Струйно-вихревая форсунка Советский патент 1979 года по МПК B05B1/34 

1

Изобретение относится к технике распыления жидкостей, к устройствам, распыливающим технологические жидкости в-теплои массообменных аппаратах, являюпдихся одним из основных видов оборудования коксохимического, нефтехимического и смежных с ними производств. Широкое применение, например, в насадочных и полых аппаратах указанных производств распыливающих устройств и повышение надежности их работы позволяет повысить эффективность аппаратуры в целом при производстве кислот, щелочей, солей и т. д.

Известна струйно-вихревая форсунка, содержащая камеру, по оси которой через отверстие в торцовой стенке, противоположной соплу, подается осевая струя, а по тангенциально расположенным каналам в камеру направляется жидкость, образующая вихрь, коакси-альный с осевой струей 1.

Для этой форсунки характерны низкое качество распыливаемого продукта и невысокая производительность.

Известна и другая струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и соплом, расположенный в камере завихритель с тангенциальными каналами и

средство создания осевого потока 2. Данная форсунка является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату.

Однако осевое отверстие в завихрителе

часто забивается включениями, особенно в форсунках с производительностью 0,5-20 мУч, что приводит к образованию полого конического факела жидкости. Забиваемость,в первую очередь, осевого отверстия завихрителя обусловлена его меньшей, как правило,

площадью, чем тангенциальных каналов. Образование полого факела распыливаемой жидкости, вместо требуемого заполненного, приводит к резкому ухудшению распределения жидкости по верхнему сечению насадки в насадочных колоннах или в объеме полого аппарата. Ухудшение распределения жидкости приводит к значительному снижению коэффициентов тепло- и массообмена. Кроме этого, в известной форсунке неэффективно вязкое взаимодействие вращающегося коаксиального потока с осевой незакрученной струей, имеющей компактную структуру и большую скорость, пропорциональную корню квадратному из величины давления жидкости перед форсункой, что

уменьшает возможность ооеспечо: 1я удовлетворительяок) рас.пргделоняя Ж1;дк(к;ти в 11И|)()К()М лняиазонс yi.iOB факела (до 120°).

McxaiifiiiM засорения включениями оеевого отверстия завихрите.чя заключается в )м, что частицы с разменами, несколько нревосходяшими его диаметр, запрессовываются в отверстия завихрителя в результате действия на них со стороны потока силы, направленной по оси форсунки.

Величина этой еилы пропорциональна произведению площади среднего сечения частицы на величину давления торможения обтекающего ее потока. Эта сила запрессовывает частицу в осевое отверетие завихрителя, что ведет к его быстрейшему засорению, в котором уже участвуют и более мелкие частицы.

В етруйно-вихревых форсунках длина осевого отверстия завихрителя, как правило, больше его диаметра, что приводит к повышению его засоряемости.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения равномерно заполненного факела и повышение надежности работы форсунки.

Указанная цель достигается тем, что средство создания осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размеш,енных на торцовой поверхности завихрителя, обращенной к соплу.

На фиг. 1 изображена струйно-вихревая форсунка, общин вид; на фиг. 2 - завихритель, вид спе)еди и сбоку; на фиг. 3 - вид по стрелке .4 на фиг. 2.

Струйно-вихревая форсунка содержит корпуе I с камерой завихрения 2 и соплом 3. расположенный в камере 2 завихритель 4 с тангенциальными каналами 5. Средство создания оеево1о потока выполнено в виде радиальных пазов 6, размещенных на торцовой поверхности завихрителя 4, обращенной к еоплу о.

Внешняя поверхность завихрителя 4 и часть внугремнен поверхности корпуса 1. выполнены коническими, что позволяет исключить из конструкции форсунки элементы крепления завихрителя. На внутренней поверхности корпуса 1 имеется резьба (на чертежах не показана) для подсоединения к трубо.чроводу, питающему форсунку жидкостью.

Форсунка работает следующим образом.

Г1(;двод жидкости осуществляется по оси форсунки. Жидкость по тангенциальным каналам 5 поступает в камеру 2 завихрения, где происходит ее интенсивное вращательнопоступательное движение. Результатом вращательного движения является положительный радиальный градиент статического давления, при котором статическое давление возрастает с увеличением расстояния от оси камеры 2. В связи с этим часть жидкости

от внутренних стенок камеры 2 по пазам 6 поступает к оси форсунки, образуя осевой поток. В результате взаимодействия осевого потока с потоком, образованны.м тангенциальными каналами 5 и имеющим вращательно-поступательное движение, образуется заполненный факел.

Пазы 6 выполнены обтекаемой формы, и.меют значительную щирину, небольшую глу бину, и их количество при необходимости может быть увеличено. Целесообразно выбирать количество пазов 6, равным количеству тангенциальных каналов 5. Размещать пазы 6 следует симметрично оси форсунки в плоскости торца завихрителя 4, однако в тех случаях, когда диаметр сопла 3 форсунки невелик (5-10 мм), для формирования осевого потока можно число пазов б увеличить до 5-10 с выбором числа тангенциальных каналов 5, равного 3-5.

Обтекаемая форма пазов 6 (например, сечение, перпендикулярное оси паза, представляет собой часть круга), их незначительная глубина, расположение в верхней части камеры 2 завихрения, воз.можность увеличения их числа, при необходимости до требуемого для формирования осевого потока снижает возможность забивания форсунки

включениями по сравнению со струйно-вихревой, имеющей одно осевое отверстие в завихрителе.

Таким образом, данная форсунка обеспечивает повышение надежности работы на

Q технологических жидкостях, содержащих механические и другие включения, склонные к отложению в тепло- и массообменных аппаратах, получение необходимого заполнения факела в широко.м диапазоне углов.

Формула изобретения

С/груйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и соплом, расположенный в камере завихритель с тан0 гelПJ:иaльными канала.ми и средство создания осевого потока, отличающаяс.ч тем, что, с целью обеспечения возможности нолучения равномерно заполненного факела и повышения надежности работы форсунки, средство создания осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размещенных на торцовой поверхности завихрителя, обраП1енной к соплу.

Источники инфор.мации, принятые во внимание при экепертизе

01. Головачевский Ю. А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышленности. М., Машиностроение, 1974, с. 241. рис. 91.

2. Ханин И. М. и др. /Механические форс нк11 гехно.югических аппарате. Киев.

УкрНИИНТИ, 1971. с.,13. рис. 3 ,-;.

й/г./

ЪЙЧ2

1

Вид А