CS263419B1

CS263419B1 - Fluid mixing and / or spraying apparatus

Info

Publication number: CS263419B1
Application number: CS865152A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Prof Ing Csc Valenta; Jan Ing Kara; Miroslav Ing Rybin
Original assignee: Valenta Svatopluk; Kara Jan; Rybin Miroslav
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS515286A1

Abstract

Zařízení pro směšování a/nebo rozprašování tekutin, zejména tekutých paliv proudem vzduchu, je opatřeno tělesem s kanálky pro vedení směšovaných tekutin, zužujícími se do navzájem rovnoběžných štěrbinových ústí, ze kterých vystupují navzájem se protínající proudy tekutin. Těleso je sestaveno nejméně ze tři, výhodně ze čtyř tvarových desek, mezi nimiž jsou distanční desky pro nastavení šířky štěrbinových ústí. Tvarová desky jsou opatřeny tvarovými úpravami pro vytvoření kanálků, kterými jsou jednak klínová výstupky na vnějších tvarových deskách, a jednak klínová vybrání vnitřních tvarových desek.The device for mixing and/or atomizing liquids, especially liquid fuels, by a stream of air is provided with a body with channels for conducting the mixed liquids, narrowing into mutually parallel slot mouths, from which mutually intersecting streams of liquids emerge. The body is assembled from at least three, preferably four shaped plates, between which there are spacer plates for adjusting the width of the slot mouths. The shaped plates are provided with shape modifications for creating channels, which are both wedge protrusions on the outer shaped plates and wedge recesses in the inner shaped plates.

Description

Vynález se týká zařízení pro směšování a/nebo rozprašován ní tekutin, opatřeného nejméně dvěma výstřikovými kanálky, jejichž osy spolu svírají ostrý úhel.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for mixing and / or atomizing fluids having at least two spray channels, the axes of which form an acute angle with each other.

Pro jemné rozprašování tekutiny, zejména kapaliny, proudem nlynu se dosud nejčastěji používají trysky sestředovým otvorem A pro výstup paprsku kapaliny, obklopené prstencovým ústím kanálku pro přívod vzduchu, jehož průřez se směrem k ústí zužuje a jehož střednicová plocha je kuželovou plochou, takže vystupující proud plynu protíná v určité vzdálenosti od trysky středový paprsek kapaliny a rozprašuje jej na drobné částečky. Příklad takového zařízení je popsán např.v GB-PS£1 475 771» kde je základní princip tohoto druhu rozprašovacích a směšovacích zařízení zdvojen a tryska je opatřena středovým kanálkem pro tlakový . plyn, dvěma souosými prstencovými kanálky pro dva různé druhy ka· palin a konečně vnějším prstencovým souosým kanálkem, omezeným stěnami ve tvaru komolých kuželů.For fine atomization of a fluid, in particular a liquid, through a gas stream, the most frequently used nozzles are the central jet A of the liquid jet, surrounded by an annular mouth of the air inlet duct whose cross section narrows towards the mouth. it intersects a central jet of liquid at a distance from the nozzle and sprayes it into tiny particles. An example of such a device is described, for example, in GB-PS 1 475 771, where the basic principle of this type of spraying and mixing devices is doubled and the nozzle is provided with a central channel for pressure. gas, two coaxial annular channels for two different kinds of liquids and finally an outer annular coaxial channel limited by frustoconical walls.

Podobné řešení trysek je známo také z US-PS44 187 983, kde je proud vzduchu z prstencového souosého kanálku směřován k ose paprsku kapaliny, vycházejícímu ze středového kanálku kruhového průřezu. U tohoto řešení je ještě účinek zvyšován uspořádáním soustavy trysek na společné základní desce, ze které tak vystupuje několik rozprašovaných proudů, které se ještě mezi sebou promíchávají.A similar nozzle solution is also known from US-PS44 187 983, where the air flow from the annular coaxial channel is directed to the axis of the liquid jet emerging from the central channel of circular cross-section. In this solution, the effect is further enhanced by arranging the nozzle assembly on a common base plate, from which a plurality of atomized spray streams still emerge and are still mixed with each other.

