Вихревая форсунка Советский патент 1979 года по МПК B05B1/34 

(54) ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА

i

Настоящее изобретение относится к об-лаети техники распыления жидкостей и может быть использовано в коксо-химической химической и с.межных с ними промышленпостях для распыления жидкостей в теплои массообменны.х аппаратах.

Известны вихревые форсунки, содержащие корпус и вкладыш-завихритель 1.

Недостатком известных форсунок является низкая степень распыления жидкости, невозможность создания заполненного факела и требуемого распределения жидкости fkj верхнему сечению насадки.

Известна также вихревая форсунка для распыления жидкостей, содержащая корпус с сопловым отверстием и камерой смешения с расположепным в ней вкладышем-завихрителем, с каналами, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими наклон к оси форсунки 6 тангенциальном направлении, одной стенкой, имеющей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси 2.

Данная форсунка является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком ее является наличие некоторой неравномерности распределения капель по нормальному сечению факела (наличие двух более плотных потоков в факеле жидкости) из-за недостаточного взаимодействия двух образующихся за вкладышемзавихрителем потоков жидкости в камере смешения форсунки. Особенно ярко проявляется это при напора.х жидкости иеред форсункой от 40 м вод. ст. и вьпие. Жидкость вытекает из форсунки в виде двух узких потоков. Отклонение от требуемого распределения капель по нормальному сечению факела является существенным недостатке форсунок при работе в аппаратах теплои массообмена.

В вихревой форсунке в камере смен1ения недостаточно взаимодействие потоков, образованных жидкостью за кана.1амп завихрителя, для получения удовлетворительного распределения жидкости в факеле из-за растекания в камере неограниченных CTpyii, что не дает возможность достаточно эффективно формировать осевой поток. Это приводит к необходимости уд.тинять камеру смегпения для усиления взаимодействия потоков (как правило, отношение высоты камеры смешения, определяемое расстоянием от сопла до нижнего торца завихрителя, к ее диаметру в данной конструкции составляет не менее 1,2). По этой же причине форсунка обеспечивает удовлетворительное распределение только в камерах с диаметрами до 0,05 м. При увеличении диаметра камеры распределение резко ухудшается. Форсунка имеет ограниченную производительность (до15м/ч) т. к. практически добиться удовлетворительного распределения при большой производительности не удается. Целью настояшего изобретения является повышение производительности и надежности форсунки. Указанная цель достигается тем, что стенки каналов, имеюшие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыша-завихрителя. Кроме того, стенки каналов выполнены пересекающимися между собой на расстоянии, равном 0,3 - 0,8 высоты вкладышазавихрителя, а отношение высоты камеры смешения к ее внутреннему диаметру составляет 0,7- 1,0. На фиг. 1 изображена вихревая форсунка в общем виде с частичным разрезом; на фиг. 2, 3 и 4 - вкладыш-завихритель в трех видах. Вихревая форсунка для распыления жидкостей содержит корпус 1 с сопловым отверстием 2 и камерой смешения 3. с расположенным в ней вкладышем-завихрителем 4 с каналами 5, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими наклон к оси форсунки в тангенциальном направлении; одной стенкой, имеюшей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси, причем стенки каналов, имеющие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыща-зав.ихр«теля. Стенки каналов выполнены пересекающимися между собой на расстоянии, равном 0,3-0,8 высоты вкладыща-завихрителя, а отношение высоты камеры смешения к ее внутреннему диаметру составляет 0,7- 1.0. Вихревая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом. Жидкость, поступающая под давлением, попадает в завихряющие каналы 5. Благодаря тангенциальному наклону, потоки жидкости, проходя по ним, приобретают две составляющие скорости: поступательную (осевую) и врашательную (окружную), которые приводят эти потоки жидкости в интенсивное поступательно-вращательное движение внутри камеры смешения 3, образованной внутренними поверхностями стенок корпуса 1 форсунки и основание.м вкладышазавихрителя 4. Из-за наклона завихряющих каналов 5 в радиальном направлении потоки жидкости наряду с осевой и окружной скоростями приобретают радиальную составляющую, что приводит к взаимодействию отдельных потоков в области оси форсунки. Пересечение между собой стенок каналов 5, имеющих наклоны в радиальном направлении, внутри вкладыша-завихрителя 4 между верхним и нижним торцами на вертикальной оси форсунки приводит к тому, что отдельные потоки жидкости встречаются друг с другом непосредственно в самом вкладыщезавихрителе 4, что приводит к их интенсивному взаимодействию уже внутри вкладыщазавихрителя 4, тем самым осевой поток жидкости, необходимый для образования заполненного сплощного факела формируется еще до входа потоков в камеру смешения. В камере смешения происходит дальнейшее взаимодействие потоков в результате чего создается гидродинамическая обстановка, позволяющая получить на выходе из сопла форсунки конический факел жидкости. Интенсивное взаимодействие потоков во вкладыше-завихрителе и камере смешения позволило выполнить камеру высотой 0,7- 1,0 от ее диаметра и при этом получить требуемое распределение капель в факеле в расширенном диапазоне давлений и производительностей. Данная вихревая форсунка позволяет обеспечить требуемое распределение капель в факеле распыляемой жидкости в расширенном диапазоне производительности от 0,5 до 70 . при давлении перед форсункой от 5 до 60 м вод. ст., уменьшить габариты форсунки при сохранении производительности. Форсунка имеет больщие размеры проходных сечений, что обеспечивает повыщение надежности при диспергировании технологических жидкостей, загрязненных механическими и другими примесями, склонными к отложению. Формула изобретения 1.Вихревая форсунка для распыления жидкостей, содержащая корпус с сопловым отверстием и камерой смещения с расположенным в ней вкладышем-завихрителем с каналами, каждый из которых образован двумя стенками, имеющими наклон к оси форсунки в тангенциальном направлении, одной стенкой, имеющей наклон к оси форсунки в радиальном направлении, и стенкой, параллельной этой оси, отличающаяся тем, что, с целью повыщения производительности и надежности форсунки, стенки каналов, имеющие наклон в радиальном направлении, выполнены пересекающимися между собой на оси форсунки между верхним и нижним торцами вкладыща-завихрителя. 2.Вихревая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что стенки каналов выполнены

пересекающимися между собой на расстоянии, равном 0,3 - 0,8 высоты вкладышазавихрителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 339317, кл. В 05 В 3/06, 1970 (прототип).

Фиг. 2

Фаг.З

игЛ