DE7138633U

DE7138633U - Duese zum verspruehen von truebe oder schlamm

Info

Publication number: DE7138633U
Application number: DE19717138633U
Authority: DE
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-10-12
Publication date: 1971-12-30
Also published as: SE379392B; NL7118051A; IT944399B; BE777385A; CA931602A; GB1358453A; FR2124683A5; ES398249A1; US3666183A

Description

Ge brauchsmus teranineldung

der Combustion Engineering Inc., Windsor, Connecticut o6o95, USA

betreffend
Düse zum Versprühe"!, von Trübe oder Schlamm.

Die Erfindung betrifft eine Düse zum Versprühen von Trübe,

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Sprühdüsen, die die zu verteilende Flüssigkeit in Form eines festen, sch?"»"f begrenzten Conus mit v/ei tem Winkel versprühen, sind bc_eits bekannt. Derartige Sprühdüsen kommen inner dann zum Einsatz, wenn es erforaerlich ist eine vorgegebene IfIrIcLe mit einheitlicher Partikelverteilung zu versprühen. Bei den bekannten Düsen dieser Art findet eine Leitvorrichtung oder ein Kreiselflügel Verwendung, durch v/elchen innerhalb der D se eine rotierende Strömung erzeugt wird, die die Ausbildung eines Ueitwinkel-Fesxconus für die versprühte Trübe erlaubt. TJm die erfcaderliche hohe Umdrehungsgeschwindigkeit zu erzeugen, weisen die bekannten Leitvorrichtungen einen sehr kleinen Strömungsquerschnitt auf. Dies hat den Kachteil, dass einmal ein hoher Druckabfali auftritt und dass weiterhin nur Trüben versprüht werden können, in denen die festen Partikel nuieine geringe Srösse haben, um das Verstipfen der Leitvorrichtung zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der feste

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Partikel trossen Durchmessers aufweisende Trüben ohne Gefahr des Verstopfens versprüht werden können.

Erf indungsgeisäss wird diese Aufgabe gelöst durch ein langgestrecktes, rohrförmiges Teil mit einem Einlassende und einem Auslassende; eine tangential in dem rohrförmigen Teil am Einlassende angeordnete Öffnunge«, durch welche die Trübe in Art einer rotierenden Strömung in das rohrförmige Teil eingegeben wird; eine innerhalb des rohrförmigen Teils stromab des Einlassendes angeordnete Leitvorrichtung, welche so ausgebildet ist, dass die Trübe beim Passieren der Leitvorrichtung zusätzlich in Rotation versetzt wird; ein am Auslass des rohrförmigen Teiles angeordnetes Venturirohr, welches das rotierende Strömungsmuster der Trübe beschleunigt; ui:d einen sich glockenförmig erwei- + gT-nrloTi _ύ.ιιο"ι ο α α H11 ν η Vi wolnVicm rH ca ΦτΉ Ήρ Sl]R ri PT TlÜRfi

austritt, wobei die Leii vorrichtung einen freien Strömungsquerschnitt aufweist, der wenigstens so gross ist wie der Strömungsquerschnitt des Venturirohres.

Die Weitwinkel-Pestconus-Sprühdüse nach der Erfindung zeichnet sich also dadurch aus, dass die Trübe tangential in das Düsenrohr eingeführt wird, um hierdurch der irübe eine Anfangs-Rotationsbewegung zu verleihen. Die Rotationskräfte werden durch die Verwendung einer Leitvorrichtung vergiossert, welche stromab des tangentialen Einlasses angeordnet ist. Die Trübe wird durch ein Venturirohr versprüht, welches einen sich glockenförmig erweiternden Auslass aufweist. Der freie Strömungsqueri-chnitt des Baffes oder der Leitvorrichtung ist wenigstens so gross wie der litrönningsquerschnitt des Venturirohres, um so jeden Druckabfall zu vermeiden und dem Verstopfen der Leitvorrichtung vorzubeugen.

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V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen una aus der nachfolgenden Beschreibung,

einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt

Figur 1

eine erfindungsgenässe S:rühdüse mit v/eitwinkel-Jestkonus in der Seitenansicht, teileweise geschnitten,

g 2

die Leitvorrichtung entlang der Linie 2-2 von Figur 1 in der Draufsicht; und

Figur 3

den Düsenauslass sowie die Leit-VQrrichtungen_} wie in Figur 1 gezeigt, in vergrösserter Darstellung.

In Figur 1 ist eine Sprühdüse 1o mit Weitänkel-Festkonus dargestellt. In ein langgestrecktes, rohriörmiges Teil 12 wird Trübe über einen Tangentialeinlass 14 eingegeben. Auf diese Weise fliesst die Trübe in Art einer spiralförmigen oder rotierenden Strömung entlang des rohrförmigen Teiles 12, biggie an die feste Leitfläche änes Kreiselflügels 16 gelangt. Während die Trübe die Leitfläche 16 passiert, wird sie in zusätzliche Drehung versetzt. Di„e Trübe gelangt über ein Venturirohr 18 und einen glockenförmig ausgeweiteten Auslass 2o aus der Düse heraus. Nach dem Verlassen der Düse hat die Trübe die Form eines Sprühkonus 22 mit weitem Öffnungswinkel, wobei die Strömungsverteilung über die gesamte Fläche des Sprühkonus einheitlich ist.

