Центробежный инжектор Советский патент 1992 года по МПК B05B3/02 B05B3/12 

Изобретение предназначается для применения в промышленности, в сельском хозяйстве, в научных исследованиях и можег быть использовано для выброса рабочего тела - жидкости или гззожидкостной смеси - в движущуюся или покоящуюся жидкую или газовую среду, например пенообразую- щего раствора, химического реагента, растворов для обработки растений и т.п.

Известен центробежный инжектор, содержащий распределительную камеру с отверстием для подачи рабочего тела м радизлько установленные в камере сопловые трубки с обтекателем, имеющим отверстия, сообщенные с камерой.

Недостатком этого устройств - янляс-ч то, что выброс жидкости производите фв- келом на торце обтекателя. При распылении жидкости в поток, движущийся вдоль оси вращения Центробежного распылителя жидкости, в основную часть потока, проходящую внутри диска вращения устройства, распыляемая жидкость не попадает

Целью изобретения является повышение эффек(ианости смешения рабочего тела с внешней средой за счет его равномерного распределения по плоскости вращения ИН- ЖбХГОрг.

Поставленная цель достигается тем что обтекатели сопловых трубок выполнены с лопастями, имеющими, клиновидный проф14.

I-

иль поперечного сечения, при этом каждая лопасть выполнена с радиальными щелевы- ми отверстиями и с соединенным с распре- делительной камерой заглушенным внутренним каналом, диаметр которого выбран изменяющимся вдоль лопасти в соответствии со следующей зависимостью:

(l)0-16

10

20

де do - диаметр внутреннего канала на ыходе из распределительной камеры;

R - радиус лопасти;

г - радиус участка лопасти, на котором необходимо определить диамет р d канала.

На фиг. 1 изображен центробежный инжектор с сечением лопасти в плоскости, проходящей через ось вращения по оси внутреннего канала, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

На полом вэлу 1 закреплена распределительная камера 2 с отверстием 3 для подачи рабочего тела и рздиально установленные в камере 2 сопловые полые трубки 4 с обтекателями 5 и 6, установленными с противоположным камере 2 стороны вала 1, обеспечивающими плавное обтекающее распределительной камеры 2 направленным вдоль оси вращения потоком и имеющими отверстиями 7, сообщенные с камерой 2.

Обтекатели 5 и б сопловых трубок 4 выполнены с лопастями 8, имеющими клино- ыщный профиль поперечного сечения п присоединенными к распределительной камере 2 сваркой, винтами или иным способом.

Каждая лопасть 8 выполнена с радиальными щелевыми отверстиями 9 и с соединенным с распределительной камерой 2 . заглушенным внутренним каналом 10

Положение лопастей 8 фиксируется штифтом 11 и сопловыми полыми трубками 4, через которые камера 2 связана с внут- ренним каналом 10 лопастей 8.

Из решения системы дифференциальных уравнений для расхода и гидравлического напора рабочего тела вдоль внутреннего канала лопасти получены соот- ,-л ношения для диаметра сечения внутреннего канала 10 в лопасти 8 d и ширины щелевого отверстия 9 д.

Диаметр d внутреннего канала 10 каждой попасти 8 выбран изменяющимся вдоль gg лопасти 8 в соответствии со следующей зависимостью:

- --

- . j /4I 0.16

d d0 (1 - 2) R

25

30

35

где do - диаметр внутреннего канала на выходе из распределительной камерыR - радиус лопасти;

г - радиус участка лопасти на котором необходимо определение диаметра d канапа

Шиоина шелевого отверстия 9 лопасти 8 выбрана в соответствии со следующей закономерностью

Q,

(,5 --- (1+ 0,6 /)- .161 n a) frFT

) 1.75() 0,25 (-d)-4,25 (2- wFr

R

0

.

