Центробежный распылитель (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК B05B3/02 B05B3/12 

1

Изобретение относится к устройствам дл.ч распыления жидкости, используемым главным образом в химической промышленности для сушки, абсорбции и других тепло-массообменных процессов, и может быть использовано в пищевой, микробиологической и лакокрасочной промышленности.

Известен центробежный распылитель, содержаш.ий корпус, смонтированный на валу распыливающий диск с отражательными лопастями, кинематически связанный с приводом вращения, и подводящий трубопровод 1 .

Недостатком его является необходимость использования увеличенных по мощности приводов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центробежный распылитель,содержащий смонтированные на соосных приводных валах соответственно наружный распыливающий диск с отражательными лопастями и внутренний распыливающий диск и подводящий трубопровод 2.

Недостатком данной конструкции является то, что внутренний распыливающий диск имеет гладкую поверхность. В такой

конструкции жидкость при движении по проточной части внутреннего гладкого диска проскальзывает. В результате проскальзывания жидкости при движении ее по проточной части внутреннего гладкого диска

скорости жидкости, а также размеры образованных первичных капель находятся в широком интервале, что резко ухудшает условия удара капель об отражательные лопасти.

10 Кроме того, при дроблении первичных капель в момент удара их об отражательную лопасть, установленную радиально на наружном распыливающем диске, вращающемся в сторону противоположную направлению вращения внутреннего диска, происходит

следующее: образованные после удара об отражательную лопасть вторичные капли (по размеру на один-два порядка меньше первичных), отражаясь от ударной лопасти, двигаются под углами, определяющимися

