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Perfectionnements à latomisation des liquides.
Cette invention se rapporte à l'atomisation des liqui- des et en particulier à un procédé et un appareil pour produire un brouillard composé de particules de liquide susceptibles de rester en suspension dans l'atmosphère ou (-autres milieux gazeux.
.Jusqu'à présent le liquide était débité d'une chambre d'atomisation sous forme d'un brouillard au moyen d'un ajutage alimenté d'air ou de gaz comprimé et des chicanes établies à l'intérieur de la chambre empêchaient les grosses particules de liquide de passer avec le brouillard. Le but de cette-invention est de réaliser un procédé et un appareil perfectionnés et simpli- fiés pour produire un tel brouillard de fines parti-cules de liqui- de.
Suivant cette invention, le procédé de production du brouillard de fines particules de liquide en suspension dans l'at- mosphère ou autre milieu gazeux consiste à diriger un jet de li- quide atomisé sur la surface du liquide lui-même qui sert ainsi de surface de choc. De préférence le jet est dirigé par rapport à la surface du liquide dans le réservoir de telle manière que les particules les plus grosses sont absorbées par le liquide qui rem- plit ainsi le double rôle d'agir comme surface de choc et d'ab- sorber les grosses particules qui ne passent donc pas dans l'at- mosphère. La tension superficielle du liquide empêche les parti- cules plus fines d'être absorbées mais les grosses particules rom- pent la tension superficielle et sont ainsi absorbées par le liqui- de du récipient.
L'appareil qui sert à produire un brouillard de fines particules liquides suivant cette invention comprend un récipient à liquide pourvu d'une ouverture de sortie pour le brouillard et un ajutage auquel est envoyé de l'air ou un gaz comprimée qui est disposé de telle façon que le jet ainsi produit est dirigé sur la surface du liquide dans le récipient. Il peut y avoir un ou plu- sieurs ajutages dirigés tous de bas en haut de telle façon que le et produit vienne frapper la surface du liquide, et un écran ou pare-éclaboussures peut être établi convenablement sous forme d'un cône entourant l'ajutage, de telle sorte que toutes particules qui auraient autrement tendance à rejaillir de bas en haut de la sur- face du liquide sont arrêtées et retenues à. l'intérieur du réci- pient.
L'extrémité ouverte de l'écran peut se terminer à une fai- @
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ble distance au-dessus du niveau normal du liquide ou bien on peut employer un écran fait d'un tamis ou d'une tôle perforée, de forme conique ou cylindrique, qui entoure la tuyère et plonge dans le liquide de façon que le brouillard soit refoulé à travers la toile métallique dans l'orifice de sortie à l'extrémité supérieure du ré- cipient.
Un dispositif peut être prévu pour envoyer dans le réci- pient une quantité supplémentaire d'air ou de gaz qui peut égale- ment être dirigée sur la surface du liquide pour envelopper le jet ou se mélanger en brouillard produit par l'ajutage. Dans ce cas un conduit d'admission d'air supplémentaire est établi de manière à entourer l'ajutage ou la série d'ajutages, ce conduit étant de préférence concentrique à l'ajutage unique ou au centre d'où les autres ajutages rayonnent, l'extrémité opposée du conduit traver- sant la paroi du récipient et communiquant avec l'atmosphère.
Un dispositif est employé pour régler la quantité supplémentaire d'air admise de telle sorte qu'on peut faire varier cette quantité ou la supprimer entièrement et, comme précédemment, un ecan pare- éciaboussures est établi de manière à envelopper le jet et l'ex- trémité inférieure du conduit d'air supplémentaire.
Lorsqu'on emploie de l'air supplémentaire ce dernier im- prime une grande vitesse au brouillard projeté dans l'atmosphère et peut aussi être utilisé pour régler le débit.
Différentes formes de construction suivant l'invention sont représentées à titre d'exemple.', quelque peu schématiquement, sur les dessins annexés, dans lesqueis:
Fig. 1 est une vue en élévation de côté partiellement en coupe d'une forme de construction à ajutage unique.
Fig. 2 est une vue semblable d'un dispositif légèrement différent.
Fig. 5 montre en coupe verticale une forme de construc- tion à ajutage unique avec admission d'air supplémentaire.
Fig. 4 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, d'un dispositif à ajutages multiples, et
Fig. 5 est une vue en plan de la disposition des ajutages.
