CS267003B1

CS267003B1 - Spray nozzle for fluid matter

Info

Publication number: CS267003B1
Application number: CS878104A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kara; Miroslav Ing Rybin; Svatopluk Prof Ing Csc Valenta
Original assignee: Kara Jan; Rybin Miroslav; Valenta Svatopluk
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS810487A1

Abstract

Tryska pro rozprašování tekutin sestává z tělesa, tvořeného dvěma díly, dosedajícími na sebe svými styčnými plochami, ve kterých jsou vytvořena podélně tvarovaná vybrání, vytvářející dohromady stěny středního přívodního kanálku pro přívod kapaliny, který se plynule zužuje ke svému výstupnímu otvoru ve formě úzké přímé štěrbiny. Po obou stranách středního přívodního kanálku jsou v tělese trysky dva vnější přívodní kanálky rovněž obdélníkového průřezu, zužující se plynule k vnějším výstupním otvorům, umístěným těsně vedle střední ho výstupního otvoru a majícím rovněž tvar přímých štěrbin.Fluid spray nozzle consists of a body consisting of two parts with their liaison areas in which they are created longitudinally shaped recesses forming together the walls of the middle supply line a fluid inlet channel it tapers smoothly to its outlet in the form of a narrow straight slot. After both sides of the central inlet channel there are two external feeds in the nozzle body also rectangular channels, tapering smoothly to the outer outlet openings located just adjacent to the middle outlet opening and having as well shape of straight slots.

Description

Vynález se týká trysky pro rozprašování tekutin, popřípadě pro směšování kapalin a plynu, opatřené nejméně jedním výstupním otvorem, napojeným na přívodní kanálek pro přívod tekutiny.The invention relates to a nozzle for spraying liquids or for mixing liquids and gas, provided with at least one outlet opening connected to a supply channel for the supply of fluids.

Dosud známé rozprašovací trysky pro rozprašování kapalin jsou zpravidla konstruovány na rozprašování paprsku kapaliny nejméně jedním paprskem plynu, protínajícím dráhu paprsku kapaliny. Tyto trysky mají kruhové uspořádání, u kterého má střední otvor, kterým vystupuje paprsek kapaliny, kruhový průřez a je obklopen kruhovou výstupní štěrbinou pro rozprašovací plyn, přičemž výstupní štěrbina má v podstatě tvar 'kuželové plochy, jejíž površky protínají střední paprsek kapaliny. Pro velké výkony je třeba použít střední otvor s velkým průměrem, dosahujícím řádově až několika milimetrů; vystupující paprsek má potom také velký průměr a jeho jádro se paprskem plynu špatně rozbíjí, takže nedochází k jemnému rozprášení kapaliny, popřípadě je třeba použít plynu s vysokým tlakem, což zvyšuje energetickou náročnost zařízení. Při menších výkonech mají zase střední otvory tak malý průměr, například 0,125 mm, že se stává velkým problémem jejich výroba zejména z toho důvodu, že pro dobrou činnost by měl být otvor tvarovaný v tom smyslu, že by se měl od svého ústí rozšiřovat směrem do přívodního kanálku, což je výrobně velmi složité.Previously known spray nozzles for spraying liquids are generally designed to spray a jet of liquid with at least one jet of gas intersecting the path of the jet of liquid. These nozzles have a circular arrangement in which the central opening through which the liquid jet emerges has a circular cross-section and is surrounded by a circular spray gas outlet slot, the outlet slot being substantially in the shape of a conical surface, the surfaces of which intersect the central liquid jet. For large outputs, it is necessary to use a medium hole with a large diameter, reaching the order of several millimeters; the projecting jet then also has a large diameter and its core breaks poorly with the jet of gas, so that there is no fine atomization of the liquid, or it is necessary to use a gas with a high pressure, which increases the energy consumption of the device. At lower outputs, the middle holes again have such a small diameter, for example 0.125 mm, that their production becomes a big problem, mainly because for good operation the hole should be shaped in the sense that it should extend from its mouth towards supply channel, which is very complicated to manufacture.

Pro snížení spotřeby rozprašovacího vzduchu je u některých známých trysek nahrazena vzduchová štěrbina ve tvaru mezikruží soustavou malých kruhových otvorů, rozmístěných kolem středního otvoru pro přívod kapaliny. U této trysky, popsané například v Ub-PS 4 349 153, zůstává problémem výroba malých otvorů pro přívod vzduchu.To reduce the consumption of atomizing air, in some known nozzles the air gap in the shape of an annulus is replaced by a system of small circular openings arranged around the central opening for the supply of liquid. With this nozzle, described for example in Ub-PS 4 349 153, the production of small air supply openings remains a problem.