Der Kreiselflügel bzw. die Leitvorrichtung 16 weist ein winkeIfömiges, oberes? Teil mit einer Spitze 24 und zwei Armen 26, 28 auf. Vom Arm 26 aus erstreckt sich ein daran befestigter ebener Flügel 3o unter einem Winkel von 3o - 4o° zu einer quer zur Achse des Rohres 12 verlaufenden Ebene aus nach unten. Der Flügel 3o weist eine äussere, kreisbogenförmige Kante 32 auf, welche im wesentlichen der inneren Wandung

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des rohrförmigen Teiles oder Rohres 12 entspricht. Der Flügel 3o erstreckt sich annähernd über einen Kreisbogen von 18o°, VJ "7 O "ϊ vi "Ρ"ΐ '~1 IY* ? P¹P^ 5* P^5-I ^¹" i~ "Ποτ» νΐΐΐί—ο "1 Vici ο -ΐ + *y + ο"ΐ rid rl 11 τ* r» Vi rinca Jj _ _u : Zj - - — '-· - ~ ' ' £, " ' " " " — "* ' "" w - ..

innere Kante gebildete, rechteckige Öffnung 34.

Vom anderen Arm 28 des Winkelteiles aus erstreckt sich ein Flügel 36. Dieser Flügel entspricht vollständig dem flügel 3o, mit der Ausnahme, dass er sich in einer Kreisbogenrichtung entgegengesetzt zum Flügel 3o erstreckt, so dass die beiden Flügel zusammen annähernd vollständig einen Kreisbogen von 36o° umschliessen. Auf diese Weise passiert die gesamte rotierende Trübe auf ihrem Strömungsweg einen Kreisbogen von 36o°. Die gesamte, rotierende Trübe trifft auf den einen oder anderen der Flügel 3o, 36 auf. Die Enden 38» 4o der Flügel sind so orientiert, dass sie die ersten Vorriehtungsabsehnitte darstellen, auf welche die rotierende Trübe auf ihrem Ströinungsweg auftritt. Auf diese V/eise wird der Trübe durch die Leitvorrichtung 16 eine zusätzliche Undrehung erteilt.

Während die Trübe das als Drossel wirkende Venturirohr 18 passiert, steigt die Strömungsgeschwindigkeit stark an, wodurch das Rotations-Strömungsmuster beschleunigt wird. Der sich erweiternde, glockenförmige -Auslass 2o weist einen Öffnungswinkel auf, der den gewünschten öffnungswinkel des Sprühkonus entspricht. Wenn also ein ^prühkonus von 11o° erwünscht ist, sollte auch der Auslass 2o einen Öffnungswinkel von 11o haben.

Die rechteckigen Öffnungen 34 sowie 42 ir den Flügeln 3o, sollen so gross sein, dass der freie Strömungsquerschnitt durch die Leitvorrichtung mindesxens so gross ist wie der Strömungsquerschnitt des Venturirohres 18. Dies wird bei der Erfindung bei gleichzeitiger Aufrechterlialtiing der hohen Rotations-Strömungsgeschwindigkeit, die für einen stabilen Sprühkonus mit veiten öffnungswinkel erforderlich ist, dadurch erreicht, dass die Kreisel-Leitvorrichtung 16 in Verbindung mit dem Tangentialeinlass 14 Verwendung findet. Diese Kombination gewährleistet, dass dem Trübestrom die Rotation gegeben

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wird, die für ein befriedigendes Sprühmuster erforderlich ist.

Dadurch dass der freie Strömlings quer schnitt durch d. e Leitvorrichtung 16 ebenso gross, nicht grosser ist wie bzw. als der Strömun^squerschnitt des Venturirohres 18, werden zwei besondere Vorteile erreicht. Zum einen wird der Druckabfall beträchtlich vermindert, während zum anderen die Grosse der in der Trübe transportierten festen Teilchen nur durch die Grosse der Öffnung des Venturirohres 18 begrenzt ist.

Im folgenden wird näher beschrieben, auf welche Weise die erfindungsgemässe Düse arbeitet. Die Flüssigkeit oder Trübe gelangt über die tangentiale öffnung 14 in eine in der Düse vorgesehene Kreiselkammer. Hier wird eine Drehströmung eingestellt, die ähnlich der in einem Wirbelstrom ist, wobei also der grösste Teil der Strömungsenergie im peripheren Bereich konzentriert ist. Als nächstes gelangt die so in eine Drehströmung versetzte Trübe unter Einengung in das Kohr 12 der Düse, wo durch Beschleunigung eine Vergleichmässigung des Strömungsumsters erreicht wird. Während die Trübe durch das rohrförmige Teil fliesst, verursach+ die Reibung an den Wandungen dieses Rohres eine Modifizierung des Rotationsströmungsrausters in den Sinne, dass eine Drehmomentübertragung in Richtung auf die zentrale Achse des Rohres stattfindet, wodurch die peripheren Strömungsgeschwindigkeiten verringert werden. Dann erreicht die Strömung die Leitvorrichtung 16 und trifft auf die Ilante der gebogenen Flügel 3o und 36 auf. Diese Flügel leiten einen weiteren Teil der Strömungsenergie nach innen in Richtung auf die Mittelachse. Dann trifft die Strömung auf den winkelförmigen Teil der Leitvorrichtung, irinlich auf die Spitze 24 und die Arme 26, 28 der Leitvorrichtung auf. Durch diesen Teil der Leitvorrichtung wird day 3trömun_L;snuater weiter verbessert, wobei die spiralförmige Gestalt der Strömung fixiert wird. An diesem Punkt entspricht das Strömur.gsprofil dem eines rotierenden ?ostkörpers.

