Устройство в.н.бродского для распыления Советский патент 1979 года по МПК B05B1/14 B05B5/00 

(54) УСТРОЙСТВО В.Н.БРОДСКОГО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для механического распыления жидкостей и растворов и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известно устройство для распыления жидкостей путем вс1речно-ударного взаимодействия двух струй, сфокусированных и направленных навстречу друг другу посредством прямоточных сопел 1J .

Это устройство не обеспечивает распыла больших количеств жидкости с небольшими удельными энергозатратами из-за необходимости потребления сжатого газа и поэтому не находит широкого применения.

Известно также устройство для распыления, содержащее узел подачи жидкости к соосно расположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу, и источник электропитания 2.

Данный распылитель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и доастигаемому результату,

Недостатком его является ограниченная область применения в связи с относительно большими габаритг1ми и обеспечение эффективной электризации только таких жидкостей, которые обладают большим удельным электрическим сопротивлением.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что узел подачи жидкости выполнен в виде патрубка со сквозными радиальными отверстиями, а распылители в виде расположенных на наружной поверхности патрубка продольных пазов, сообщающихся с радиальными отверстиями и охватываемых эластичными гильзами.

Кроме того, распылители снабжены расположенным на одной из гильз электропроводным конусом, а на другой - коронирующими электродами. Электроды выполнены в виде охватывакадих гильзу и соосно расположенных относительно нее концентричных ободов из электропроводного материала с зубчатыми кромкс1ми.

обращенными в сторону распыленной Зкидкости.

На Фигв1 изображен общий вид устройства в продольном разрезе на фиг,2 - поперечный разрез устройства; на фиг.3 - общий вид устройства для случая, когда необходимо Осуществлять многозенное распыление жидкости; на фиг.4 - вариант выполнения распылителя для случаев, когда требуется обеспечивать тонкодисперсный распыл относительно необходимых количеств жидкости; на фиг.5 - вид сверху фиг.4.

Устройство для распыления содер.жит узел подачи жидкости к соосно рположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу, и источник электропитания. Узел подачи жидкости выполнен в виде патрубка 1 со сквозными радисильными отверстиями 2, а распЕ г1ители - в виде расположенньлх Hii-наружной поверхности патрубка 1 продольных пазов 3, сообщающихся с радиальными отверстиями 2 и охватываемых эластичными гильзами 4 и 5 Поперечное сечение продольных пазов 3, уменьшается в направлении к кольцевой расточке 6.

Устройство для распыления снабже расположенным на одной из гильз 4 электропроводным конусом 7, а на другой 5 - коронирующими электродами 8 и 9 (как минимум два). Электропроводный конус 7 установлен на гилзе 5 при помощи втулки 10 и должен быть заземлен.

Электроды 8 и 9 выполнены в виде охватывающих гильзу S и с-оосно расположенных относительно нее концентричных ободов из электропроводного материала с зубчатыми кромкамг 11 и 12, обращенными в сторону распыленной жидкости.

Электроды 7 и 8 устанавливаются при помощи втулки и и стоек 14, выполненных из диэлектрического материала.

К коронирующим электродам 7 и 8 подключены провода 15 и 16 от исгочника электропитания пульсирующего или импульсного высокого напряжения постоянного тока.

Многозенное распьгление больших количеств жидкости (см.фиг.3) осуществляется устройством для распыления, приспособленным для установки непосредственно на трубе, по которой производится транспортировка распыляемой жидкости. Для этого предварительно в трубе 17 выполняют сквозные отверстия 2, . а также глухие отверстия i8, необходимые для точной фиксации состаной втулки 19, состоящей из двух

идентичных половин полукругового профиля, имеющих на наружной поверхности продольные пазы 3 и кольцевую расточху 4. На составную втулку 19 сверху устанавливаются гильзы 4 и 5 и крепежные хомуты 20. Если требуется осуществить электризацию распыляемой жидкости, то эти распылители оснащаются коронирующими электродами 8 и 9, подобно тому, как это показано на фиг.1, но количество пар электродов зависит от производительности распылителя и величины высокого напряжения, подаваемого на указанные коронирующие электроды 8 и 9. Для случаев, когда необходимо обеспечивать тонкодисперсный распыл относительно небольших количеств жидкости, например для окраски изделий или для ионизации и увлажнения воздуха, разработан распьдлитель, показанный на фиг.4 и 5. Он состоит из втулки 21, выполненной из тонколистового металла, имеющей симметрино расположенные каплевидные отве хстия 22 и внешнюю резьбу 23, а также внутреннюю втулку 24, гильзы 4 и 5 и пробки 25,

Устройство для распыления работа следующим образом. Вначале под давлнием от 0,5 кгс/см и более жидкость подается в патрубок 1 и через

юквозные отверстия 2 поступает в пазы 3, где за счет сужения их сечения в направлении к выпускным отверстиям, скорость потоков жидкости постепенно возрастает и достигает своего максимума непосредственно на выходе, над поверхностью кольцевой расточки 6. Встречно направленные струи, выпущенные из противоположно и соосно расположенных пар пазов 3, соударяются между собой в открытом пространстве, образуя факел распыленной жидкости, плоскость которого перпендикулярна к продольной оси патрубка 1. Соударение указанны струй U открытом пространстве вызывает реакцию отдачи на потоки жидкости, движущиеся по пазам 3, что приводит к возникновению волновых давлений в этих пазах. Стенки гильз 4 и 5, воспринимая пульсации давления то сжимаются, то растягиваются и тем самым выполняют функции резонторов: увеличивают амплитуду пульсация давления, обеспечивают повышени эффективности диспергирования жидкости.