Je známa také tryska pro vytváření proudu kapek kapaliny, například kapek nátěrové hmoty, stlačeným vzduchem, u které je vzduch před místem, kde nasává nátěrovou hmotu, veden vírovou komůrkou v periodicky se opakujících cyklech. Po část cyklu vstupuje do komůrky tangenciálně a rotuje v ní, po zbývající část prochází bez rotace, přičemž střídání se dosahuje rozváděcím oscilátorem. Nevýhodou této trysky, popsané v CS-AO 223 115, je opět její kruhové uspořádání, které vytváří střední paprsek kapaliny a kruhovým průřezem, k jehož rozbití je třeba značné energie.A nozzle is also known for generating a stream of liquid droplets, for example droplets of paint, with compressed air, in which the air is guided in a vortex chamber in periodically recurring cycles in front of the place where it sucks in the paint. For part of the cycle, it enters the chamber tangentially and rotates in it, for the remaining part it passes without rotation, the alternation being achieved by a distribution oscillator. The disadvantage of this nozzle, described in CS-AO 223 115, is again its circular arrangement, which produces a central jet of liquid and a circular cross-section, which requires considerable energy to break.

Jiná známá skupina trysek, do kterých je kapalina přiváděna pod velmi vysokým tlakem, například 10až 100 MPa, nemusí k rozptýlení proudu kapaliny využívat proudu vzduchu, ale při vhodně tvarovaném ústí otvoru pro kapalinu dochází při náhlém poklesu tlaku k rozptýlení proudu kapaliny na jednotlivé částice. Ústí se zpravidla rozšiřuje, popřípadě může být opatřeno dvěma na sebe kolmými drážkami, protínajícími se ve vstupním otvoru kapaliny a majícími postupně se zmenšující hloubku, jak je tomu v GB-PS 1 595 17Θ. Účinnost těchto trysek a jemnost rozprášení je závislá jednak na použitém tlaku, který musí být při větším průměru výstupního otvoru značně velký, a jednak na vhodném tvarování ústí, které se zatím nepodařilo vyřešit v optimální formě.Another known group of nozzles to which the liquid is supplied under very high pressure, for example 10 to 100 MPa, does not have to use an air stream to disperse the liquid stream, but with a suitably shaped liquid orifice, the liquid stream is dispersed into individual particles. The orifice generally widens or can be provided with two perpendicular grooves intersecting in the liquid inlet opening and having a gradually decreasing depth, as in GB-PS 1 595 17Θ. The efficiency of these nozzles and the fineness of spraying depend on the pressure used, which must be quite large with a larger diameter of the outlet opening, and on the appropriate shaping of the orifice, which has not yet been solved in an optimal form.

Nevýhody těchto dosud známých trysek jsou odstraněny rozprašovací tryskou podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že její výstupní rozprašovací část sestává ze dvou dílů, přiložených na sebe a navzájem spojených, které jsou opatřenyThe disadvantages of these hitherto known nozzles are eliminated by the spray nozzle according to the invention, the essence of which consists in that its outlet spray part consists of two parts, placed on top of each other and connected to each other, which are provided

CS 267 003 Bl na k sobě přivrácených plochách vybráními, navazujícími na přívodní kanálek pro přívod kapaliny a předcházejícími tvarovanými plochami do štěrbinového ústí přímého tvaru.CS 267 003 B1 on the facing surfaces by recesses adjoining the liquid supply channel and the preceding shaped surfaces into the slotted mouth of the straight shape.

lodle výhodného provedení vynálezu jsou oba oíly tělesa trysky opatieny přívodními kanálky pro přívod plynu, které mají podlouhlý, zejména obdélníkový průřez a zužují se postupně do štěrbinového výstupního ústí, přičemž jejich osa protíná v ostrém úhlu osu přívodního kanálku pro kapalinu. Těleso trysky má podle konkrétního provedení vynálezu válcovou vnější plochu, předcházející u předního konce do komole kuželové plochy, a je uloženo ve válcovém pouzdru s kuželovým předním náběhem pro dosednutí na komole kuželovou část tělesa trysky a sevření obou dílů tělesa k sobě. Těleso trysky může být opatřeno komole kuželovým úsekem i na zadní straně, kde na něj dosedá kuželová plocha dotlačovacího pouzdra.According to a preferred embodiment of the invention, both nozzles of the nozzle body are provided with gas supply channels which have an elongated, in particular rectangular cross-section and tapered successively into the slotted outlet orifice, their axis intersecting at an acute angle the axis of the liquid supply channel. According to a particular embodiment of the invention, the nozzle body has a cylindrical outer surface extending at the front end into a truncated conical surface and is housed in a cylindrical housing with a conical front pitch to abut the conical part of the nozzle body and clamp the two body parts together. The nozzle body can also be provided with a conical section on the rear side, where the conical surface of the pressure sleeve rests on it.

