Устройство для образования капель жидкости Советский патент 1982 года по МПК B65D47/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАПЕЛЬ Изобретение относится к устройствам для образования капель жидкости с заданными размерами и может быть использовано в экспериментальной гидравлике для получения капельных завес, в металлургии, химической промышленности при производстве гранулированных веществ. Наиболее близко к изобретению устройство для образования капель жидкости, содержащее патрубок для подачи жидкости, установленный в держателе, при этом патрубок соединен с генератором колебаний, выполненным в виде головного телефона, который представляет сложное электрическое устройство, вынужденное работать во влажной, доходящей до 100°/о, среде 1. Недостатком известного устройства является его сложность, поскольку генератор колебаний требует использования первичной электронной аппаратуры в виде задающего генератора частоты и промежуточных усилителей. Целью изобретения является упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для образования капель жидкости, содержащем патрубок для ЖИДКОСТИ подачи жидкости, установленный в держателе, при этом патрубок соединен с генератором колебаний, генератор колебаний представляет собой горизонтальную трубу, соединенную с источником сжатого газа, в стенках которой выполнены соосные отверстия, патрубок установлен в последних с зазором и закреплен в держателе щарнирно, при этом на участке, расположенном в трубе, патрубок имеет обкатель. На фиг. 1 изображено устройство для образования капель жидкости, продольный разрез; на фиг. .2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит Г-образный патрубок I для подачи жидкости, соединенный гибким шлангом 2 с источником жидкости. Патрубок щарнирно установлен в держателе 3. Генератор колебаний представляет собой горизонтальную трубу 4, соединенную с источником сжатого газа (не изображен). В трубе 4 выполнены соосные отверстия 5 и при помощи креплений 6 она подвешена к опоре 7. Патрубок 1 установлен с зазором в отверстиях 5 и на участке, расположенном в

трубе 4, имеет обтекатель 8, выполненный в виде цилиндра из прочного и легкого материала, например из пенопласта марки ПС-1.

Устройство работает следующим образом.

При подключении трубы 4 к источнику сжатого воздуха за обтекателем 8 образуется вихревая дорожка. При числах Рейнольдса от 60 до 5000 она имеет регулярный характер. Срыв вихрей за обтекателем происходит поочередно то слева, то справа от его оси. При этом вектор силового воздействия воздушного потока на обтекатель с частотой срыва вихрей изменяет направление в пределах 100-120° с такой же частотой меняется и поперечная составляющая вектора силового воздействия воздушного потока под действием которой возникают поперечные колебания обтекателя 8 совместно с патрубком 1 (возникает эффект гудения проводов). При перемещении патрубка 1 в отверстиях 5 трубы 4 происходит также перемещение струи жидкости. При достижении кромки отверстия 5 происходит остановка патрубка 1 с последующим перемещением в противоположную сторону, что приводит к отрыву столбика струи, который под действием сил поверхностного натяжения превращается в каплю. Таким образом происходит процесс каплеобразования.

Расчет параметров производится в следующем порядке.

Спонтанный распад струи на капли происходит путем ее разрыва на участках длиной 4,5 диаметра струи. Если d - диаметр струи, а диаметр капли - D, то диаметр струи определяется как

d 0,530

В зависимости от концентрации капель и расположения в плане патрубков определяется расстояние ДЬ между двумя последовательно падающими каплями. Зная скорость падения капель UQ,определяют потребную частоту п падения капель

п -У „Дп

L другой стороны, зная частоту колебаний патрубка, можно определить из формулы для числа Струхаля скорость U потока воздуха в трубе

11 - об

S

где Do6 - диаметр обтекателя;

S - число Струхаля. При изменении числа Рейнольдса от 60 до 500 число Струхаля изменяется от 0,14 до 0,21, а в диапазоне чисел Рейнольдса от 500 до 5000 число Струхаля S 0,21 const. Зная частоту колебаний патрубка 1, определяют потребную скорость истечения струи

V 9nd.

Предложенное каплеобразующее устройство позволяет обесггечить получение заданных размеров каплеобразования с минимальными затратами. Экономический эффект при обеспечении насыщения каплями с концентрацией ЗЮ единиц на один кубометр при площади орощения 200м составляет по единовременным затратам порядка 800 тыс. руб.

Формула изобретения

Устройство для образования капель жргдкости, содержащее патрубок для подачи жидкости, установленный в держателе, при этом патрубок соединен с генератором колебаний, отличающееся тем, что, с целью упрощения его конструкции, генератор колебаний представляет собой горизонтальную трубу, соединенную с источником сжатого газа, в стенках которой выполнены соосные отверстия, патрубок установлен в последних с зазором и закреплен в держателе щарнирно, при этом на участке, расположенном в трубе, патрубок имеет обтекатель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ryley D. J. and Wood M. R. The

Construction and operating characteristics

of a new viBrating capillary atomizer.

«Journal of Scientific Instruments, June,

1963, № 6, vol 40.

////.