CS263886B1

CS263886B1 - Liquid atomizer for thermal, metal processing

Info

Publication number: CS263886B1
Application number: CS878829A
Authority: CS
Inventors: Otto Ing Kostan
Original assignee: Kostan Otto
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS882987A1

Abstract

Řešení spadá do oblasti tepelného zpracování velkých kovových součástí. Účelem. je rychlé zchlazování povrchů těchto' součástí kapalinovou mlhou. Podstatou řešeníJe. jemné rozprášení kapaliny plynem, při němž se do vyrovnávací komory prstencového1 tvaru, vytvořené v dutém, plášti rozprašovače, přivádí pod tlakem plyn. Z vyrovnávací komory přechází do prstencového prostoru, vzniklého vložením vložky do dutiny pláště o menším průměru. Tlaková kapalina je vedena přívodem do hranatých otvorů, z nichž se vějířovitě rozstřikuje do štěrbiny, jíž, postupuje do spodní části (prstencového prostoru, kde se pravidelně mísí s plynem. Směs je pak vytlačována do prostoru mezi stupňovitou tryskou a stupňovitým akčním nástavcem, kde dochází k silnému víření, tříštění kapek a zrychlení proudu. Výsledkem je jemná kapalinová mlha.The solution falls into the field of heat treatment of large metal parts. The purpose. is to rapidly cool the surfaces of these parts with a liquid mist. The essence of the solution is. fine atomization of the liquid with gas, in which gas is supplied under pressure to the annular compensation chamber, formed in the hollow shell of the atomizer. From the compensation chamber, it passes into the annular space, created by inserting an insert into the cavity of the shell of a smaller diameter. The pressurized liquid is guided through the inlet into square holes, from which it is sprayed fan-like into the slot, which proceeds to the lower part (of the annular space), where it regularly mixes with the gas. The mixture is then extruded into the space between the stepped nozzle and the stepped action attachment, where strong swirling, droplet fragmentation and acceleration of the stream occur. The result is a fine liquid mist.

Description

|(57) Řešení spadá do oblasti tepelného zpracování velkých kovových součástí. Účelem. je rychlé zchlazování povrchů těchto' součástí kapalinovou mlhou. Podstatou řešení Je. jemné rozprášení kapaliny plynem, při němž se do vyrovnávací komory prstencového¹ tvaru, vytvořené v dutém, plášti rozprašovače, přivádí pod tlakem plyn. Z vyrovnávací komory přechází do prstencového prostoru, vzniklého vložením vložky do dutiny pláště o menším průměru. Tlaková kapalina je vedena přívodem do hranatých otvorů, z nichž se vějířovitě rozstřikuje do štěrbiny, jíž, postupuje do spodní části (prstencového prostoru, kde se pravidelně mísí s plynem. Směs je pak vytlačována do prostoru mezi stupňovitou tryskou a stupňovitým akčním nástavcem, kde dochází k silnému víření, tříštění kapek a zrychlení proudu. Výsledkem je jemná kapalinová mlha.(57) The solution falls within the area of heat treatment of large metal parts. The purpose. is rapid cooling of the surfaces of these components by a liquid mist. The essence of the solution is. fine spray of liquid gas, wherein the equalization chamber into ^one of the annular shape formed in a hollow, shell nebulizer gas supplied under pressure. It passes from the buffer chamber to the annular space created by inserting the insert into the cavity of the sheath of smaller diameter. The pressurized liquid is led through the inlet into the rectangular openings, from which it is sprayed into the slot through which it flows into the lower part (annular space where it is regularly mixed with gas) and then pressed into the space between the stepped nozzle and for vigorous swirling, shattering of droplets and accelerating current, resulting in a fine liquid mist.

CS 263 886 BlCS 263 886 Bl

Vynález se týká rozprašovače kapalin pro tepelné zpracování kovp· jehož pomocí se z přivedené kapaliny a tlakového plynu vytváří jemná mlha, vhodná zejména’k'e krychlenému chlazení těles velkých tloúštek.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a sprayer for liquids for the heat treatment of metals by means of which the supplied liquid and the pressurized gas form a fine mist, particularly suitable for the cubic cooling of large thickness bodies.

Dosavadní plyno-kapalné rozprašovače kapalin většinou pracují na principu rezonálorů, které rozecbvívají proudící plyn, do kterého je zaveden proud kapaliny. Chvějící se plyn pak trhá kapalinu na větší či menší kapky podle amplitudy rezonátoru. Jsou známy i rozprašovače kapalin s rezonátory, které při určité frekvenci utrhávají kapky z hladiny kapaliny, které se dotýkají. Tyto rozprašovače kapalin jsou někdy kombinovány například s rotačními disky, které dále tříští většinu vzniklých kapek na jemnou mlhu.The prior art gas-liquid atomizers generally operate on the principle of resonators, which break down the flowing gas into which the liquid stream is introduced. The quivering gas then tears the liquid into larger or smaller droplets according to the amplitude of the resonator. Liquid atomizers with resonators are also known which, at a certain frequency, tear drops from the surface of the liquid they touch. These liquid atomizers are sometimes combined, for example, with rotary disks, which further shatter most of the droplets formed into fine mist.