Tryska podle vynálezu může být dále opatřena nástavcem, navazujícím v prodloužení na těleso trysky, jehož střední otvor navazuje na výstupní štěrbiny trysky a od tohoto středního otvoru se rozbíhá tvarovaná vnitřní plocha nástavce pro usměrnění vystupujícího proudu rozprášené tekutiny. Vnitřní plocha nástavce se vzdaluje plynule nebo skokem od roviny souměrnosti trysky, proložené vnitřní výstupní štěrbinou pro kapalinu.The nozzle according to the invention may further be provided with an extension extending in extension to the nozzle body, the central opening of which adjoins the nozzle outlet slots and from this central opening a shaped inner surface of the attachment diverges to direct the exiting flow of atomized fluid. The inner surface of the nozzle moves away smoothly or by a jump from the plane of symmetry of the nozzle, interposed by the inner outlet slit for the liquid.

řodle ještě jiného význaku vynálezu je tryska opatřena nárazovým tělískem, umístěným ve střednicové rovině přívodního kanálku pro kapalinu v odstupu od štěrbinového ústí tohoto kanalku.According to yet another feature of the invention, the nozzle is provided with an impact body located in the median plane of the liquid supply channel at a distance from the slotted mouth of this channel.

Tryska podle vynálezu se snadno vyrábí, protože vybrání obdélníkového průřezu se velmi snadno v obou dílech tělesa trysky vyfrézují, přičemž je bez jakýchkoliv potíží možno dosáhnout minimálních rozměrů štěrbin, jejichž tloušíka se pohybuje kolem několika setin milimetru. Vystřikující proud kapaliny má velmi tenké jádro, odpovídající tloušťce výstupní štěrbiny, které se velmi snadno rozbíjí a rozprašuje při relativně nízké spotřebě tlakové energie. Každý přívodní kanálek pro přívod tekutiny k výstupnímu ústí muže mít tvarované stěny ve tvaru zakřivených ploch, navržených podle hydrodynamických zákonitostí pro velký průtokový součinitel. U trysky podle vynálezu je snadný přístup k vnitřním plochám přívodního kanálku pro kapalinu, který se tak velmi snadno čistí. Těleso trysky je možno vyrábět například lisováním, vstřikovým litím a jinými postupy.The nozzle according to the invention is easy to manufacture because the recesses of rectangular cross-section are very easily milled in both parts of the nozzle body, and it is possible to achieve minimum slot dimensions of a few hundredths of a millimeter in thickness without any difficulty. The spray liquid stream has a very thin core, corresponding to the thickness of the outlet slit, which breaks and sprays very easily with relatively low pressure energy consumption. Each supply channel for the supply of fluid to the outlet orifice can have shaped walls in the form of curved surfaces, designed according to hydrodynamic laws for a large flow coefficient. In the nozzle according to the invention, there is easy access to the inner surfaces of the liquid supply channel, which is thus very easy to clean. The nozzle body can be manufactured, for example, by molding, injection molding and other processes.

Příklady provedení trysky pro rozprašování tekutin podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn první příklad provedení trysky pro rozprašování kapaliny pod velkým tlakem, zobrazený v podélném řezu, na obr. 2 je podélný řez druhým příkladem provedení trysky, používající pro rozprašování kapaliny křížících se proudů plynu, obr. 3 znázorňuje čelní pohled na trysku z obr. 2, na obr. 4 je příčný řez tryskou, vedený rovinou I-I z obr. 2, obr. 5 znázorňuje podélný řez tryskou, opatřenou usměrňovacím nástavcem, a na obr. 6 je podélný řez tryskou, opatřenou nárazovým tělískem.Exemplary embodiments of a fluid spray nozzle according to the invention are shown in the drawings, where Fig. 1 shows a first embodiment of a high pressure liquid spray nozzle, shown in longitudinal section, Fig. 2 is a longitudinal section of a second embodiment of a nozzle using Fig. 3 is a front view of the nozzle of Fig. 2; Fig. 4 is a cross-sectional view of the nozzle taken along line II of Fig. 2; Fig. 5 is a longitudinal section of a nozzle provided with a baffle; Fig. 6 is a longitudinal section of a nozzle provided with an impact body.