La forme de construction représentée sur la fig.l com- prend un récipient sensiblement cylindrique 1 pourvu à son extré- mité supérieure d'un capot amovible 2 présentant un orifice de sortie latéral. Au centre du récipient, où il est supporté par un tuyau d'amenée d'air 4, est monté un ajutage 5 dirigé de haut en bas et relié à un tube d'amenée de liquide 6, dont l'extrémité in- férieure descend jusqu'à une faible distance du fond du récipient.
Un écran ou pare-éclaboussures 7, dont l'extrémité inférieure se termine en-dessous de la tuyère entoure celle-ci, tandis qu'une ouverture de remplissage 8 est aménagée pour permettre d'introduire le liquide à la partie inférieure du récipient.
Au lieu d'un écran fermé se terminant au-dessus du ni- veau du liquide, on peut employer un écran formé d'une toile mé- tallique ou d'une tôle perforée comme c'est représenté en 7a sur la fig.2., et dans ce cas l'extrémité inférieure de l'écran plonge dans le liquide et se trouve donc en-dessous du niveau de ce.-lui- ci. Sous tous les autres rapports, la forme de construction re- présentée sur la fig.2 est semblable à celle de la fig.l.
Lorsque de l'air est envoyé sous pression par le tuyau 4 l'ajutage 5 projette verticalement mnjet mince de haut en bas sur
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la surface du liquide même. Les grosses particules débitées par l'ajutage brisent la tension superficielle du liquide et sont ab- sorbées par la masse principale de liquide à la partie inférieure du récipient, tandis que les fines particules nécessaires à la production du brouillard restent en suspension et sont envoyées alos de bas en haut autour des faces externes de l'écran 7 pour être évacuées par l'orifice de sortie 3 conjointement avec l'air et le gaz débités par l'ajutage. Le liquide remplit ainsi un double rôle en agissant comme surface réfléchissante et comme agent sus- ceptible d'absorber les grosses particules débitées par l'ajutage sans leur permettre de se rendre dans l'atmosphère.
L'écran 7 agit comme pare-éclaboussures. L'ajutage est du type connu susceptible de produire une atomisation aussi fine que possible et peut être pourvu d'un dispositif de réglage à aiguille ou autre dispositif analogue.
On peut faire varier la finesse ou la ténuité du brouil- lard produit en réglant la distance entre l'ajutage et le niveau du liquide et on peut également régler la pression de l'air amené par le tuyau 4 si on le désire.
Le fonctionnement de l'appareil représenté sur la fig.2 est semblable à celui déjà décrit, les dimensions des perforations ou les mailles du tamis, lorsqu'il est fait usage d'un semblable dispositif, empêchant les éclaboussures d'être entraînées de bas en haut par le brouillard et d'être évacuées par l'orifice de sortie 3 . Dans les formes de construction représentées sur les figs. 1 et 2, le brouillard est évacué de la boîte uniquement par le courant de gaz débité par l'ajutage, la uantité ainsi débitée étant déterminée pour provoquer l'atomisation la plus satisfai- sante du liquide à l'ajutage.
Dans la forme de construction représentée sur la fig.3, un dispositif est employé pour faire circuler de l'air ou du gaz a travers l'appareil conjointement avec l'air envoyé par l'ajutage.
Ainsi, le récipient cylindrique est pourvu d'un capot 3a de forme différente et d' un orifice de sortie latéral 4a. Au capot ou cou- vercle 3a est fixé un tube vertical 9 s'étendant de haut en bas dans le récipient et l'extrémité supérieure de ce tuyau est pour- vue d'un chapeau tournant 10 comportant une partie en forme de manchon 11 munie d'ouvertures 12 qu'on peut faire coïncider avec des ouvertures semblables 9a formées dans le tube. Le chapeau forme ainsi une prise réglable d'air supplémentaire.
L'extrémité inférieure du tube 9 descend en-dessous de l'ajutage 5 et entoure celui-ci de même que l'extrémité supérieure des tuyaux d'alimen- tation de liquide 6. Comme précédemment, un écran perforé con- tre les éclaboussures 13 est établi concentriquement à l'ajutage et au tube d'amenée d'air supplémentaire 9 et dans le cas consi- déré cet écran présente une forme cylindrique.