Через 5-10 с после того, как процесс распыления стабилизируется, на коронирующие электроды 8 и 9 по проводам 15 и 16 одновременно или

Поочередно подаются импульсы постоянного тока с напряжением от 5

о 70 кВ, например отрицательной полярности.

При этом на заостренных зубцах электродов 8 и 9 возникают коронные разряды, которые генерируют потоки ионов. Потоки ионов осаждаются на капельках распыляемой жидкости, насыцая их электрическими зарядами.

Эффективность процесса электризации капель повышается благодаря заземленному конусу 7, ибо он способствует увеличению напряженности электрического поля и защищает факел распыленной жидкости в зоне действия коронных разрядов от разывания потоком какого-либо газа, обтекающего распылитель при его работе.

Электризация распыленной жидкости существенно интенсифицирует проведение целого ряда различных технологических процессов: тепло- и массообмена между жидкостью и газами, очистку газов от аэрозолей, горение различных видов топлива, осушку растворов и суспензий, окраску изделий, охлаждение, подогрев, осушку, увлс1жнение и ионизацию воздуха или иного газа, обеспечивает высокую однородность дисперсности распыляемой жидкости, ибо под действием Кулоновых сил происодит вторичное дробление крупных капель на мелкие.

Благодаря выполнению гильз 4 и 5 з эластичного растягиваемого маериала обеспечена возможность изенить в широком диапазоне производительность распылителя при изменении давления подводимой жидкости в узких пределах, что улучшает условия регулирования его производительности и ведет к снижению энергозатрат.

При использовании устройства для аспыления тонкодисперсный распыл непосредственно зависит от конечной скорости струй, истекающих из сопел, но равноценный эффект достигается при вдвое меньшем давлении, благоаря тому, что струи направлены.точно навстречу друг другу, а поэтому их скорость и кинематическая энергия суммируется. Это обеспечивает наибольшее снижение энергозатрат.

Известно, что форсунки весьма подвержены заострению механическими примесями, взвешенными в жидкости, причем даже и в тех случаях, когда максимальный размер механических примесей на порядок меньше диаметра сопла форсунки. Это объясняется тем, что при вращательном движении жидкости в форсунке проявляет себя циклонный эффект, вызывающий

коагуляцию механических примесей и закупоривание ими сопла.

В разработанных устройствах для распыления полностью исключены условия для возникновения указанного 5 эффекта и, кроме того, вероятность засорения его выходных каналов уменьшена в значительной мере благодаря тому, что гильзы выполнены из эластичного растягиваемого материала. По этой причине требования, предъявляемые к фильтрам для очистки жидкости при их использовании, для этих распылителей значительно менее жесткие, а следовательно, обеспечи5 ваётся снижение энергозатрат.

Электризация капель при работе устройства для распыления происходит без применения коронирующих электродов и источников высокого

Q напряжения. Она происходит за счет сильного проявления баллоэлектрического эффекта, вызванного встречно-ударным взаимодействием струй. Однако для получения капелек до5 /статочного электрического заряда жидкость к распылителю требуется подводить под давлением 6-8 кгс/см , что во многих случаях нежелательно с точки зрения энергетических затрат и может быть рекомендовано только, когда указанные затраты Не являются решающими. Вместе с тем- для ионизации воздуха, как показали опыты, к распылителю можно подводить чистую воду поддавлением от 2 кгс/см.

Далее,как было указано выше, для одного распылительного устройства предусматривается использовать

по меньшей мере два коронирующих электрода 11 и 12, ибо при этих услови-ях обеспечивается эффективная электризация до 0,2-0,4 Т/ч и при использовании источника

электропитания с напряжением не

менее 15 кВ. Для распылителей, имеющих единичную производительность выше 0,4 Т/ч.м, необходимо, использовать большее количество пар коронирующих электродов с учетом также и величины приклгщываемого к ним напряжения электропитания.

Кроме того, решающее значение для эффективности работы распылителя имеет правильный выбор режима электропитания, учитывающий, как ,правило, высокую влалсность окружакяцего воздуха. Поэтому предусмотрено для каждой пары коронирующих электродов осуществлять раздельное электропитание ипульсным или пульсирукмдим выпрямленным высоким напряжением от 5 до 70 КБ преимуществеино отрицательной полярности. Благодаря этому, во-первых,обеспечиваются условия насыщения капелек распыленной жидкости электрическими зарядами предельно возможной величины, во-вторых, исключается опасность возникновения коротких замыканий и, в-третьих, существенно упрощается конструкция источников высокого напряжения, ибо во многих случаях становится возможным для этой цели использовать дешевые и компактные сухие высоковольтные трансформаторы, например, те,которые обычно применяют для неоновой рекламы, а также - импульсные тран форматоры. Формула изобретения 1. Устройство для распыления, с держащее узел подачи жидкости к соосно расположенным распылителям, выходные отверстия которых направлены навстречу друг другу, и источник электропитания, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройств

(О узел подачи жидкости выполнен в виде патрубка со сквозными радиальными отверстиями, а распылители - в виде расположенных на наружной поверхности патрубка продольных пазов, сообщающихся с радиальными отверстиями и охватываемых эластичными гильзс1ми. 2.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено расположенным на одной из гильз электропроводным конусом, а на другой - коронирующими электродами. 3.Устройство по п.1,2, о т л и чающееся тем, что электроды выполнены в виде охватывающих гильзу и соосно расположенных относительно нее концентричных обедов из электропроводного материала с зубчатыми кромками, обращенными в сторону распыленной жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 408511, кл. В 05 В 7/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР №397718, кл. В 05 В 5/00, 1971 (прототип).