины 10 и соединен с одним полюсом источника 6 тока с заземлением.

Рефлектор 7 волн закреплен крестовиной 11 в корпусе 1, акустическая ось его направлена соосно в концентратор 8 и в шланг 9 с соплом 3. Электрод 5 закреплен в .звфшйжГ рефлектора 7 волн с электрической изоляцией, и соединен с высоковольтным полюсом источника 6.

Корпус 1 снабжен опорами, а сопло 3 - крепежными элементами для перемещения (не показаны).

Источник 6 импульсов тока представля- ет собой электрогенератор постоянного тока напряжением V 1,6 Ю4 В, мощностью W 4,8-10 Вт, соединенный с высоковольтным конденсатором типа ИС-16-0.8УЗ и блоком коммутации. Одна из обкладок кон- денсатора с полюсом генератора заземлена и соединена с электродом 4. а другая высоковольтная обкладка конденсатора соединена с электродом 5 через блок коммутации. Блок коммутации обеспечивает подклю- 5 чение электрода 5 к конденсатору с частотой от 10 до 30 подключений в секунду на время tp 10 с искрового разряда конденсатора.

Устройство для импульсного распыле- 0 кия жидкости работает следующим образом.

Корпус 1 через патрубок 2 соединяют с гидронасосом подачи жидкости, а сопло 3 распыления жидкости размещают в сушиль- 5 ном агрегате.

В качестве рабочей жидкости подают в корпус 1 через патрубок 2 водную суспензию сапропеля, содержащего до 50% твердых чэстиц.

0 Иод давлением подали 1,5 ATM суспен- зкясапропеля заполняет корпус 1 с рефлектором 7 и концентратором 3 волн, через шлгнг 9 поступает с сопло 3 с расходом 0,2 я/с (0,72 м3/ч), и выбрасывается через со- 5 пловоо отверстие со скоростью 2 /и/с в сушильный агрегат.

Посредством блока коммутации электрод 5 подключают к высоковолы ной обкладке конденсат источника б с частотой 30 0 подключений в сек на время разрядов конденсатора в межэлектродном зазоре tp 10 с.

Разряды повторяют через интервалы

времени, выбранные но большими отноше5 ниями длины гидроакустических волн разрлдсз в жидкости у. удвоенной скорости

пода-,и жидкости о лоне распыления,

При каждом подключении электрода 5 к конденсатору в ме;хэлектоодном зазоое 0 происходит искровой разряд в жидкости мощностью Wp 1,6-10° Вт, с энергией разряда Ор 1, Дж, который возбуждает в жидкости ударную волну мощностью Wo 1,2-ТО6 Вт, с энергией QB 1,2-102 Дж в 5 волне.

Ударная оолна искрового разряда с частотной характеристикой 104 Гц. дг./ьой волны 1,5 10 м отражается от параболической поверхности рефлектора 7 ив видэ пучка плоских гидроакустических

волн направляется в концентратор 8 волн, .где концентрируется и распространяется в жидкости по шлангу 9 в сопло 3 со скоростью звука в жидкости. При этом волны распространяются также в струе жидкости, истекающей из сопла 3 и своей механической энергией распыляют струю жидкости на расстоянии половины длины волны от фронта струи (7,5 м).

Подключая электрод 5 к конденсатору источника 6 с частотой 30 подключений в секунду, повторяют воздействие на струю жидкости пучками гидроакустических волн с частотой 30 воздействий в секунду, что обеспечивает полное распыление струи жидкости, истекающей из сопла 3 со скоростью 2 м/с.

Пучки гидроакустических волн оказывают дополнительное импульсное давление на жидкость в рефлекторе 7, концентраторе 8 волн и в шланге 9, направленное в сопло 3, и создают эжекционный эффект в патрубке 2, расположенном в зоне акустической тени, что снижает давление подачи жидкости в корпус 1.

Эффективность распыления жидкости повышена, а энергетические затраты снижены за счет преобразования и направления гидроакустических в олн разрядов в зону распыления жидкости, а также повто- рения разрядов через интервалы времени, обеспечивающие полное распыление струи жидкости механической энергией волн разрядов.