Rozprašovací a směšovací účinek je u těchto řešení dosahován střetem proudu jedné tekutiny s proudem druhé tekutiny, přičemž obě tekutiny mohou mít navíc různou rychlost. Pro dosažení potřebného účinků je nutné, aby styčná plocha obou proudů tekutiny, svírajících spolu ostrý úhel, byla co největší, aby došlo •^ke střetu pokud možno všech částic obou tekutin. Tento požadavek není splněn u uvedených známých zařízení, protože proud tekutiny, vycházející ze středového kanálku, má kruhový průřez.In these solutions, the spraying and mixing effect is achieved by colliding the flow of one fluid with the flow of the other fluid, both of which may in addition have different velocities. In order to achieve the desired effects, it is necessary that the contact surface of the two fluid streams forming an acute angle with each other be as large as possible in order to collide as much as possible of all particles of the two fluids. This requirement is not met in the known devices, since the fluid flow coming from the central channel has a circular cross-section.

Nedostatky těchto dosud známých rozprašovacích zařízení jsou odstraněny směšovacím a/nebo rozprašovacím zařízením podle vjrnálezu, opatřeným nejméně dvěma kanálky se štěrbinovým ústím, jejichž výstřikové osy spolu svírají ostrý úhel; podstata vynálezu spočívá v tom, že kanálky jsou vytvořeny v tělese zařízení, sestávajícím z nejméně tří tvarových desek, uložených na sebe svými styčnými plochami, napojených na přívody směšovaných tekutin a opatřených funkčními plochami pro omezení přívodních kanálků ke štěrbinovým ústím, přičemž vnější desky tělesa jsou ve střední části výstupní hrany opatřeny klínovým výstupkem, rozšiřujícím se směrem k výstupní hraně a nejméně jedna střední deska je opatřena ve své střední části u výstupní hrany klínovým vybráním s menším úhlem sklony než má klínový výstupek vnějších desek pro vytvoření plynule se zužujícího kanálku.The drawbacks of these prior art spraying devices are overcome by the mixing and / or spraying device of the present invention provided with at least two slotted orifice channels whose injection axes form an acute angle with each other; The object of the invention is that the channels are formed in a device body consisting of at least three shaped plates stacked with their interface surfaces connected to the inlets of the mixed fluids and provided with functional surfaces to limit the inlet channels to the slot openings, in the middle of the outlet edge, a wedge extending towards the outlet edge is provided, and at least one central plate is provided with a wedge recess at a lower edge at the outlet edge at a smaller angle than the wedge of the outer plates to form a continuously tapered channel.

Podle výhodného provedení je těleso zařízení opatřeno čtyřmi tvarovými deskami, z nichž dvě střední desky mají základní tvarové vytvoření shodné v zrcadlovém provedení a jsou opatřeny na styčných plochách, přivrácených k sousední střední desce delším klínovým vybráním s menším úhlem sklonu, než má jejich vnější klínové vybrání pro vytvoření středního kanálku.According to a preferred embodiment, the device body is provided with four shaped plates, of which two central plates have a basic shape identical in mirror design and are provided on the contact faces facing the adjacent central plate with a longer wedge recess with less inclination angle than their outer wedge recess to form a central channel.

Zařízení podle vynálezu je výrobně velmi jednoduché, protože všechny tvarové desky je možno vyrobit základními jednoduchý- 4 děný rovinou I-I z obr.16, na obr.16 je pohled na styčnou plochu horní vnitřní tvarové desky,a na obr.17 je pohled na styčnou plochu vnější distanční desky a na obr.18 je pohled na styčnou plochu vnitřní distanční desky.The device according to the invention is very simple to manufacture, since all the mold plates can be made by the basic single plane II of FIG. 16, FIG. 16 is a view of the contact surface of the upper inner mold plate, and FIG. and Fig. 18 is a view of the interface surface of the inner spacer plate.

Směšovací a/nebo rozprašovací zařízení podle vynálezu, určené pro směšování nebo rozprašování tekutin, zejména kapalin rozprašovaných paprsky plynu, je opatřeno směšovacím tělesem £, sestaveným z nejméně tří, ve znázorněném příkladu provedení ze čtyř navzájem spojených tvarových deskových dílů, tvořených dvěma vnějšími tvarovými deskami 2 a mezi nimi uloženými dvěma vnitřními tvarovými deskami 3» přičemž každá dvojice tvarových desek 2, 3 má v zrcadlovém provedení shodné základní tělesné vytvoření. Vnitřní tvarové desky 3 dosedají svými vnitřními styčnými plochami na vnitřní distanční desku 4 /obr.18/ ve formě rovinného plechu a svými vnějšími styčnými plochami dosedají na vnější distanční desky £, na jejichž protilehlou plochu zase dosedají vnitřní styčné plochy vnějších tvarových desek 2 /obr.1/. Celá tato sestava dvou vnějších tvarových desek, dvou vnitřních tvarových desek 3, dvou vnějších distančních desek £ a jedné vnitřní distanční desky 4 je stažena dohromady například pomocí šroubů _6 nebo jiných spojovacích prvků, popřípadě mohou být jednotlivé deskové součásti navzájem spojeny svařením apod.The mixing and / or spraying device according to the invention for mixing or spraying liquids, in particular liquids sprayed by gas jets, is provided with a mixing body 6 composed of at least three, in the illustrated embodiment, four interconnected molded plate parts formed by two outer molded plates 2 and between them two inner mold plates 3, each pair of mold plates 2, 3 having the same basic design in the mirror design. The inner shaped plates 3 abut on the inner spacer plate 4 (FIG. 18) in the form of a flat plate with their inner contact surfaces and with their outer abutment surfaces abut the outer spacer plates 6, on whose opposite surface the inner abutment surfaces of the outer shaped plates 2 rest. .1 /. The entire assembly of two outer mold plates, two inner mold plates 3, two outer spacer plates 4 and one inner spacer plate 4 is pulled together, for example, by screws 6 or other fasteners, or the individual plate components can be joined together by welding or the like.

