ФОРСУНКА для РАСПЫЛЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ СИСТЕМ Советский патент 1973 года по МПК B05B3/00 

1

Изобретение относится IK устройствам, применяемым в химической технологии для распыления концентрированных растворов, суспензий, пастообразных продуктов и других неньютоновских жидкостей, т. е. систем, обладающих значительной вязкостью и большим пределом сдвиговой прочности, например, в сушильной технике, в анилино- и лакокрасочной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны различные пневматические форсунки. Характерной особенностью форсунок, предназначенных для распыления вязких продуктов, является установка в продуктовом сопле в непосредственной близости от него каких-либо насадок, используемых для перемешивания, перетирания, гомогенизации, диспергирования перерабатываемого продукта.

Известна форсунка, в которой с целью получения равномерной кольцевой пленки распыляемой пасты расположенная в продуктовом сопле воздухоподводящая труба совершает колебательные движения от прикрепленного к ней вибратора. В указанной форсунке паста подвергается объемному вибрированию, при котором снижение вязкости материала происходит под влиянием скорости деформации, возникаюгцей благодаря движению частиц различной массы относительно друг друга с различными линейными скоростями.

В этом случае имеет место неравномерность распределения скорости деформации по толщине слоя обрабатываемого материала, существенно зависящей от размера частиц и распределения их по размерам, что препятствует достижению значительного эффекта. Кроме того, недостатком форсунки является ограниченный диапазон применения по вязкости распыляемых продуктов.

Предлагаемая пневматическая форсунка построена с использованием нового принципа воздействия на структурно-механические свойства неньютоновских сред, которое осуществляется путем наложения на обрабатываемый материал сдвиговых колебаний с регулируемой амплитудой скорости деформации, практически одинаковой по толщине слоя материала. Это позволяет существенно повысить текучесть обрабатываемых паст и получить качественный тонкодисперсный распыл.

В продуктовом сопле форсунки концентрично ему располагается тело вращения (в простейщем случае - цилиндр), совершающее реверсивное движение с частотой и амплитудой, определяемыми реологическ ми свойствами распыляемого продукта. Это обеспечивает снижение вязкости распыляемого материала, выходящего из продуктового сопла, более чем в 100 раз, что существенно влияет на качество распыления, особенно при работе (даже

в области незначительных градиентов скорости сдвига) на высоковязких материалах, обладающих большими значениями предела сдвиговой прочности.

На чертеже показана форсунка для распыления высоковязких систем.

Форсунка состоит из корпуса /, ротора 2, воздупиного сопла 3, продуктового сопла 4, образованного внутренней и внешней поверхностями соответственно корпуса и ротора, привода 5 с эксцентриком 6 для придания ротору возвратно-врашательного движения через новодок 7, жестко закрепленный на валу ротора.

Прижатие поводка к эксцентрику осуш,ествляется при помоши пружины 8. Ротор движется в подшипниках 9, которые отделены от продуктовой камеры продуктового сопла манжетным уплотнителем Ю. Воздушное сопло крепится к корпусу шпильками //, которые используются для регулирования скорости выхода газа, подаваемого на распыление.

Газовое сопло разделено распределительной диафрагмой 12 на две камеры - входную и рабочую. В диафрагме отверстия направлены под углом по отношению к оси форсунки, что способствует более равномерному распределению потока газа на выходе из воздушного сопла. В корпусе сопла просверлен з1 каналы 13 для подвода газа и каналы 14 для распыляемого продукта.

Форсунка работает следующим образом.

Расныляемый продукт, например, винтовым насосом подается в зазор между корпусом форсунки и ротором (продуктовое сопло), где в результате реверсивного движения ротора в тонком слое распыляемого продукта возбуждаются интенсивные циклические деформации, вследствие чего происходит глубокое разрушение структуры продукта, приводяпхее к резкому снижению его вязкости. Так, папример, при работе на пасте пигмеита фталоцианипа меди в смеси с дисперга тором НФ (динафтилдиметилдисульфокислый натрий), взятых в соотношении 1 : 1, с содержапием сухих веществ 72% вязкость системы снижается в 400 раз.

Собственно распыление (как и в извеетных пневматических форсунках) осуществляется на выходе из сопла в результате соударения пленки пасты с кольцевой струей распыляющего агента, обладающего на выходе из газового сопла значительной кинетической энергией.

Эффект воздействия циклических сдвиговых деформаций на структуру системы во много раз превыщает структурные изменения,

вызываемые собственно течением. Поэтому предлагаемая форсунка обеспечивает необходимое качество распыла при больших расходах распыляемого продукта, что необходимо для автоматизации сушильных и других устаповок.

Предмет изобретения

Форсунка для распылепия высоковязких систем, включающая корпус, продуктовое и воздущное сопла, отличающаяся тем, что, с целью снижения вязкости распыляемого продукта и получения качественного тонкодисперсного распыла, в продуктовом сопле соосно с 1им установлен ротор, имеюнщй форму тела врап1,ения и снабженный приводом реверсивного движения.