Tryska podle vynálezu pro rozprašování kapalin je v prvním příkladném provedení /obr. 1/ řešena pro přívod kapaliny pod vysokým tlakem a rozstřikování bez příCS 267 003 Bl vodu vzduchu. Tryska sestává z válcového tělesa X, rozděleného v rovině souměrnosti na dva díly g., g, navazujícího na přívodní jednotku pro dodávání kapaliny a uloženého ve stahovacím pouzdru 3.· Pro těsné dotlačení obou dílů 2, 2 tělesa j. na sebe je těleso i opatřeno na obou koncích komole kuželovými plochami z nichž na přední z nich je dotlačován kuželový náběh £ na čele stahovacího pouzdra 2 a na zadní komole kuželovou plochu 4 je dotlačeno kuželové čelo dotlačovacího pouzdra 6, vloženého a zašroubovaného do zadní části stahovacího pouzdra 2» hde je také těsnicí kroužek Ιών obou k sobě přivrácených plochách dílů 2, 2‘ tělesa _1 trysky jsou vytvoiena podélně tvarovaná vybrání 2 obdélníkového průřezu, jejichž hloubka se snižuje směrem k přednímu konci tělesa J, a která spolu vytvářejí střední přívodní kanálek 8 pro přívod kapaliny, zužující se plynule až ke štěrbinovému výstupnímu otvoru 2> který má obdélníkový tvar.The nozzle according to the invention for spraying liquids is in the first exemplary embodiment / FIG. 1 / designed for liquid pressure supply under high pressure and spraying without air supply 267 003 B1. The nozzle consists of a cylindrical body X, divided in the plane of symmetry into two parts g., G, connected to the liquid supply unit and housed in a shrink disk 3. · For tight pressing of both parts 2, 2 of the body j. provided at both ends of the truncated with conical surfaces, on the front of which a conical lead 6 is pressed on the front of the shrink disk 2 and on the rear truncated conical surface 4 the conical face of the crimping sleeve 6 is pressed and screwed into the rear part of the shrink disk. also the sealing ring Ιών of the two facing surfaces of the parts 2, 2 'of the nozzle body 1 are formed by longitudinally shaped recesses 2 of rectangular cross-section, the depth of which decreases towards the front end of the body J and which together form a central supply channel 8 for liquid supply. flows smoothly up to the slotted outlet opening 2> which has a rectangular shape.

Ve druhém příkladném provedení /obr. 2/ má tryska podle vynálezu v podstatě stejné konstrukční provedení, ale je upravena pro rozprašování kapaliny dvěma klížícími se proudy plynu. V každém dílu _2, 2 tělesa 1 trysky je proto vytvořen vnější přívodní kanálek 11 obdélníkového průřezu, zužující se plynule k vnějšímu výstupnímu otvoru 2g, který má rovněž obdélníkový tvar a je umístěn těsně vedle středního výstupního otvoru 2· Vnější přívodní kanalky 11 jsou napojeny na přívodní potrubí 13 pro přívod tlakového vzduchu.In the second exemplary embodiment / FIG. 2 / the nozzle according to the invention has essentially the same construction, but is adapted to atomize a liquid by two sizing gas streams. An outer supply channel 11 of rectangular cross-section is therefore formed in each part 2, 2 of the nozzle body 1, tapering continuously to the outer outlet opening 2g, which also has a rectangular shape and is located right next to the central outlet opening 2. supply line 13 for the supply of compressed air.

Pro účinnější a širší rozptyl kapiček kapaliny je tryska podle jiného příkladného provedení opatřena usměrňovacím nástavcem 14. navazujícím na stahovací pouzdro 2 a opatřeným středovým otvorem 15. umístěným proti výstupním otvorům 2» 12 trysky. Od tohoto středového otvoru 15 obdélníkového nebo obecně podlouhlého tvaru se rozbíhají vnitřní plochy nástavce 14 plynule nebo skokem na obě strany od roviny souměrnosti trysky /obr. 5/.For a more efficient and wider dispersion of the liquid droplets, the nozzle according to another exemplary embodiment is provided with a baffle extension 14 adjoining the shrink disk 2 and provided with a central opening 15 located opposite the nozzle outlet openings 2, 12. From this central opening 15 of rectangular or generally elongated shape, the inner surfaces of the extension 14 diverge continuously or by jumping on both sides from the plane of symmetry of the nozzle / FIG. 5 /.