Styčné spáry mezi jednotlivými deskovými díly jsou utěsněny, přičemž v příkladném provedení je toto těsnění tvořeno pásky 7 z těsnicí hmoty, uloženými v drážkách deskových dílů, přičemž v jiném alternativním provedení může být utěsnění provedeno jinými prostředky, například slepením styčných spár nanesením lepidla na celé styčné plochy.The joints between the individual panels are sealed, in the exemplary embodiment formed by sealant strips 7 embedded in the grooves of the panels, in another alternative embodiment the sealing may be performed by other means, for example by gluing the joints by applying adhesive to the entire joint. areas.

- 3 mi výrobními operacemi, jako je vrtání a frézování. Jednotlivé proudy tekutiny vystupují z úzkých štěrbinových ústí kanálků, kte rá jsou uspořádána těsně vedle sebe a navzájem rovnoběžně, takže vystupující paprsky tekutiny jsou ploché a tenké a vzájemně se protínají ve velkých styčných plochách. Štěrbinová ústí jsou snadno vyrobitelná ve velmi malé tlouštce štěrbiny, kterou je navíc možno velmi snadno měnit podle potřeby například tím, že tvarové desky mají mezi svými styčnými plochami uloženy plechy, jejichž tlouštka určuje šířku štěrbiny.- 3 manufacturing operations such as drilling and milling. The individual fluid streams emerge from the narrow slit openings of the channels, which are arranged close to each other and parallel to each other so that the projecting fluid jets are flat and thin and intersect with each other in large contact areas. The slot orifices are easy to manufacture in a very small slot thickness which, moreover, can be easily changed according to need, for example, by having the plates between their contact surfaces fitted with plates whose thickness determines the slot width.

Příklad provedení směšovacího a/nebo rozprašovacího zařízení podle vynálezu je snfeorněn na výkresech, kde obr.1 znázorňuje podélný řez směšovacím tělesem se třemi směšovacími kanálky, na obr.2 je příčný řez tělesem, vedeny rovinou A-A z obr.1, na obr.3 je podélný řez horní tvarovou deskou, vedený rovinou B-B. z obr.4, obr.4 znázorňuje vodorovný řez horní vnější tvarovou deskou, vedený rovinou CyCJ z obr.3, na obr.5 je podélný řez spodní vnější tvarovou deskou, vedený rovinou D-D_z oúr.6, na obr.6 je vodorovný řez spodní vnější tvarovou deskou, vedený rovinou E-E. z obr.5» obr.7 znázorňuje pohled na horní vnější tvarovou desku ve směru_P ^z obr.3, obr.8 znázorňuje pohled na spodní vnější tvarovou desku, vedený ve směru P z obr.5/ na obr.9 je příčný řez spodní vnější tvarovou deskou, vedený rovinou P-P z obr.10, na obr.10 je pohled na styčnou plochu spodní vnější tvarové desky, na obr.11 je pohled na styčnou plochu horní vnější tvarové desky, na obr.12 je příčný řez horní vnější tvarovou deskou, vedený rovinou G-G z obr.11, obr.13 znázorňuje podélný řez spodní vnitřní tvarovou deskou, vedeny rovinou Η-Ξ z obr.14, na obr.14 je pohled na horní styčnou plochu snodní vnitřní tvarové desky, obr.15 znázorňuje podélný řez horní vnitřní tvarovou deskou, ve- 5 - —An exemplary embodiment of a mixing and / or spraying device according to the invention is illustrated in the drawings, wherein FIG. 1 shows a longitudinal section of a mixing body with three mixing channels; FIG. 2 is a cross section of the body taken along the AA plane of FIG. is a longitudinal section through the upper mold plate, taken along the plane BB. Fig. 4, Fig. 4 is a horizontal cross-sectional view of the upper outer mold plate taken along the CyCJ plane of Fig. 3; a horizontal section through the lower outer profile plate, taken along the EE plane. of Figure 5 »7 shows a top view of the outer shape plate at směru_P ^of Figure 3, Figure 8 shows a view of the lower outer plate shape, taken in the direction P from Figure 5 / Figure 9 is a cross section through the lower 10 is a view of the contact surface of the lower outer mold plate; FIG. 11 is a view of the contact surface of the upper outer mold plate; FIG. 11, FIG. 13 shows a longitudinal cross-section of the lower inner mold plate, taken along the Η-Ξ plane of FIG. 14, and FIG. longitudinal section of the upper inner shaped plate, 5 - -

