Фазовый разделитель шестеренко Советский патент 1981 года по МПК G01N15/00 B29H3/02 B05B1/12 

1

Изобретение относится к устройствам разделения потока аэрозоля на поток частиц и поток, отводимый из зоны разделения очищенного газа.

Устройство может быть использовано для замкнутых газовых систем, из которых необходимо удалять частички аэрозоля, при использовании инертных газов напыления клеев полимеров с взрывоопасными растворителями.

Это устройство также может быть использовано для высокоэффективной очистки воздуха от частиц аэрозоля в промышленности, а также для пневмоподачи заряженных частиц аэрозоля в область электростатического поля при нанесении их на объемные изделия.

Известно сверхзвуковое сопло с косым срезом 1, содержащее дозвуковой конфузор, заканчивающийся критическим сечением и козырек, идущий от одной кромки среза критического сечения по радиусу, исходящему из противоположной кромки среза критического сечения, причем радиус прогрессивно увеличивается по мере удаления от критического сечения.

Однако большой путь пробега частиц аэрозоля в потоке газа прежде чем они успеют разделиться на фазы приводит к образованию воздушной подушки на подложке и к высыханию адгезива на ней при использовании данного сопла для напыления.

Известен фазовый резделитель 2 выполненный в виде сверхзвукового сопла с косым срезом («сопла Шестеренио), который содержит дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и козырек, идущий от одной кромки среза критического

10 сечения по радиусу, исходящему из противоположной кромки среза критического сечения и прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критическогр сечения, причем дозвуковой конфузор перед крити15ческим сечением выполнен с осью, идущей по ломаной или кривой линии, касательная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора.

20 Недостатком известного устройства является невозможность создания замкнутой газовой системы, а также невозможность использования его для. очистки газов от частиц аэрозоля.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения фаз диснерсного потока и расширение функциональных возможностей.

Эта цель достигается тем, что в фазовом разделителе, содержашем сверхзвуковое сопло с дозвуковым конфузором, выполненным криволинейным перед критическим сечением сопла, на регулируемом расстоянии от сопла установлен сверхзвуковой диффузор, сообшенный с системой вакуумирования. Критическое сечение сверхзвукового диффузора равно или больше критического сечения сопла. Фазовый разделитель дополнительно снабжен подложкой для сбора дисперсной фазы, установленной между соплом и сверхзвуковым диффузором на расстоянии от критического сечения сопла на превышаюш.. длину инерционного пробега частиц. Подложка расположена на продолжении касательной к оси криволинейного конфузора проходящей через критическое сечение сопла и выполнена в виде сосуда с жидкостью для сбора дисперсной фазы.

На фиг. 1-5 схематично изображено предложенное устройство.

Фазовый разделитель содержит сопло 1, которое перед критическим сечением 2 имеет ось OOiOjOa дозвукового конфузора, идушую по ломаной линии (фиг. 1) или по, Kpifвой линии (фиг. 2). Касательная линия Б-Б к ломаной или кривой линии не пересекает ось дозвукового конфузора.

На фиг. 2 изображен разделитель, в котором сопло оканчивается критическим сечением; на фиг. 3 - то же, но за крити.ческим сечением идет расширение как у сопла Лаваля.

На фиг. 1, 4 и 5 изображен разделитель, в котором за критическим сечением располо. жен козырек- 3, идуший от одной кромки среза критического сечения 2 по радиусу, исходяшему из противоположной кромки :реза критического сечения 2 и прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения 2 (радиус на фигурах не показан).

На сопле 1 с возможностью регулировки зазора А при помощи кронштейна 4 установлен сверхзвуковой диффузор, у которого критическое сечение 6 равно или больше критического сечения 2. Сверхзвуковой диффузор --5 при помоши трубопровода 7 (фиг. 5) сообшен с системой отвода воздуха (на черт, не показана).

Если система используется в качестве импактора, работающего за счет вакуумного отсоса, то сопло, и сверхзвуковой диффузор заключены в камеру 8, в которой установлена подложка 9 вне потока газов со стороны, куда импактируются частицы. Расстояние 1/, на котором по отношению к потоку воздуха установлена подложка 9, зависит от длины инерционного пробега частиц

В среде, которая окружает сверхзвуковой поток.

В сечении В-В (фиг. 4) показано) типичное исполнение стенок 10 у.сопла 1 и стенок 11 у сверхзвукового диффузора 5. Стенки 10 и 11 перпендикулярны образующим сопла 1 и диффузора 5.

Устройство работает следующим образом.

Через систему подвода воздуха (на черт, не показана) в сопло 1 поступает аэрозоль. В сопле 1 аэрозоль разгоняется под действием перепада давления, который может быть создан системой подвода воздуха либо при помоши разрежения в камере 8, которое может быть создано при помоши .системы отвода воздуха, подсоединенной через трубопровод 7 к диффузору 5. За критическим сечением 2 поток разгоняется до сверхзвуковой скорости (при достаточном перепаде давления). Частицы аэрозоля по инерции при этом продолжают движение в сторону подложки 9, а воздух по инерции со сверхзвуковой скоростью двигается в том направлении, которое имел на расчетном режиме (т. е. при полном расширении газа до давления в потоке, равном давлению воздуха окружающей среды).

Весь поток воздуха, пройдя критическое сечение 6, которое равно критическому сечению 2 или чуть больще его (но не меньще), через трубопровод 7 и систему отвода воздуха выводится наружу. Частицы аэрозоля,

0 обладая больщей инерцией, чем воздух осаждаются на подложку 9 или просто выбрасываются из потока в окружающую его среду (или в пространство, если процесс разделения происходит в вакууме). В качестве подложки может быть использовано зеркало жидкости, применяемой для сбора в ней. частиц аэрозоли.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что поток аэрозоля разделяется на поток частиц и поток, отводимый из зоны разделения очищенного газа, что позволяет производить высокоэффективную очистку газов от ча-стлц, аэрозоля, а в случае осаждения частиц на подложку достигается качественное и высоко производительное напыление.

Формула изобретения

. Фазовый разделитель, содержащий Q сверхзвуковое сопло с дозвуковым конфузором, выполненным криволинейным перед критическим сечением сопла, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения фаз дисперсного потока, на регулируемом расстоянии от сопла установлен сверхзвуковой диффузор, сообщенный с системой вакуумирования, причем критическое сечение сверхзвукового диффузора равно или больше критического сечения сопла.

2. Разделитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно снабжен подложкой для сбора дисперсной фазы, установленной между соплом и сверхзвуковым диффузором на расстоянии от критического сечения сопла, не превышающем длину инерционного пробега частиц, причем подложка расположена на продолжении касательной к оси криволинейного конфузора, проходяшей через критическое сечение сопла.

f

ег.

3. Разделитель по п. 2, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде сосуда с жидкостью для сбора дисперсной фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сергель О. С. Прикладная гидрогазодинамика. Конспект лекций. Часть II, МАИ, М., 1968, с. 68.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2771360/05, кл. В 05 В 1/12, 1979 (прототип).

r/iaw a /я7/тй7 S SojffyjTff

r/ ff//ffi{o

/Xf/fffffff OffC fffff

ff

Ч