PL192064B1

PL192064B1 - Zespół dyszy rozpylającej i zespół wkładki rozpylającej

Info

Publication number: PL192064B1
Application number: PL343474A
Authority: PL
Inventors: Quy Duc Bui
Original assignee: Delavan Spray
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2006-08-31
Also published as: EP1071514A4; EP1071514B1; CA2326659C; EP1071514A1; WO1999052642A1; CZ20003724A3; AU3559699A; BR9909724A; AU739239B2; US6036116A; PL343474A1; ATE401965T1; CA2326659A1; DE69939164D1; KR100511867B1; KR20010042678A

Abstract

1. Zespól dyszy rozpylajacej zawierajacy korpus dyszy majacy przeciwlegle konce, wlo- towy i wylotowy, oraz wydluzony kanal bie- gnacy pomiedzy nimi, kanal wlotowy cieczy przechodzacy przez scianke korpusu dyszy polaczony z wydluzonym kanalem, element wlotowy powietrza umieszczony w wydluzo- nym kanale majacy czesc szyjkowa, czesc glowicowa rozciagajaca sie ku dolowi od cze- sci szyjkowej oraz kanal powietrzny biegnacy przez czesc szyjkowa do czesci glowicowej, znamienny tym, ze czesc glowicowa (48) jest dopasowana wymiarowo i ksztaltowo do cze- sci dopelniajacej utworzonej w wydluzonym kanale (28) i ma szczeline wylotowa (54), któ- ra krzyzuje sie z kanalem powietrznym (52) i przecina go. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół dyszy rozpylającej, a w szczególności ulepszony zespół dyszy rozpylającej, który wytwarza równomiernie rozpylony strumień w kształcie wachlarza. Ponadto przedmiotem wynalazku jest zespół wkładki rozpylającej.

Potrzeba dokładnej kontroli wielkości cząstek cieczy rozpylanej z dyszy rozpylającej stanowiła od wielu lat wyzwanie dla producentów dysz rozpylających. Dokładna kontrola wielkości cząstek często poprawia ogólną jakość całego procesu wykorzystującego dyszę. Przykładowo, przy wytwarzaniu odlewanych w sposób ciągły stalowych płyt, wlewków, kęsów lub podobnych, dysze rozpylające służą do chłodzenia odlewu wychodzącego z formy. Im dokładniej rozpylona struga chłodziwa jest kierowana na powierzchnię stali, tym mniej prawdopodobne będzie nierównomierne chłodzenie odlewu. Nierównomierne chłodzenie może wytwarzać naprężenia wewnętrzne w odlanym materiale, co mogłoby powodować pęknięcia w wyniku naprężeń, a w konsekwencji utratę wyrobu.

Optymalne chłodzenie odlewu można uzyskać, jeżeli dysze rozpylające wytwarzają równą powłokę rozpylonej cieczy na powierzchni odlewu tak, że rozpylone cząstki łatwo i całkowicie odparowują po zetknięciu. Dysze rozpylające muszą mieć dostateczną możliwość regulacji dla przystosowania się do zmiennych parametrów występujących w procesie. Przykładowo, w przypadku stosowania cieczy chłodzącej muszą być brane pod uwagę takie czynniki, jak prędkość powierzchniowa, postać i temperatura odlewu.

W dotychczasowych rozwiązaniach do chłodzenia wyrobów odlewanych czysto były stosowane hydrauliczne układy dysz rozpylających, w których płyn jest wyrzucany pod dużym ciśnieniem przez małe otworki w głowicy dyszy. Takie układy nie rozpylały jednak cieczy w dostatecznym stopniu. Prowadziło to do nadmiernych ilości cieczy na powierzchni odlewu, co z kolei powodowało wady odlewu i powstanie wyrobu nienadającego się do użycia. Później opracowano dysze ze wspomaganiem powietrznym i zasadniczo zastąpiły one hydrauliczne układy rozpylające. Dysze ze wspomaganiem powietrznym pozwalają na rozprowadzanie względnie drobno rozpylonej cieczy, zużywając tym samym mniej cieczy i zapewniając intensywniejsze chłodzenie na jednostkę objętości cieczy chłodzącej niż z znanych wcześniej układach z dyszami hydraulicznymi.