Pendant le fonctionnement, si les ouvertures de prise d'air 12 sont fermées, le jet produit par l'air admis par le tuyau 4 frappe la surface du liquide comme dans les formes de construc- tion qui ont déjà été décrites. Pour faire varier la forme du brouillard et pour accélérer sont débit on fait tourner le cha- peau 10 de manière que de l'air supplémentaire puisse être aspiré par l'effet d'injecteur de l'ajutage. Cet air descend dans le tube et monte ensuite en passant à travers le pare-éclaboussures pour être refoulé par l'orifice 4a et on peut faire varier la vitesse du débit en ajustant le chapeau 10 de manière à régler la section de passage des ouvertures d'air supplémentaire 12.
Une variante de ces formes de construction est repré- sentée sur la fig.4, où le récipient 15 est rectangulaire et
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pourvu d' un couvercle amovible 16 muni d'un orifice de sortie 17.
Le couvercle présente une jupe descendante 18 qui plonge dans le liquide et assure ainsi une fermeture convenable par joint hydrau- lique. Le couvercle porte un tube vertical 19 pourvu d'une chapeau tournant perforé 20 au moyen duquel/on peut régler l'arrivée de l'air au tube. A son extrémité inférieure le tube est élargi pour former un écran pare-éclaboussures 21 concentrique au tube vertical 22 à travers lequel l'air comprimé est amené à une série d'ajutages radiaux 23 chacun desquels est pourvu d'un tuyau d'alimentation de liquide 24. Le tube 22 est ajustable dans le sens vertical à l'in- térieur de son support 25, de telle sorte qu'après avoir desserré un écrou presse-étoupe 26 on peut faire varier la distance entre les ajutages 23 et la surface du liquide.
Le liquide est amené au récipient d'une bouteille ou d'un réservoir analogue 27 qui est supporté dans la position ren- versée à l'intérieur d'une cuvette 28. Cette dernière est portée par un tube 29 dont l'extrémité inférieure est supportée dans une chambre 30 qui communique par une ouverture latérale 31 avec le récipient. On peut faire varier la position verticale de la cu- vette et de son tube de support après desserrage de l'écrou de presse-étoupe 32 et le liquide dans le récipient reste au niveau du goulot de la bouteille quel que soit le niveau du liquide dans cette dernière.
De l'air compr imé est envoyé aux ajutages par un con- duit latéral 25a et un dispositif régulateur de pression peut être intercalé entrela source de pression et le tube 25a.
La.forme de construction représentée sur la fig. 4 per- met de faire varier la hauteur du liquide et de la maintenir à un niveau donné à l'intérieur du récipient pour régler la position relative entre la partie inférieure de l'écran et le niveau du li- quide et pour faire varier la position des ajutages par rapport au liquide aussi bien en faisant varier le niveau du liquide que la position des ajutages. Un dispositif de réglage peut être établi de manière à mettre hors service l'un quelconque des ajutages et on peut faire varier la quantité d'air supplémentaire en réglant la position du chapeau tournant 20 comme dans la forme de cons- truction décrite en dernier lieu.
Tout dispositif connu peut être employé pour faire varier la pression de l'air ou autre gaz en- voyé au tuyau 25a et pour le maintenir à une pression pré-déter- minée quelconque.
La présente invention peut être appliquée pour mettre en suspension à peu près n'importe quel liquide et n'importe'quel ga7, et comme il n'est pas possible de donner les particularités détail- lées de l'appareil nécessaire dans chaque cas, les indications sui- vantes sont données à titre d'exemple.
Un brouillard consistant en 5% de 4;éthane et 95% de kérosene, en volume, peut être mis en suspension dans l'air dans le but de détruire les insectes. De bons résultats ont été obtenus au moyen du type d'appareil comportant un écran pare-éclaboussures cylindrique en tôle perforée dont le bord inférieur est immergé dans le liquide, en envoyant l'air dans l'ajutage à une pression de 5 livres par pouce carré et en plaçant l'ajutage à 2 pouces de la surface du liquide. Le débit de brouillard était de 0,1 once par minute et le volume d'air libre étit de un pied cube d'air par minute.
On peut varier le nombre d'ajutages à volonté et munir chacun d'eux d'un tube d'entrée d'air séparé, ou bien deux ou plusieurs ajutages peuvent être pourvus d'un conduit d'entrée d'air unique comportant une ou plusieurs ouvertures contrôlées par une ,,soupape.
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Improvements in the atomization of liquids.
This invention relates to the atomization of liquids and in particular to a method and apparatus for producing a mist composed of particles of liquid capable of remaining suspended in the atmosphere or other gaseous media.