Рефлектор 7 и концентратор 8 волн обеспечивают использование до 60% механической энергии волн на распыление жидкости, а соединение сопла 3 с корпусом 1 посредством шлангз S расширяет функциональные возможности устройства за счет гибкого и дистанционного размещения сопла относительно корпуса.

Пример. Корпус 1 устройства для распыления жидкости изготовлен в виде стального цилиндра диаметром 10 м, высо- той м, в днище которого выполнен кольцевой коллектор с патрубком 2 диаметром 2 м для подачи жидкости.

На верхнем торце корпуса 1 закреплен соосно концентратор 8 волн, выполненный из стали в виде усеченного конуса, диаметром м в широком основании и м в усеченной вершине, высотой 10 м.

Рефлектор 7 волн изготовлен из стали в виде колпака в форме параболоида враще- ния диаметром 8-10 м в широкой части, высотой м. Рефлектор 7 вершиной параболоида установлен соосно на днище корпуса 1, а широким срезом полости направлен в концентратор 8 волн и закреплен

стальной крестовиной 11 коаксизльнс в полости корпуса.

Электрод 4 изготовлен из тугоплавкой стали в виде капли диаметром м и. закреплен коаксиально в рефлекторе 7 посредством стальной крестовины 10. Головка электрода 4 расположена в зоне фокуса параболоида поверхности рефлектора 7. Электрод 4 соединен электрически с заземленным полюсом источника 6 импульсов тока.

Электрод 5 изготовлен из тугоплавкой стали в виде стержня диаметром м, закреплен соосно в вершине рефлектора 7 волн и в днище корпуса 1 с электрической изоляцией (не показан), и соединен электрически с высоковольтным полюсом источни- ка 6. Электрод 5 закреплен с возможностью осевого перемещения на винтовой резьбе, и регулирования межэлектродного зазора с электродом 4 от 3 до 10 м.

Сопло 3 распыления жидкости изготовлено с виде стальной насадки с коническим распылительным отверстием диаметром от 2 до м на выходе, и посредством шланга 9 диаметром 2 10 м длиной 4 м соединено с усеченной вершиной концентратора 8 волн.

Формула изобретения

1.Способ импульсного распыления жидкости путем подали жидкости, ге: 2р: - рования в ной искровых электрических разрядов и накладывания на жидкость ударных волк разрядов, отличающийся ieta, что, с целью пось шенмя эффективности распыления к уменьшения энергетических га- трат, ударные волны разрядов преобразую в пучки плоских гидроакустических волн и направляю 1 последние в зону распыления, s жидкость подзют в зоне акустической тени, причем разряды повторяют через интервалы времзми, выбранные не бсльолиии отношения длины гидроакустических волн разрядов в жидкости к удвоенной скорости подачи Ичидгости в зоне распыления.2.Устройство для импульсного рзспыпения жидкости, содержащее полый корпус с патрубком подачи жидкости и соплом ее распыления и электроды, установленные с межэлектродным зазором и соединенные с источником импульсов тока, отличающееся тем, что, с целью расширения Функциональных возмож (остей, о; «о снабжено соссно раз- мещенными в корпусе параболическим рефлектором и концентратором волн, акустические оси которых направлены а сторону сопла, причем электроды установлены о фокусе рефлектора волн, патрубок подачи жидкости расположен в зоне акустической тени рефлектора волн, а сопло распыления жидкости соединено с корпусом посредством шланга.

Фие1

Использование: нанесение распыленных жидких сред и суспензий на обрабатываемые поверхности для выпаривания и сушки, распыление топлива в энергетических установках. Сущность изобретения: ударные волны разрядов преобразуют в пучки плоских гидроакустических волн и направляют последние в зону распыления. Жидкость подаю: в зоьс акустической тени. Разряды повторяют через интервалы зреме- ни, выбранные не большими отношения длины гидроакустических волн разрядов в жидкости к удвоенной скорости подачи жидкости в зон роспиления. Kpof/e того, устройство снабжено соосно размещенными в корпусе параболическим рефлектором и концзнтраторои ксли, акустические ос; , которых иаграоленсн ч сторону сопла. Электроды устанорг.рсн в фокусе рбфлег.тооь волн. Патрубок подгчи жидкости расположен в зо;гэ акустической тяги рефлектора во. Сопло распыления жидкости соединено с корпусом посредством шланга. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. t f .v

Ю

Фиг. 2