Przykład podstawowego układu dyszy rozpylającej ze wspomaganiem powietrznym ujawniono w niemieckim opisie patentowym DE 2816441. Urządzenie to zawiera rurę powietrzną, mającą zamknięty górny koniec i dyszę rozpylającą u dołu, która wyznacza otwór rozpylający mgłę. Przewód doprowadzający powietrze przechodzi przez zewnętrzną ściankę rury powietrznej w sąsiedztwie zamkniętego górnego końca. Rura doprowadzająca ciecz przechodzi przez zamknięty górny koniec rury powietrznej i biegnie współosiowo na pewnej odległości wewnątrz rury powietrznej. Ciecz doprowadza się do rury doprowadzającej ciecz przez jej górny koniec. Równocześnie doprowadza się powietrze do wnętrza przestrzeni pomiędzy wewnętrzną ścianką rury powietrznej i zewnętrzną ścianką rury doprowadzającej ciecz. Powietrze i ciecz mieszają się w dolnej części rury powietrznej. Wadą tego znanego rozwiązania dyszy rozpylającej jest to, że powietrze i ciecz nie mieszają się skutecznie, ponieważ każdy z tych czynników wypływa z danej rury w postaci zasadniczo równoległych, współosiowych strumieni. Tym samym, aby skutecznie mieszać i rozpylać ciecz, wymagane są względnie długie rury powietrzne i doprowadzające ciecz. W konsekwencji trudno jest dostosować urządzenie do konkretnych zastosowań i ostatecznie stwarza to kłopotliwy i względnie kosztowny układ chłodzenia.

Ulepszenie tego znanego urządzenia niemieckiego ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki US 4349156. Urządzenie to zawiera wydłużoną komorę rozprężeniową, obejmującą płytę udarową umieszczoną równolegle do wzdłużnej osi komory. Strumień cieczy wprowadza się z dużą prędkością do wnętrza komory, prostopadle do płyty. Ciecz uderza o płytę udarową i rozbija się na drobno rozpylone cząstki. Strumień powietrza o dużej prędkości kieruje się do komory wzdłuż jej osi wzdłużnej i uderza on cząstki cieczy, powodując ich dalsze rozpylanie. Rozpylone cząstki cieczy są przenoszone wzdłuż komory przez strumień powietrza o dużej prędkości i opuszczają komorę przez otwór na jej końcu. Urządzenie to również okazało się nieefektywne, ponieważ konieczne jest zużycie dużej ilości powietrza w celu uzyskania wielkości kropel wymaganej do sprawnego i skutecznego chłodzenia w procesie odlewania ciągłego.

Dalsze ulepszenie dysz rozpylających ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki US 4511087. Ta dysza rozpylająca ma zakończenie dyszowe z jednej strony i obudowę połączoną z przeciwległym końcem. W bocznej ściance obudowy jest zamontowana złączka doprowadzająca ciecz z biegnącym przez nią oknem dopływowym. Element dyszowy biegnie do wnętrza obudowy

PL 192 064 B1 i ma kanał przepływu gazu rozciągający się przez całą jej długość do części obudowy o zmniejszonej średnicy. Komora odbiorcza jest tworzona pomiędzy wybraną częścią elementu dyszowego i częścią obudowy o powiększonej średnicy. Obudowa zawiera ponadto pierścieniową, przewężoną część środkową, wyznaczającą kanał wypływu cieczy wokół obwodu dyszy. Kanał wypływu cieczy zapewnia połączenie dla cieczy pomiędzy komorą odbiorczą i częścią obudowy o zmniejszonej średnicy. Powietrze i ciecz mieszają się w części obudowy o zmniejszonej średnicy.

Urządzenie ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki US 4511087 ma szereg wad. Po pierwsze, trudno jest wytwarzać tego typu dysze rozpylające w taki sposób, aby każda z nich miała tę samą charakterystykę wypływu cieczy. Wynika to z trudności w produkcji dyszy rozpylającej w takiej tolerancji, aby każda z nich miała kanał wypływu cieczy mający takie samo pole przekroju poprzecznego. Po drugie, miejsce, w którym zachodzi mieszanie cieczy z powietrzem, tzn. część obudowy o zmniejszonej średnicy, jest mniej niż optymalne. Ustalono, że sprawniejsze i dogłębniejsze mieszanie powietrza i cieczy można zrealizować, jeżeli zachodzi ono w miejscu powyżej przewężonej promieniowo części obudowy.

Trzecią wadą jest spadek osiągów dyszy rozpylającej w czasie. Jest to głównie spowodowane osadzaniem się minerałów, takich jak rozpuszczony wapń, które blokują względnie mały kanał wypływowy. Problem ten staje się jeszcze poważniejszy w przypadku, gdy tak jak w ujawnionych postaciach, element dyszowy ma przedni koniec stykający się stale z przewężoną częścią środkową obudowy i ma pewną liczbę kanałów przelotowych w obwodowej ściance przedniego końca elementu dyszowego.