,-л

gg

5

0

5

где г - расстояние от оси вращения до рассматриваемого сечения лопасти,

d0- начальный диаметр внутреннего ка- нэлз лопасги;

Q - расход рабочего тела;

а)- скорость вращения инжектора;

р- отношение плотности среды к плотности рабочего телз

v - кинематический коэффициент вязкости рабочего тела,

n количество лопастей

Центробежный инжектор работает следующим образом.

При проектировании устройства размеры внутреннего канала 10 и щелевого отверстия 9 выбираются, исходя из геометрических размеров (R. do), свойств рабочего тела и внешней среды (п. г) расхода О и скорости вращения а). Позтому устройство приводится во вращение с этой скоростью и э затем в него по полому валу подается рабочее тело с расчетным расходом Q Из полого вала 1 рабочее тело попадает в распределительную камеру 2, а затем через полые трубки 4 во внутренний канал 10 в лопасти 8 откуда через щелевое отверстие рабочее тело вы- браснвается во внешнюю среду При необходимости увеличить расход рабочего тела требуется пропорциональное увеличение скорости вращения.

Эффективность центробежного инжектора связана с заменой выброса рабочесо тела (например, жидкости) через торцы лопастей на выброс через радиальное щелевое отверстие в тыльной кромке лопасти с клиновидным чрофилем поперечного сечения. В результате чего смешение рабочего тела со средой происходит на поверхности плоской струи, периметр которой при одинаковом расходе существенно превышает периметр круглой струи Кроме того, подбор диаметра сечения внутреннего канала в лопасти и ширины радиального ще leeoro отверстия в тыльной кромке лопасти

обеспечивают равномерное распределение рабочего тела по плоскости диска вращения, т.е. по плоскости всего поперзчного сечения потока, проходящего через инжектор. Устройство может использоваться в стационарном варианте при отсутствии перемещения относительно внешней среды, при натекании внешней среды на устройство или при поступательном движении устройства вместе с каким-либо носителем. Формула изобретения Центробежный инжектор, содержащий распределительную камеру с отверстием для подачи рабочего тела и радиально установленные в камере сопловые трубки с обтекателями, имеющими отверстия, сообщенные с камерой, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности смешения рабочего тела с внешней средой

0

5

за счет его равномерного распределения по плоскости вращения инжектора, обтекател сопловых трубок выполнены с лопастями, имеющими клиновидный профиль поперечного сечения, при этом каждая лопасть выполнена с радиальными щелевым1 отперстиями и с соединенным с распределительной камерой заглушенным внутренним каналом, диаметр которого выбран изменяющимся вдоль лопасти в соответствии со следующей зависимостью1

н -л ( - г2 d - do (.1 - -j) .

к

где do - диаметр внутреннего канала на выходе из распределительной камеры,

R - радиус лопасти;

г - радиус участка лопзстм, ьа соторог необходимо опредегить диаметр d канала

20

Использование: внесение и перемешивание в покоящейся или движущейся среде различных жидкостей, гззов или газожидкостных смесей для обеспечения зффектив- ного течения химических реакций, пенообразования и равномерного распределения вносимых веществ по обрабатываемым поверхностям или объемам. Сущность изобретения: в центробежном распылителе обтекатели сопловых трубок выполнены с лопастями, имеющими клиновидный профиль поперечного сечения. Каждая лопасть выполнена с радиальными щелевыми отверстиями и с соединенным с распределительной камерой заглушенным внутренним каналом Диаметр канала выбран изнесяю- щммся вдоль лопасти в соответствии со сде-2 дующей зависимостью: d d0 (I °где do диаметр внутреннего канала на выходе из распределительной камеры, R - р&- диус лопасти; г- радиус учзстк - чогягти s котором необходимо определить дчжиегр и канала В инжекторе обеспечивается равномерное распределение рабочего по плоскости вращения за счет изменения ширины радиального щелевого отверстия и внутреннего канала вдоль лопасти, устыжающего совместное действие нэ чорз р 5оче- го тела и центробежных сил. 3 ил.

Рабочее /пело

Физ.1

И

d(r) &е

Mr)

Фие.З