Пневматическая форсунка Советский патент 1982 года по МПК B05B7/26 

154) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА

1

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и предназначено для получения мелкодисперсных двухфазных газожидкостных потоков и аэрозолей с диаметром капель 1020 мкм и менее.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с осевым каналом для подачи газа, по периферии которого выполнены отверстия для подвода жидкости к газовому потоку til.

однако такая форсунка характеризуется неравномерным распределением концентрации капель по сечению, а средний медианный диаметр, капли линейно растет с увеличением диаметра выходного сечения газового канала и составляет по порядку величины значения 100-500 мкм.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути и достигаемому эффекту является пневматическая форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш 12 3

Известная форсунка позволяет получить дисперсный двухфазный поток с размером 20-100 мкм, однако при этом требуетс я затрата значительного

перепада . Кроме того, при увеличении доли жидкости в расходе двухфазного потока наблюдаются значительные колебания состава, вызванные периодическим запиранием проходных сечений проницаемого вкладыша жидкостью.

Цель изобретения - повышение дисперсности распыливания, равномернос10ти смешения жидкости и газа.

Эта цель достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш, вокруг проницаеьюго пористого вкладыша выполнен кольцевой коллектор для подвода жидкости, соединенный с патрубком подачи жидкости,

20 при этом вкладыш выполнен со-сквозным осевым отверстием, а торец вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки, выполненнепроницаеьвлм.

Причем осевое отверстие может быть

25 выполнено сужакацимся по ходу потока или в виде сопла Лав1аля.

На фиг. 1 схематически представлена предложенная форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (в увеличенном масштабе со схемой.

30

течения жидкости и газа через пористый вклаДЕлш) ,- на Фиг. 3 - вариант выполнения форсунки с сужающимся центральным отверстием вкладьт1а; на фиг. 4 -. то же, с центральньтм отверстием, выполненным по профилю сопла .Лаваля.

Форсунка содержит корпус 1 с осе вым каналом 2, в котором установлен проницаемый пористый вкладаш 3, вокруг которого в корпусе 2 выполнен кольцевой коллектор 4, соединенный с патрубком 5 подачи жидкости, а во вкладьпае 3 выполнено ск.возноз отверстие б вдоль оси газового канала 2. Стенки отверстия 6 и торца 7 вкладыша, обращенного к входу газа, выполнены проницаемыми для жидкости и газа, а торец 8 вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки по ходу потока, выполнен нeпpoницae лым, например пропаян и проточен,

. Сквозное отверстие в пористом вкладапде может быть выполнено сужающимся по ходу потока, в частностипо профилю сопла Витошинского (фиг.З или выполнено по профилю сопла Лаваля (фиг. 4.

Размерь. Частиц, из которых выполнен пористый вкладыш, определяются потребными размерами капель и обычно составляют 2-10% от минимального диаметра сквозного отверстия 6. Большие - вызывают неравномерность По окружности концентрации капель в Газе, меньшие - неравномерность в радиальном направлении, поскольку при этом падает дальнобойность жидКостных струй.

Для обеспечения равномерного распределения капель и Ivшни CIзaции затрат газа на распыливание соотношение длины вкладыша 3 L ,к его наружному диаметру D предпочтительно выбирать в соотношении L/.D 0,3-3, а соотношение между минимальным диаметром сквозного отверстия d и наружным диаметром вклаДЕлша D в диапазоне . d/D 0,2-0,8. Большие значения d/D и меньшие значения L/D приводят к резкому увеличениюзатрат газа на распыливание, к неравномерному полю концентрации капель, менььше - к падению производительности форсунки и повышенной склонности к нестационарному процессу истечения, связанному с .запиранием сквозного отверстия б жидкостным потоком и, соответственно, к ухудшению качества распыливания.

При подаче жидкости через патрубок 5, а газа - в канал 2 жидкость просачивается через пористые стенки и истекает на поверхность сквозного .отверстия б в виде тонких струек (при значительном перепаде давления) или в виде жидкостной пелены (при низких перепадах). Газ частично просачивается через торец 7 вкладыша 3 и образует с газом двухфазную смесь, истекающую из части пористого вкладыша через стенки отверстия 6. Другая часть газа истекает через отверстие 6 и распыливает истекающие через -с стенки отверстия 6 струи хидкости. При наличии жидкостной пелены в отверстии б поток газа образует на ней поверхностные волны и срывает с их гребней мелкие капли. Этот механизм распыливания обеспечивает весьма мелкие капли при незначительном перепада давления по жидкостному тракту.

По мере движения газа по сквознощ отверстию б он насыщается каплями жидкости и тормозится ими. В случае, если количество распыливаемой жидкости значительно, то и велико уменьшение скорости газа, что нежелательно. Это явление предотвращено в форсунке на фиг. 3, в сужающемся по ходу потока сквозном отверстии б, в котором двухфазный поток ускоряется. В случае, если перепад, давления по газовому каналу сверхкритический, целесообразно выполнять сквозное отверстие б профилированным в виде сопла Лаваля, что обеспечивает дальнейшее ускорение двухфазного потока после достижения им критической скорости.

Поскольку скорость звука в двухфазной среде ниже, чем в воздухе, условия сверхкритического течения наблюдаются даже при перепадах давления по газу, ниже критических для чистого газа.

Предложенная форсунка обеспечивает повышение качества распыливания до 10-20 мкм при расходе 5:сидкости, в несколько раз превЕ ш1ающем показатели известных аналогичных конструкций, и дает равномерно перемешанный остро направленный двухфазный поток.

Формула изобретения

1.Пневматическая форсунка, содержащая корпуЬ с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа, в котором размещен проницаемый пористый вкладыш, отличающаяся тем, что, с целью повышения дисперсности распыливания, равномерности смешения хидкости и газа, вокруг проницаемого пористого вкладыша выполнен кольцевой коллектор для подвода жидкости, соединенный с патрубком подачи жидкости, при этом вкладыш выполнен со сквозным осевым отверстием, а торец вкладыша, обращенный к выходной кромке форсунки, выполнен непроницаемг.зм.

2.Форсунка по п. 1, от л и ч аю щ а я с я тем, что осевое отверстие выполнено сужаклцимся по ходу потока.

3. Форсунка по п. 1, отличающая с я тем, что осевое отверстие выполнено в виде сопла Лаваля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Пажи Д.г. и др. Распылители жидкостей. М., Химил, 1979, с. 144,

2.Заявка ФРГ I 2537953,

кл. В 05 В 1/14, опублик. 1976 (про,тотип).

Фн1.1