CS264680B1

CS264680B1 - Liquid atomizer for heat treatment of metals

Info

Publication number: CS264680B1
Application number: CS878830A
Authority: CS
Inventors: Otto Ing Kostan
Original assignee: Kostan Otto
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS883087A1

Abstract

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 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 pravidelně mísí s plynem. Směs je pak vytlačována do prostoru mezi stupňovitou trysku 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 of the solution 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 in a fan-like manner 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

(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 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 pravidelně mísí s plynem. Směs je pak vytlačována do prostoru mezi stupňovitou trysku 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 to rapidly cool the surfaces of these components with a liquid mist. The principle of the solution is to finely atomise the liquid by gas, in which gas is supplied to the annular-shaped equalization chamber formed in the hollow shell of the atomiser. 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 an inlet into the rectangular openings, from which it is sprayed into a slot in a fan-like manner and passes into 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 adapter, where vortexing, droplet dropping and jet acceleration occur. The result is a fine liquid mist.

CS 264 680 B1CS 264 680 B1

OBR.2 <7FIG. 2 <7

CS 264 680 BlCS 264 680 Bl

Vynález se týká rozprašovače kapalin pro tepelné zpracování kovů jehož pomocí se z přivedené kapaliny a tlakového plynu vytváří jemná mlha, vhodná zejména kc 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 fine mist is formed from the supplied liquid and the pressurized gas, particularly suitable for accelerated cooling of large thickness bodies.

Dosavadní plynokapaliic rozprašovače ka palin většinou pracují na principu rezonátorů, které rozechvívají proudící plyn, do kterého je zaveden proud kapaliny. Chvějící se plyn pak trhá kapalinu na větší či menší kapky podle amplitudy rezonátorů. 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 liquid-liquid atomizers generally operate on the principle of resonators, which vibrate the flowing gas into which a liquid stream is introduced. The quivering gas then tears the liquid into larger or smaller droplets according to the amplitude of the resonators. 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 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 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. 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 půdorysem je soustředěna 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 of the 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 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 apertures of the annular ring, the annular space being also connected to the stepped nozzle space. 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 centered on a series of annulus rings.

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 vyžadujSjeigná regulace odvodů 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 naThe 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 the cooling of tall bodies where precise regulation of heat dissipation from the body surface is required. The sprayer creates a fine mist without larger drops and several sprayers can be used one above the other for very tall bodies without this having a clear effect on

PŘEDMĚTSUBJECT

Rozprašovač kapalin pro tepelné zpracování kovů sestávající z pláště, vložky, nátrubku, stupňovité trysky a akčního nástavce, přičemž v plášti je vytvořena mezikruhová vyrovnávací účinnost chlazení.Liquid atomizer for heat treatment of metals consisting of a shell, liner, nozzle, stepped nozzle and actuator, wherein an annealing cooling efficiency is created in the shell.

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 atomiser according to the invention is shown in the attached drawing. Fig. 1 is a front elevational view of the atomiser; Fig. 2 is a perpendicular cross-sectional view of the atomizer in the horizontal axis of the rectangular apertures of the ring.

Podle tohoto příkladu sestává rozprašovač kapalin pro tepelné zpracování kovů z pláště Ot, vložky 02, nátrubku 03, matice 1 a pojistkyAccording to this example, the metal heat treatment fluid sprayer consists of the shell O, liner 02, sleeve 03, nut 1 and fuses

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 rovněž 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 stupňovité 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 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 mezi stupni rozkmitá, rozvíří a v důsledku zmenšení průřezu zrychlí. Tím vznikne velmi jemná mlha.5. The sleeve 01 is cylindrical in shape and is provided with a thread 21 for the union nut 1 in the upper part. The insert 02 is inserted into the cavity of the union 01, provided with a shoulder for the collar nut 1 in the upper part. fuse 5. The liner is provided with a vertical axial bore that forms the liquid inlet 50 and extends through almost the entire length of the liner 2. The liquid inlet 50 terminates in an extension in which a ring 2 is formed having rectangular apertures 30 at its planes. At this point, the diameter of the insert 02 is reduced so that an annular space 20 is formed between its outer wall and the inner wall of the cavity of the housing 01, connected from above to an equalizing chamber 10 also of an annular shape which is formed in the circumferentially reinforced portion 01 and connected to the channel of the sleeve 03, which is fixed to the side of the housing 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 periodically reduced to the smallest diameter collar, indicated as the vent 7. From there the diameters of the concentric steps again increase regularly to the bottom of the cavity of the housing 01. Similarly, but from a smaller diameter section, the action extension 4 formed at the lower end of the insert 02 is formed. This arrangement creates stepped annular spaces between the walls. External expands. The size of these spaces is controlled by the cap nut 1 so that by turning to the right it reduces the inner annular spaces and increases the outer 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 forced 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

a chamber characterized in that the compensating chamber (10) is connected to an annular space (20) formed between the lower part of the outer surface of the insert (02) and the lower part of the inner surface (264 264 B1); 3) and a stepped action adapter (4).

and that a slot (40) extends into this annular space (20) adjoining the rectangular openings (30) of the annular (2), the drawing being shown in FIG.