V jiném příkladném provedení mohou být vnější distanční desky 5, a vnitřní distanční deska 4, které jsou v základním provedení vytvořeny z plechu potřebné tloušťky, vytvořeny z těsnicích desek, vyrobených z těsnicího materiálu, například z pryže, teflonu, polyvinylchloridu apod. Distanční desky 4, 5 mohou být také tvořeny vrstvou těsnicí hmoty mezi styčnými plochami vnějších tvarových desek 2 a vnitřních tvarových desek 3, popřípadě mohou být vrstvy těsnicí hmoty naneseny z nejméně jedné strany na plechách, které jsou základní součástí distančních desek 4, 5,.In another exemplary embodiment, the outer spacer plates 5, and the inner spacer plate 4, which in the basic embodiment are made of sheet metal of the required thickness, may be formed from sealing plates made of a sealing material such as rubber, teflon, polyvinyl chloride and the like. 5 may also comprise a sealant layer between the contact surfaces of the outer mold plates 2 and the inner mold plates 3, or the sealant layers may be applied from at least one side to the sheets which are an essential part of the spacer plates 4, 5.

Vnější tvarové desky 2 jsou vždy opatřeny ve své střední části u výstupní hrany klínovým výstupkem 2» rozšiřujícím se směrem k výstupní hraně, kde má nejvyšší výšku a kde jeho okraj vymezuje jednu stranu vnějšího štěrbinového ústí 10 vnějšího krajního kanálku 11.-V horní vnější tvarové desce 2 je vyvrtán přívodní kanálek 12, vyústěný do styčné plochy a do horního vnějšího kanálku 11, přičemž na přívodní kanálek 12 navazuje převáděcí kanálek 13, procházející do spodní vnější tvarové desky 2_» kde je vyústěn do spodního vnějšího přívodního kanálku 11.The outer shaped plates 2 are each provided with a wedge-shaped protrusion 2 'extending towards the output edge where they have the highest height and where their edge defines one side of the outer slot 10 of the outer outer channel 11-V in its central part. The feed channel 12 extends into the contact surface and the upper outer channel 11, the feed channel 12 being followed by a transfer channel 13 extending into the lower outer mold plate 2 where it flows into the lower outer feed channel 11.

Vnitřní tvarové desky 2 jsou na své vnější styčné ploše, přivrácené k vnější tvarové desce 2, opatřeny vnějším klínovým vybráním 14. jehož dno má menší úhel sklonu než klínový výstupek 2 vnější tvarové desky 2, který do vnějšího klínového vybrání 14 zčásti zapadá, přičemž stěnami vnějšího klínového vybrání 14 a klínovou plochou klínového výstupku 2 je ohraničen krajní kanálek 11 pro přívod tlakového plynu, zužující se postupně až do výstupního štěrbinového ústí 10. Jak již bylo řečeno, tekutina, zejména plyn, je přiváděna do tohoto vnějšího přívodního kanálku 11 přívodními kanálky 12,13 napojenými na přívodní potrubí aThe inner mold plates 2 have an outer wedge recess 14 on their outer interface facing the outer mold plate 2, the bottom of which has a lower inclination angle than the wedge projection 2 of the outer mold plate 2, which partially fits into the outer wedge recess 14, The outer wedge recess 14 and the wedge surface of the wedge protrusion 2 are delimited by an outer channel 11 for supplying pressure gas, tapering gradually up to the outlet orifice 10. As already mentioned, fluid, in particular gas, is supplied to this outer inlet channel 11 through supply channels. 12,13 connected to the supply line; and