Until now liquid has been discharged from an atomizing chamber as a mist by means of a nozzle supplied with air or compressed gas and baffles established inside the chamber have prevented large liquid particles to pass with the mist. The object of this invention is to provide an improved and simplified method and apparatus for producing such a mist of fine particles of liquid.
According to this invention, the method of producing the mist of fine particles of liquid suspended in the atmosphere or other gaseous medium comprises directing a jet of atomized liquid onto the surface of the liquid itself which thus serves as a surface. of choc. Preferably the jet is directed with respect to the surface of the liquid in the tank in such a way that the larger particles are absorbed by the liquid which thus fulfills the dual role of acting as an impact surface and as an absorber. sorb the large particles which therefore do not pass into the atmosphere. The surface tension of the liquid prevents the finer particles from being absorbed, but the large particles break the surface tension and are thus absorbed by the liquid in the container.
The apparatus for producing a mist of fine liquid particles according to this invention comprises a liquid container provided with an outlet opening for the mist and a nozzle to which air or compressed gas is supplied which is disposed therein. so that the jet thus produced is directed on the surface of the liquid in the container. There may be one or more nozzles all directed from bottom to top so that the and product strikes the surface of the liquid, and a screen or splash guard may be suitably established as a cone surrounding the. nozzle, so that any particles which would otherwise tend to spur up from the bottom to the top of the liquid surface are stopped and retained. inside the container.
The open end of the screen may end at a low point.
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distance above the normal level of the liquid or a screen made of a sieve or a perforated sheet, conical or cylindrical in shape, which surrounds the nozzle and plunges into the liquid so that the mist is forced through the wire mesh into the outlet opening at the top end of the container.
A device may be provided to send into the container an additional quantity of air or gas which may also be directed at the surface of the liquid to envelop the jet or to mix into the mist produced by the nozzle. In this case an additional air intake duct is established so as to surround the nozzle or the series of nozzles, this duct preferably being concentric with the single nozzle or at the center from which the other nozzles radiate, the opposite end of the duct passing through the wall of the container and communicating with the atmosphere.
A device is employed to regulate the additional amount of air admitted so that this amount can be varied or eliminated entirely and, as before, a splash screen is established to envelop the jet and the exhaust. - lower end of the additional air duct.
When additional air is used, the latter imparts a high velocity to the mist blown into the atmosphere and can also be used to regulate the flow rate.
Different forms of construction according to the invention are shown by way of example. ', Somewhat schematically, in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a partially sectioned side elevational view of one form of single-nozzle construction.
Fig. 2 is a similar view of a slightly different device.
Fig. 5 shows in vertical section one form of single nozzle construction with additional air intake.
Fig. 4 is a side elevational view, partially in section, of a multiple nozzle device, and
Fig. 5 is a plan view of the arrangement of the nozzles.
The form of construction shown in FIG. 1 comprises a substantially cylindrical container 1 provided at its upper end with a removable cover 2 having a lateral outlet orifice. In the center of the container, where it is supported by an air supply pipe 4, is mounted a nozzle 5 directed from top to bottom and connected to a liquid supply pipe 6, the lower end of which descends. up to a short distance from the bottom of the container.
A screen or splash guard 7, the lower end of which ends below the nozzle surrounds the latter, while a filling opening 8 is provided to allow the liquid to be introduced at the lower part of the container.
Instead of a closed screen terminating above the level of the liquid, it is possible to use a screen formed of a wire mesh or a perforated sheet as shown at 7a in fig. 2. ., and in this case the lower end of the screen is immersed in the liquid and is therefore below the level of this. In all other respects, the form of construction shown in fig. 2 is similar to that of fig.l.
When air is sent under pressure through the pipe 4 the nozzle 5 vertically projects the thin jet from top to bottom on
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the surface of the liquid itself. The large particles discharged from the nozzle break the surface tension of the liquid and are absorbed by the main mass of liquid at the lower part of the container, while the fine particles necessary for the production of the mist remain in suspension and are sent alos from bottom to top around the outer faces of the screen 7 to be evacuated through the outlet orifice 3 together with the air and gas delivered by the nozzle. The liquid thus fulfills a dual role by acting as a reflecting surface and as an agent capable of absorbing the large particles discharged by the nozzle without allowing them to enter the atmosphere.
Screen 7 acts as a splash guard. The nozzle is of the known type capable of producing as fine an atomization as possible and may be provided with a needle adjusting device or the like.
The fineness or the thinness of the mist produced can be varied by adjusting the distance between the nozzle and the level of the liquid and the pressure of the air supplied by the pipe 4 can also be adjusted if desired.