Nedostatkem dosavadních řešení je poměrně velká rozdílnost velikosti vytvořených kapiček a zejména malá vydatnost proudu kapalinové mlhy. Pro účely tepelného zpracování kovů proto nejsou takové rozprašovače vhodné.A disadvantage of the prior art is the relatively large variation in the size of the droplets formed and, in particular, the low yield of the liquid mist stream. Therefore, such atomizers are not suitable for the purpose of heat treatment of metals.

Uvedené nevýhody odstraňuje rozprašovač kapalin podle vynálezu, sestávající z pláště, vložky, nátrubku, stupňovité trysky a akčního nástavce. Jeho podstata spočívá v tom, že do pláště, ve kterém je vytvořena vyrovnávací komora a stupňovitá tryska, je vložena dutá vložka, v jejíž dutině tvořící přívod kapaliny je vytvořen prstenec s průchozími hranatými otvory. Vložka je ukončena stupňovitým, akčním nástavcem.These disadvantages are overcome by the liquid sprayer according to the invention, consisting of a housing, an insert, a nozzle, a stepped nozzle and an actuator. It is based on the fact that a hollow insert is inserted into the housing in which the compensating chamber and the stepped nozzle are formed, in which a ring with through rectangular openings is formed in the cavity constituting the liquid supply. The insert is terminated by a stepped action extension.

Podstata vynálezu spočívá také v tom, že vyrovnávací komora, do které ústí nátrubek, je spojena s prstencovým prostorem, vytvořeným mezi spodní částí vnějšího povrchu vložky a spodní částí vnitřního povrchu dutiny pláště; do tohoto prstencového prostoru ústí štěrbina navazující na hranaté otvory prstence, přičemž je také tento· prstencový prostor napojen na prostor stupňovité trysky.It is also an object of the present invention that the alignment chamber into which the mouth of the sleeve is connected to an annular space formed between the lower portion of the outer surface of the insert and the lower portion of the inner surface of the shell cavity; into the annular space there is a slot adjoining the angular openings of the annular ring, the annular space being also connected to the stepped nozzle space.

Podstata vynálezu ještě spočívá v tom, že stupňovitá tryska se pravidelně zužuje od prstencového prostoru směrem k průduchu, od kterého se opět pravidelně rozšiřuje, a že je do ní vložen akční nástavec vložky, který se pravidelně stupňovitě zužuje směrem ke krčku, od nějž se pravidelně stupňovitě rozšiřuje; stupně stupňovité trysky i akčního· nástavce jsou stejně vysoké a jejich půdorys je soustředná řada mezikruží.The invention furthermore consists in that the stepped nozzle regularly tapers from the annular space towards the vent, from which it regularly expands, and that the insert action insert is inserted into it, which regularly tapers gradually towards the neck, from which it is regularly expanding stepwise; the steps of the stepped nozzle and the action nozzle are equally high and their plan is a concentric row of annulus.

Výhodou rozprašovače kapalin pro tepelné zpracování kovů podle vynálezu je především dostatečně velký výkon při dodávce kapalinové mlhy, takže se může použít pro zrychlené chlazení těles velkých tlouštěk od teploty kolem 900 °C. Je vhodný i pro chlazení vysokých těles, kde se vyžaduje jemná regulace odvodu tepla z povrchu tělesa. Rozprašovač vytváří jemnou mlhu bez větších kapek a může být použito· několik rozprašovačů nad sebou pro velmi vysoká tělesa, aniž by to mělo zřetelný vliv na účinnost chlazení.The advantage of the metal heat treatment liquid sprayer according to the invention is first and foremost a sufficiently high power for supplying liquid mist so that it can be used for accelerated cooling of large thickness bodies from about 900 ° C. It is also suitable for cooling high bodies where fine regulation of heat dissipation from the body surface is required. The sprayer produces a fine mist without larger drops and several sprayers can be used one above the other for very high bodies without this having a clear effect on the cooling efficiency.

Příklad praktického provedení rozprašovače kapalin podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, jeho obr. 1 představuje rozprašovač v nárysném osovém řezu, obr. 2 představuje kolmý řez rozprašovačem ve vodorovné ose hranatých otvorů prstence.An example of a practical embodiment of the liquid atomizer according to the invention is shown in the attached drawing, Fig. 1 is a front axial section of the atomizer; Fig. 2 is a perpendicular cross-section of the atomizer along the horizontal axis of the rectangular ring openings.