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Beim Verlassen der !leitvorrichtung wird die Strömung durch. das Venturirohr 18 weiter eingeschnürt, wodurch die Geschwindigkeit deutlich ansteigt und so die Zerstäubung des Sprühstrahles beim Expandieren verbessert wird.

Schliessiich expandiert die Trübe in den glockenförmig ausgeweiteten Auslass 2o, indem der Sprühwinkel "*.nd die Form des Sprühkonus unter Verwendung des Coanda-Effektes festgelegt werden (die Fähigkeit eines strömenden Fliessinittels, an einer Oberfläche zu haften). V<'ährend die strömende Trübe durch den Auslass 2o expandiert, haftet sie an den Wandungen dieses Auslasses und bildet ein Sprühcuster mit festem Conus. Am Ende des glockenförmigen Auslasses ist eine scharfe geometrische Diskontinuität vorgesehen, um eine definierte Linie der Strömungsablösung zu erhalten, wodurch ein stabiler, genau begrenzter Conus mit kreisförmigem Querschnitt erreicht wird.

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Claims

A_n_s_£_r_ü_c_h_e:

1. Düse zum Versprühen von Trübe, welche die Trübe in Form eines Weitwinke1-Festkonus abgibt, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes, rohrförmiges Teil (12) mit einem Einlassende und einem Auslassende; eine tangential in dem rohrförmigen Teil am Einlassende angeordnete Öffnung (14), durch welche Trübe in Art einer rotierenden Strömung in das rohrförmige Teil eingegeben wird; eine innerhalb des rohrförmigen Teils (12) stromab des Einlassendes angeordnete Leitvorrichtung (16), welche so ausgebildet ist, dass die Trübe beim Passieren der Leitvorrichtung zursätzlich in Rotation versetzt wird; ein am Auslass des rohrförmigen Teiles (12) angeordnetes Venturirohr (18), welches das rotierende Strömungsmuster der Trübe beschleunigt; und einen sich glockenförmig erweiternden Auslass (2o), durch '.-.'eichen die Trübe aus der Düse (io) austritt, wobei die Leitvorrichtung (16) einen freien Strömungsquerschnitt aufweist, der wenigstens so gross ist wie der Strömungs-Querschnitt des Venturirohres (18).

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung (16) ein winkelförmig ausgebildetes Teil, dessen Spitze (24) auf der Achse des rohrförmigen Teiles (12) angeordnet ist und dessen Arne (26, 28) von dem Auslassende zu Punkten hin verlaufen, die nahe an der Innenwandung des rohrförmigen Teiles, jedoch etwa 18o° entfernt sind; einen ersten, ebenen Flügel (3o), der an einem der Arme des winkelförmigen Teiles am Ende angebracht ist und sich unter einem Winkel von ;o - 4o ° zu einer quer zur Achse des rohrförmigen Teiles (12) liegenden Ebene von der Spitze (24) fort erstreckt, sowie eine äussere, kreisbogenförmige !!ante (32), v/elche in wesentliche·:, der inneren Wandung des rohrförmigen i'eiles über annähernd 18o° entspricht, und eine mit radialem Abstand nach innen von der äusseren Fläche befindliche innere Kante besitzt, welche eine rechteckige Öffnung (34) bildet, die auf drei Seiten ersten Flügel (3o) umgeben ist; und einen zweiten ebenen iT"gel (36) aufweist, der an Ende des anderen Arnes (2b) des winkelförmigen

Teiles angebracht ist und sich unter einem Winkel von 3o - 4o zu einer Ebene quer zur Achse des rohrförmigen Teils (12) von d'-r Spitze (24) fort erstreckt sowie eine iliiSPfre, kreis bogenförmige Kante, die im wesentlichen der ir-nerer» V.'ar.dung des rohrförmigen Teiles über annähernd 18o° in entgegengesexster Richte—g zu der des erster. Flügels (3oJ entspricht, und eine innere, mit radialem Abstand nach innen von der äusseren Fläche angeordnete innere Kante besitzt, die eine rechteckige Öffnung (42'; bildet, die auf drei Seiten vom zweit-jn Plüge 1 (36) umgeben ist, wobei die Plügel innerhalb des rohrförmigen Teiles so angeordnet sind, dass die rotierende Trübe zuerst die freien Enden der beiden Plügel trifft.

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