- 6 a vyústěné na styčné ploše vnější tvarové desky 2 na úpatí klínového výstupku 2·- 6 and open at the contact surface of the outer mold plate 2 at the foot of the wedge-shaped projection 2;

Na své vnitřní styčné ploše jsou vnitřní tvarové desky 2 opatřeny vnitřním klínovým vybráním 15, které má ještě menší úhel sklonu než vnější klínové vybrání 14 a které vytváří společně s protilehlým vnitřním klínovým vybráním 45 protilehlé vnitřní tvarové desky 2 střední kanálek 1 6, zužující se postupně až k výstupnímu střednímu štěrbinovému ústí 17. Šířku štěrbinových ústí 10» 17 ve směru kolmém na styčné plochy tvarových desek 2, 2 3® možno snadno nastavovat volbou tlouštěk distančních desek 4, 5 nebo vrstev. Ve styčných plochách tvarových desek 2, 2 jsou ve znázorněném příkladném provedení vytvořeny drážky 8, vedené kolem krajních kanálků 11 i středního kanálku 16, ve kterých jsou uloženy těsnicí pásky 7·On their inner contact surface, the inner mold plates 2 are provided with an inner wedge recess 15 having an even lower inclination angle than the outer wedge recess 14 and which together with the opposite inner wedge recess 45 form an opposite inner mold plate 2 with a central channel 16 tapering gradually The width of the slotted orifices 10, 17 in a direction perpendicular to the contact surfaces of the shaped plates 2, 23 can be easily adjusted by selecting the thicknesses of the spacer plates 4, 5 or layers. In the contact surfaces of the shaped plates 2, 2, in the illustrated embodiment, grooves 8 are formed, extending around the outer channels 11 and the middle channel 16, in which sealing strips 7 are housed.

Lo dna vnitřního klínového vybrání 15 jedné z vnitřních tvarových desek 2 j® zaústěn vnitřní přívodní kanálek 18, procházející touto vnitřní tvarovou deskou 2 do vnější tvarové desky 2, kde je napojen na přívodní potrubí pro přívod druhé tekutiny, zejména kapaliny.The bottom of the inner wedge recess 15 of one of the inner mold plates 2 has an inner supply channel 18 passing through the inner mold plate 2 into the outer mold plate 2, where it is connected to a supply line for supplying a second fluid, in particular liquid.

Zařízení podle vynálezu je vhodné zejména pro jemné rozprašování kapalin, například kapalných paliv nebo zvlhčovači vody apod.The device according to the invention is particularly suitable for fine atomization of liquids, for example liquid fuels or humidifiers or the like.

Claims

VYNÁL32U

1. Apparatus for mixing and / or spraying fluids, provided with at least two channels whose injection axes form a particularly acute angle with each other, characterized in that the channels (11, 16) with a continuously decreasing cross-section extend into particularly straight slit openings (10). , 17) arranged parallel to each other and formed in a body (1) of the device, consisting of at least three interlocking shaped plates (2, 3) facing each other with their contact surfaces and provided with supply channels (12, 18) and a transfer channel (13) for supplying the mixed fluids to the channels (11, 16) and to the orifice (10, 17), wherein the outer mold plates (2) are provided with a wedge-shaped projection (9) extending towards the outlet edge at the outer edge of the shaped plates (2) and fitting into the wedge recess (14) of the at least one inner shaped plate (3), have In particular, it has a lower inclination angle than the angle of attack of the wedge-shaped projection (9) of the outer mold plate (2) for defining the tapering outer channel (11).

Device according to claim 1, characterized in that between the outer mold plates (2) and the at least one inner mold plate (3) there are spacers (4, 5) in the form of sheets or layers, provided with a recess in the region of the channels (11). , 16 /.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the body (1) consists of four mold plates (2, 3), ^of which two intermediate mold plates (3) are provided on their inner contact faces facing the opposite inner the inner wedge recess (15), in particular with a lower angle of inclination of the bottom than the bottom tilt angle of the outer wedge recess (14) of the inner mold plate (3) for delimiting the tapered central channel (16).

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the outer supply channel (12) and the transfer channel (13) terminate at the foot of the wedge protrusion (9) and the inner supply channel (18) terminates in the bottom of the inner wedge recess f \ 5L single plate / 3 / ·

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that grooves (8) are arranged around the wedge projection (9) of the outer mold plates (2) and the wedge recesses (14, 15) of the inner mold plates (3), in which sealant tapes (f).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the shaped plates (2, 3) are provided with a layer of sealing and / or adhesive material on their contact surfaces.