CS263887B1

CS263887B1 - Liquid atomizer for heat treatment of metals

Info

Publication number: CS263887B1
Application number: CS878831A
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: CS883187A1

Abstract

Řešení spadá do oblasti tepelného ,zpracování velkých kovových součástí. Účelem je rychlé zchlazování povrchů těchto součástí kapalinovou mlhou. Podstatou je jemné rozprášení kapaliny plynem, při němž se do vyrovnávací komory prstencového 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 pravidelné 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 quickly cool the surfaces of these parts with a liquid mist. The essence is the fine atomization of the liquid with gas, in which gas is supplied under pressure to the annular equalization chamber formed in the hollow shell of the atomizer. From the equalization 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, through which it proceeds to the lower part of the annular space, where it is regularly mixed 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

Vynález se týká rozprašovače kapalin pro tepelné zpracování kovů, jehož pomocí se z přivedené kapaliny a tlakového plynu vytváří jemná mlha, vhodná zejména ke zrychlenému chlazení těles velkých tlouštěk.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid atomizer for the heat treatment of metals, by means of which a liquid mist and a pressurized gas form a fine mist, particularly suitable for accelerated cooling of large thickness bodies.

Dosavadní plyno-kapalné rozprašovače kapalin většinou pracují na principu rezonátorů, které rozechvívají proudící plyn, do kterého je zaveden proud kapaliny. Chvějící se plyn potom 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 vibrate 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. Podstata vynálezu spočívá také v tom, že vyrovnávací komora, do které ústí nástrubek, 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. 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 kterého se pravidelně stupňovitě rozšiřuje; stupně stupňovité trysky i akčního nástavce jsou stejně vysoké a jejich půdorysem je soustředná řada mezikruží.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 with a stepped action extension. It is also an object of the invention that the compensating 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 apertures of the annular ring, the annular space being also connected to the stepped nozzle space. The principle of the invention is further that the stepped nozzle regularly tapers from the annular space towards the vent from which it regularly expands, and that the insert action adapter is inserted into it, which regularly tapers gradually towards the neck from which it 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 ^QC. 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 tě2 lesa, aniž by to mělo zřetelný vliv na účinnost chlazení.An advantage of liquid sprayer for heat treatment of metals according to the invention is preferably sufficiently large power supply when the liquid mist, so that it can be used for the accelerated cooling the large thickness of the temperature around the ^'Q 900 C. It is also suitable for cooling the high bodies, which require fine adjustment heat removal from the body surface. The nebulizer produces a fine mist without larger drops and several nebulizers can be used one above the other for a very high body without this having a clear effect on the cooling efficiency.

Příklad praktického· provedení rozprašovače kapalin podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je rozprašovač v nárysném osovém řezu a na obr. 2 je kolmý řez rozprašovače ve vodorovné ose hranatých otvorů prstence.An example of a practical embodiment of the liquid atomiser according to the invention is shown in the attached drawing, in which Fig. 1 is a front axial section of the atomizer and Fig. 2 is a perpendicular 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 01, vložky 02, nátrubku 03, matice 1 a pojistky 5. Plášť 01 je válcového· tvaru a v horní části je opatřen závitem 21 pro převlečnou 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. Přívod 50 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 02 tak, že mezi její vnější stěnou a mezi vnitřní stěnou dutiny pláště 01 vzniká prstencový prostor 20, shora napojený na vyrovnávací komoru 10 také prstencového tvaru, která je vytvořena v obvodově zesílené části pláště 01 a spojena s kanálem nátrubku 03, který je upevněn k boku pláště 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 nejmenším 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. Tímto uspořádáním vznikají mezi stěnami stupňovitě mezikruhové prostory, z nichž vnitřní se zužuje a vnější rozšiřuje. Regulaci velikosti těchto prostorů zajišťuje přeVleěná matice 1 tak, že otáčením doprava zmenšuje vnitřní mezikruhové prostory a naopak. Do nátrubku 03 je přiváděn pod tlakem plyn, který prochází do vyrovnávací komory 10 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 meži stupni rozkmitá, rozvíří a v důsledku žmenšení průřezu zrychlí. Tím vznikne veltni jemná mlha.According to this example, the metal heat treatment fluid sprayer consists of a sheath 01, liner 02, sleeve 03, nut 1 and fuse 5. The sheath 01 is cylindrical in shape and has a thread 21 for a cap nut 1 at the top. The insert is provided with a vertical axial bore that forms the liquid inlet 50 and extends through almost the entire length of the insert 2. Inlet 50 the liquid is terminated by an extension in which a ring 2 is formed having rectangular apertures 30 at perpendicular axes of its plan view that open into the peripheral slot 40. At these locations, the diameter of the insert 02 is reduced so that between its outer wall and the inner wall In the cavity of the housing 01, an annular space 20 is formed, connected from above to the equalization chamber 10 also by the breast of a cylindrical shape which is formed in the circumferentially thickened part of the housing 01 and connected to the channel of the sleeve 03 which is fixed to the side of the housing 01. The lower part of the cavity of this housing 01 is shaped as a stepped nozzle 3. concentric steps are formed, the diameters of which are periodically reduced to the smallest diameter collar, which is designated as the vent 7. From there, the diameters of the concentric steps are again increasing regularly to the bottom of the shell cavity 01. Likewise, but from the degree of smaller diameters, an extension 4 formed at the lower end of the insert 02. This arrangement results in stepwise inter-circular spaces between the walls, from which the inner tapering and the outer widening. The size of these spaces is controlled by the nut 1 so that by turning to the right it reduces the inner annular spaces and vice versa. The nozzle 03 is supplied with pressurized gas which passes into the equalizing chamber 10 and from there into the annular space 20. Simultaneously, a pressurized liquid is supplied through the inlet 50 to the region of the ring 2, passing into the rectangular apertures 30. 40 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 the step of the stage is oscillated, swirled and accelerated due to the smaller cross-section. This creates a very fine mist.

Claims

Liquid sprayer for heat treatment of metals, consisting of a shell, liner, nozzle, stepped nozzle and actuator, characterized in that the stepped nozzle (3) tapers regularly from the annular space (20) towards the vent (7) from which it again regularly extends and that a stepped action attachment (4) is inserted

OF THE INVENTION 'liner [02], which regularly tapered from the end of the liner (02) to the neck' (6), from which it regularly extends gradually, wherein the steps of the stepped nozzle (3) and the steps of the stepped action extension '(4) are equally high and their ground plan consists of a concentric series of annulus.