Dalšího rozptýlení proudu kapiček kapaliny je možno dosáhnout opatřením trysky podle vynálezu nárazovým tělískem 16 podlouhlého tvaru, upevněným na ramenu 17 v odstupu před výstupními otvory 2» 12 trysky, /obr. 6/.Further dispersion of the liquid droplet stream can be achieved by providing the nozzle according to the invention with an elongate impact body 16 mounted on the arm 17 at a distance in front of the nozzle outlet openings 2, 12, FIG. 6 /.

Příkladná provedení trysky podle vynálezu, zobrazená na výkresech, jsou jen některými z možných konstrukčních řešení. Těleso .1 trysky nemusí být nutně výlccvé s komole kuželovými válcovými zakončeními, může mít také pravoúhelníkový průřez a jeho oba díly £, 2 mohou být spolu spojeny sešroubováním, slepením a podobně. Eosedací plochy obou dílů 2, 2' jsou utěsněny přesným opracováním a tím těsným dosednutím na sebe nebo mezi ně může být vloženo těsnění, popřípadě těsnicí hmoty. Přívodní kanálky £, 11 nemusí mít přesně obdélníkový průřez, musí být pouze vyústěny do výstupních otvorů 2» 12 podlouhlého tvaru, jejichž délka je podstatně větší než šířka a které jsou umístěny souběžně těsně vedle sebe. Pro zamezení vytváření větších kapiček na okraji hrany středního výstupního otvoru 2 je výhodné vytvožit v oblasti ústí středního přívodního kanálku 8 při bocích podélně tvarovaného vybrání 2 malé podélné drážky 18. které zamezují hromadění kapaliny.The exemplary embodiments of the nozzle according to the invention shown in the drawings are just some of the possible design solutions. The nozzle body 1 does not necessarily have to be flush with the truncated conical cylindrical ends, it can also have a rectangular cross-section and its two parts 6, 2 can be joined together by screwing, gluing and the like. The seating surfaces of the two parts 2, 2 'are sealed by precise machining and thus a seal or sealing compound can be inserted by tight fitting against each other or between them. The supply channels 6, 11 do not have to have a precisely rectangular cross-section, they only have to open into outlet openings 2, 12 of elongated shape, the length of which is substantially greater than the width and which are located parallel next to one another. In order to prevent the formation of larger droplets at the edge of the edge of the central outlet opening 2, it is advantageous to provide small longitudinal grooves 18 in the region of the mouth of the central supply channel 8 at the sides of the longitudinally shaped recess 2 which prevent liquid accumulation.

Claims

- 4 PREVIEW OF THE INVENTION

A nozzle for spraying fluids, provided with at least one outlet opening for the outlet of a sprayed fluid, connected to a supply channel, characterized in that it consists of a body (1) formed by two parts (2, 2 V) abutting one another by contact surfaces, in of which a longitudinally shaped recess (7), in particular of rectangular cross-section, is formed, adjoining the liquid supply unit and continuously decreasing its depth towards the outlet end of the body (1) to form a central outlet opening (9) in the shape of a straight slit.

2. A nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle body (1) is provided between the longitudinally shaped recesses (7) and its circumferential surface with a pair of outer gas supply channels (11), having in particular a rectangular cross-section and tapering continuously. into slotted outer outlet openings (12) located next to the central outlet opening (9) parallel to it, the axis of the outer supply channels (11) intersecting at an acute angle the axis of the central supply channel (8), limited by longitudinally shaped recesses (7).

3. Nozzle according to items 1 and 2, characterized in that the nozzle body (1) has a cylindrical outer surface, terminated at both ends of the truncated by conical surfaces (4), and is accommodated in a cylindrical shrink disk (3) with a front conical lead / 5 / ·

4. Nozzle according to items 1 to 3, characterized in that a straightening extension (14) is connected to the nozzle body (1) in the axial direction, the central opening (15) of which is located opposite the outlet openings (9, 12) of the housing (1). the nozzles and the inner surfaces of the baffle (14) diverge from the central hole (15) towards the end of the nozzle (14) and from its axis.

5. A nozzle according to claims 1 to 4, characterized in that an arm (17) is connected to the nozzle body (1) and an impact body (16) located at a distance in front of the outlet openings (9, 12) of the nozzle body (1).

b. Nozzle according to items 1 to 5, characterized in that longitudinal grooves (18) are formed in the region of the mouth of the central supply channel (8) at the sides of the longitudinally shaped recess (7).