Podle tohoto příkladu sestává rozprašovač kapalin pro tepelné zpracování kovů z pláště 91, vložky G2, nátrubku 03, matice 1 a pojistky 5. Plášť 01 je válcového tvaru a v horní části je opatřen závitem 21 pro pře•vlečnou matici 1. Do dutiny pláště 01 je vložena vložka 02, v horní části opatřená osazením pro nákružek převlečné matice 1, mezi níž a vložku je vložena v tomto případě pružná pojistka 5. Vložka je opatřena svislým osovým otvorem, který tvoří přívod 50 kapaliny a prochází téměř celou délkou vložky 2.According to this example, the metal heat treatment fluid sprayer consists of a housing 91, a liner G2, a sleeve 03, a nut 1 and a fuse 5. The housing 01 is cylindrical in shape and is provided with a thread 21 for a cap nut 1 in the upper part. there is inserted an insert 02, in the upper part provided with a shoulder for the collar of the union nut 1, between which a flexible fuse 5 is inserted in this case. The insert has a vertical axial bore which forms the liquid inlet 50 and extends almost the entire length of the insert 2.

Přívod Sfi kapaliny je ukončen rozšířením, ve kterém je vytvořen prstenec 2, mající v· •místech kolmých os svého půdorysu hranaté otvory 30, které ústí do Obvodové štěrbiny 40. V těchto místech je zmenšen průměr vložky H2 tak, že mezi její vnější stěnou a mezi vnitřní stěnou dutiny pláště 01 vzniká prstencový prostor 20, shora napojený na vyrovnávací komoru 10 rovněž prstencového tvaru, která je vytvořena v obvodově zesílené části pláště 01 a spojena s kanálem nátrubkou 03, který je upevněn k boku pláště 01.The liquid feed Sfi is terminated by an extension in which a ring 2 is formed having angular apertures 30 at perpendicular axes of its plan view that open into the circumferential slot 40. At these locations, the diameter of the insert H2 is reduced so that between its outer wall and between the inner wall of the cavity of the housing 01 an annular space 20 is formed, connected from above to an equalizing chamber 10 also of an annular shape, which is formed in the circumferentially thickened part of the housing 01 and connected to a channel by a nozzle 03 which is fastened to the side of the housing 01.

Spodní část dutiny tohoto pláště 01 je vytvarována jako stupňovitá tryska 3 tak, že od vnějšího obvodu ke svislé ose rozprašovače jsou vytvořeny soustředné stupně, jejichž průměry se pravidelně zmenšují až k nákružku o neimenším průměru, který je označen jako· průduch 7. Odtud se průměry soustředných stupňů opět pravidelně zvětšují až ke dnu dutiny pláště 01. Stejně, ale ze stupně menších průměrů, je tvarován akční nástavec 4, vytvořený na spodním konci vložky 02.The lower part of the cavity of this casing 01 is shaped as a stepped nozzle 3 such that concentric steps are formed from the outer periphery to the vertical axis of the sprayer, the diameters of which are regularly reduced to a non-smallest diameter collar known as the vent 7. Concentric steps again regularly increase to the bottom of the cavity of the sheath 01. Likewise, but from a smaller diameter degree, the action extension 4 formed at the lower end of the insert 02 is shaped.

Tímto uspořádáním vznikají mezi stěnami stupňovitě mezikruhové prostory, z nichž vnitřní se zužuje a vnější rozšiřuje. Regulaci velikosti těchto prostorů zajišťuje převlečná matice 1 tak, že otáčením doprava zmenšuje vnitřní mezikruhové prostory a zvětšuje vnější mezikruhové prostory a na^!opak. Do nátrubku 03 je přiváděn pod tlakem plyn, který prochází do vyrovnávací komory 1tí a z ní do prstencového prostoru 20. Současně se přivádí přívodem 50 tlaková kapalina až do oblasti prstence 2, kde postupuje do hranatých otvorů 30, jejichž •působením dochází k vějířovitému rozstřiku do štěrbiny 40 a dále do spodní části prstencového prostoru 20, kde dochází ke smíchání kapaliny s plynem. Odtud je směs vytlačována do prostoru mezi stupňovitou tryskou 3 a akčním nástavcem 4, kde se mezi stupni rozkmitá, rozvíří a v důsledku zmenšeni průřezu zrychlí. Tím vznikne velmi jemná mlha.By this arrangement, intercircular spaces are formed between the walls in a stepwise manner, of which the inner tapering and the outer widening. The size of these spaces is controlled by the union nut 1, so that by turning to the right it reduces the inner annular spaces and increases the outer annular spaces ^. contrary. The nozzle 03 is pressurized with gas, which passes into the equalizing chamber 1 and from there into the annular space 20. At the same time, a pressurized liquid is supplied through the inlet 50 to the region of the ring 2, passing into the rectangular holes 30 and further into the lower part of the annular space 20 where the liquid is mixed with the gas. From there, the mixture is extruded into the space between the stepped nozzle 3 and the action nozzle 4 where it vibrates, swirls and accelerates due to the reduction in cross-section. This creates a very fine mist.

Claims

SUBJECT

Metal heat treatment fluid sprayer consisting of a shell, liner, nozzle, stepped nozzle and action nozzle, characterized in that a hollow (01) in which the annular alignment chamber (10) and the stepped nozzle (3) is formed is hollowed an insert (02) in which the cavity is formed

BACKGROUND OF THE INVENTION The liquid inlet (50) is provided with a ring (2) with through-angled holes (30), and that the insert (02) is terminated by a stepped action extension (4) and also into the buffer chamber (10). attached to the housing (01).