The operation of the apparatus shown in fig. 2 is similar to that already described, the dimensions of the perforations or the mesh of the sieve, when use is made of a similar device, preventing the splashing from being carried away from below. at the top by the fog and to be evacuated by the outlet port 3. In the forms of construction shown in figs. 1 and 2, the mist is discharged from the box only by the gas stream discharged from the nozzle, the amount thus discharged being determined to cause the most satisfactory atomization of the liquid at the nozzle.
In the form of construction shown in Fig. 3, a device is employed to circulate air or gas through the apparatus together with the air sent through the nozzle.
Thus, the cylindrical container is provided with a cover 3a of different shape and with a lateral outlet opening 4a. To the hood or cover 3a is fixed a vertical tube 9 extending from top to bottom in the receptacle and the upper end of this tube is provided with a revolving cap 10 comprising a part in the form of a sleeve 11 provided. openings 12 which can be made to coincide with similar openings 9a formed in the tube. The cap thus forms an additional adjustable air intake.
The lower end of the tube 9 descends below and surrounds the nozzle 5 as well as the upper end of the liquid supply pipes 6. As before, a perforated splash screen. 13 is established concentrically with the nozzle and the additional air supply tube 9 and in this case this screen has a cylindrical shape.
During operation, if the air intake openings 12 are closed, the jet produced by the air admitted through the pipe 4 strikes the surface of the liquid as in the forms of construction which have already been described. To vary the shape of the mist and to speed up its flow, cap 10 is rotated so that additional air can be drawn in by the injector effect of the nozzle. This air descends in the tube and then rises, passing through the splash guard to be discharged through the orifice 4a and the speed of the flow can be varied by adjusting the cap 10 so as to adjust the passage section of the openings d. additional air 12.
A variant of these forms of construction is shown in fig. 4, where the container 15 is rectangular and
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provided with a removable cover 16 provided with an outlet orifice 17.
The cover has a descending skirt 18 which plunges into the liquid and thus ensures a suitable closure by a hydraulic seal. The cover carries a vertical tube 19 provided with a perforated rotating cap 20 by means of which the supply of air to the tube can be regulated. At its lower end the tube is widened to form a splash screen 21 concentric with the vertical tube 22 through which the compressed air is supplied to a series of radial nozzles 23 each of which is provided with a supply pipe of liquid 24. The tube 22 can be adjusted vertically inside its support 25, so that after loosening a gland nut 26 the distance between the nozzles 23 and the surface can be varied. some cash.
The liquid is supplied to the receptacle of a bottle or similar reservoir 27 which is supported in the inverted position inside a bowl 28. The latter is carried by a tube 29, the lower end of which is. supported in a chamber 30 which communicates through a lateral opening 31 with the container. The vertical position of the bowl and its support tube can be varied after loosening the packing nut 32 and the liquid in the container remains at the neck of the bottle regardless of the liquid level. in the latter.
Compressed air is supplied to the nozzles through a side duct 25a and a pressure regulator may be interposed between the pressure source and the tube 25a.
The construction form shown in FIG. 4 makes it possible to vary the height of the liquid and to maintain it at a given level inside the container in order to adjust the relative position between the lower part of the screen and the level of the liquid and to vary the level. position of the nozzles with respect to the liquid both by varying the level of the liquid and the position of the nozzles. An adjustment device can be set up to turn off any of the nozzles and the amount of additional air can be varied by adjusting the position of the rotating bonnet 20 as in the form of construction last described. .
Any known device can be employed to vary the pressure of the air or other gas supplied to pipe 25a and to maintain it at any pre-determined pressure.
The present invention can be applied to suspend just about any liquid and any ga7, and since it is not possible to give the detailed features of the apparatus needed in each case, the following indications are given by way of example.
A mist consisting of 5% 4; ethane and 95% kerosene, by volume, can be suspended in the air for the purpose of destroying insects. Good results have been obtained by using the type of apparatus comprising a cylindrical, perforated sheet metal splash screen with the lower edge immersed in the liquid, sending air through the nozzle at a pressure of 5 pounds per inch. square and placing the nozzle 2 inches from the surface of the liquid. The mist flow rate was 0.1 ounces per minute and the free air volume was one cubic foot of air per minute.
The number of nozzles can be varied as desired and each of them provided with a separate air inlet tube, or two or more nozzles can be provided with a single air inlet duct having a or more openings controlled by a, valve.