20 в основном законами абсолютно упругих соудйрений. Поскольку вторичные капли в зоне отражательных лопастей перемещаются в газовой среде, то силы вязкости газа замедляют их движение. Поэтому отражательные лопасти рано или поздно нагоняют вторичные капли, и происходит повторное соударение отраженных вторичных капель и лопастей. В момент повторного соударения относительные скорости капель и лопастей небольшие. Поэтому эффективность соударения резко падает. Эти капли в большинстве случаев оседают на лопасти (захватываются ею). Захваченные лопастью капли превраш.аются в пленку жидкости, которая двигается по лопасти подобно движению ее на лопастях центробежного насоса. Для захваченной части жидкости фактически исчезает главное преимущество данного способа распыления - удар. Поэтому ударный распылитель с радиально расположенными отржательными лопастями превраш.ается в обычный центробежный распылитель, а поскольку угловая скорость лопастей ударно-распыливаюш,его диска значительно ниже скорости обычных центробежных распылителей, то и размеры, и полиднсперсный состав капель происходят уже не о металлическую поверхность, а о слой жидкости, находяш,ейся на ней. Это приводит к тому, что эффективность удара даже первичных капель, а следовательно, качество дополнительного дробления ухудшается. Цель изобретения - улучшение качества распыла жидкости и уменьшение энергозатрат. Указанная цель достигается тем, что в центробежном распылителе, содержашем смонтированные на соосных приводных валах соответственно наружный распыливаюший диск с отражательными лопастями и внутренний распыливаюший диск и подводящий трубопровод, согласно изобретению внутренний распыливаюш,ий диск выполнен лопастного типа. Кроме того, в центробежном распылителе, содержащем смонтированные на соосных приводных валах соответственно наружный распыливающий диск с отражательными лопастями и внутренний распыливающий диск и подводяший трубопровод, согласно изобретению внутренний распыливающий диск выполнен дюзового типа. Отражательные лопасти наружного распыливающего диска могут быть установлены против направления его вращения под углом от О до 45° к радиусу вращения и перпендикулярно его плоскости. Кроме того, отражательные лопасти наружного распыливающего диска могут быть установлены против направления его вращения по радиусу вращения и наклонены к плос кости наружного диска под углом от О до 45°. Также отражательные лопасти наружного распыливающего диска установлены про тив направления его вращения под углом от О до 45° к радиусу вращения и под углом от О до 45° к плоскости наружного диска. Такие углы установки отражател1,ных лопастей, отклоненных назад, обеспечивают вылет вторичных капель жидкости без захвата их лопастями. В результате этого качество распыла улучшается. Изменением угла наклона лопастей регулируются сила соударения и направление движения вторичных капель. Этим самым определяются их размеры и дисперсный состав. Это позволяет приблизить последний по качеству к монодисперсному. Углы, ориентирующие лопасти по отнощению к радиусу и плоскости диска, выбираются такими, чтобы в каждом конкретном случае обеспечить после соударения движущихся капель с лопастями вылет образовавшихся вторичных капель за пределы распылителя .без повторных соударений. Эти углы определяются экспериментальна и зависят от свойств распыливаемой жидкости. На фиг. 1 изображен центробежный распылитель с внутренним распыливающим диском лопастного типа, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - центробежный распылитель с внутренним распыливающим диском дюзового типа, общий вид; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 4. Центробежный распылитель содержит смонтированные на соосных приводных валах 1 и 2 соответственно наружный распыливающий диск 3 с отражательными лопастями 4 и внутренний распыливающий диск 5 и подводящий трубопровод 6. Внутренний распыливающий диск 5 может быть выполнен лопастного (фиг. 1-3) типа с щелями 7 или дюзового (фиг. 4-6) типа с дюзами 8. Отражательные лопасти 4 наружного распыливающего диска 3 установлены против направления его вращения под углом оС от О до 45° к радиусу вращения и перпендикулярно его плоскости. Отражательные лопасти 4 наружного распыливагощего диска 3 могут быть установлены против направления его вращения по радиусу вращения и наклонены к плоскости наружного диска 3 под углом от О до 45°. Также отражательные лопасти 4 наружного распыливающего диска 3 могут быть установлены против направления его вращения под углом о, до О до 45° к радиусу вращения и под углом / от О до 45° к плоскости наружного диска 3. Распыливающие части наружного распыливающего диска 3 и внутреннего распыливающего диска 5 могут быть выполнены съемными. Размеры и количество отражательных лопастей 4 выбираются такими, чтобы все первичные капли смогли осуществить удар о лопасти 4, а вторичные - вылететь за пределы распылителя без повторного захвата их отражательными лопастями 4. Центробежный распылитель работает сле дующим образом. Валы 1 и 2 вращают распыливающие дис ки 3 и 5 в противоположные стороны. Жидкость, подлежащая распылению, через под водящий трубопровод 6 подается на вращающийся внутренний диск 5, срываясь с кромок которого распыливается на сравнительно крупные капли. Эти капли двигаются навстречу отражательным лопастям 4, ударяясь о которые дополнительно дробятся и вылетают за пределы распылителя без повторных соударений, т. е. без захвата отражательными лопастями 4. Использование данного изобретения позволяет получить заданный распыл жидкости не только при малых и средних, но и больщих производительностях, а съемные распыливающие диски позволяют снизить трудозатраты на изготовление и эксплуатацию устройства. Энергозатраты в данных распылителях центробежно-ударного типа уменьщаются по сравнению с центробежными высокооборотными распылителями примерно в 2 раза. Данные получены в лабораторны.х условиях и на изготовленном опытном образце производительностью 15 т/ч по жидкости. Намечено разработать промышленную конструкцию распылителей центробежноударного типа на производительность выще 50 т/ч с перспективой разработки распылителей на 100-150 т/ч. Изобретение найдет , применение в сущильной технике для распылительных сущилок в химической, микробиологической, пищевой, химикофармацевтической, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Кроме того, распылитель может быть использован в других массообменных аппаратах: : абсорберах (например, промывка газов), реакторах-окислителях (например, окисление парафинов) и др. Одним из дополнительных преимуществ центробежного распылителя данной конструкции является образование объемного факела распыла с небольщим радиусом в отличие от плоского факела с больщим радиусом для высокоскоростных дисков. Это преимущество позволяет создавать тепло-массообменные аппараты более интенсивные с меньшими габаритами за счет повышения концентрации диспергированной фазы. Формула изобретения . Центробежный распылитель, содержащий смонтированные на соосных приводных валах соответственно наружный распыливающий диск с отражательными лопастями и внутренний раслыливающий диск и подводящий трубопровод, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества распыла жидкости и уменьщения энергозатрат, внутренний распыливающий диск выполнен лопастного типа. 2.Центробежный распылитель, содержащий смонтированные на соосных приводных валах соответственно наружный распыливающий диск с отражательными лопастями и внутренний распыливающий диск и подводящий трубопровод, отличающийся тем, что с целью улучщения качества распыла жидкости и уменьщения энергозатрат, внутренний распыливающий диск выполнен дюзового типа. 3.Распылитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отражательные лопасти наружного распыливающего диска установлены против направления его вращения под углом от О до 45° к радиусу вращения и перпендикулярно его плоскости. 4.Распылитель по пп. I и 2, отличающийся тем, что отражательные лопасти наружного распыливающего диска установлены против направления его вращения по радиусу вращения и наклонены к плоскости наружного диска под углом от О до 45°. 5.Распылитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отражательные лопасти наружного распыливающего диска установлены против направления его вращения под углом от О до 45° к радиусу вращения и под углом от О до 45° к плоскости наружного диска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пажи Д. Г. и др. Распыливающие устройства в химической пpoмышлeннotти. М., «Химия, 1975, с. 164, рис. 82. 2.Авторское свидетельство СССР № 698670, кл. В 05 В 3/02, 1976 (прототип).