Występuje wyraźnie zapotrzebowanie w tej dziedzinie techniki na dyszę rozpylającą, którą można wytwarzać w taki sposób, że każda dysza rozpylająca będzie mieć stałą charakterystykę rozpylania. Oprócz tego, występuje zapotrzebowanie na dyszę rozpylającą, która zmniejsza lub eliminuje szkodliwe oddziaływanie rozpuszczonych minerałów na osiągi dyszy rozpylającej w okresie jej eksploatacji.

Przedmiotowy wynalazek jest ukierunkowany na zespół dyszy rozpylającej zawierający korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, element wlotowy powietrza umieszczony w wydłużonym kanale mający część szyjkową, część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej oraz kanał powietrzny biegnący przez część szyjkową do części głowicowej, charakteryzującej się tym, że część głowicowa jest dopasowana wymiarowo i kształtowe do części dopełniającej utworzonej w wydłużonym kanale i ma szczelinę wylotową, która krzyżuje się z kanałem powietrznym i przecina go.

Korzystnie część głowicowa ma górną powierzchnię stożkową, która przecina szczelinę wylotową ukształtowaną w części głowicowej .

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku część głowicowa ma dolną powierzchnię stożkową, przy czym część dopełniającą wydłużony kanał stanowi odsadzenie mające powierzchnię ukształtowaną do współpracy z dolną powierzchnią stożkową.

Ponadto korzystnie dolna powierzchnia stożkowa i powierzchnia odsadzenia są w przybliżeniu równoległe do siebie i tworzą kąt około 20° -60° z osią wzdłużną wydłużonego kanału w korpusie dyszy.

Korzystnie szczelina wylotowa rozciąga się do części szyjkowej elementu wlotowego powietrza.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku zespół dyszy rozpylającej zawiera zakończenie dyszy mające koniec wlotowy i koniec wylotowy z komorą rozciągającą się pomiędzy nimi, przy czym koniec wlotowy zakończenia dyszy jest połączony z końcem wylotowym korpusu dyszy z utworzeniem drogi przepływu cieczy.

Zespół dyszy rozpylającej zawiera ponadto rurkę przedłużającą pomiędzy końcem wylotowym korpusu dyszy i końcem wlotowym zakończenia dyszy stanowiącą drogę przepływu cieczy.

Zgodnie z dalszym przykładem wykonania zespół dyszy rozpylającej zawiera regulator przepływu cieczy do komory zakończenia dyszy w postaci wkładki umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia dyszy.

Korzystnie komora zakończenia dyszy ma ogólnie półkulistą powierzchnię dolną.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku koniec wylotowy zakończenia dyszy ma otwór wylotowy.

Zespół dyszy rozpylającej korzystnie zawiera kołek odchylający usytuowany wewnątrz zakończenia dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu albo równoległy do wzdłużnej linii symetrii

PL 192 064B1 otworu wylotowego, albo prostopadły do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego, albo prostopadły do wzdłużnej osi komory.

W drugiej postaci wynalazku zespół dyszy rozpylającej zawierający korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, element wlotowy powietrza umieszczony w wydłużonym kanale mający część szyjkową i część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej, charakteryzuje się tym, że część głowicowa ma górną powierzchnie stożkową i szczelinę wylotową, która przecina górną powierzchnię stożkową, przy czym część głowicowa jest dopasowana wymiarowo i kształtowe do części dopełniającej utworzonej w obrębie wydłużonego kanału, oraz ma kanał powietrzny biegnący wzdłużnie przez nią, który przecina szczelinę wylotową.

W korzystnych przykładach wykonania tej drugiej postaci wynalazku część głowicowa ma dolną powierzchnię stożkową, przy czym powierzchnia dopełniająca wydłużonego kanału jest ukształtowana na odsądzeniu i styka się z dolną powierzchnią stożkową.

Ponadto dolna powierzchnia stożkowa części głowicowej tworzy kąt około 20° -60° z osią wzdłużną wydłużonego kanału w korpusie dyszy.

W kolejnej, trzeciej postaci wynalazku zespół dyszy rozpylającej zawiera korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, zakończenie dyszy połączone z końcem wylotowym korpusu dyszy, element wlotowy powietrza umieszczony w obrębie końca wlotowego wydłużonego kanału, mający część szyjkową w pobliżu kanału wlotowego cieczy, część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej oraz kanał powietrzny biegnący wzdłużnie przez element wlotowy powietrza, i charakteryzuje się tym, że część głowicowa jest dopasowana wymiarowo i kształtowo do części dopełniającej wydłużonego kanału i ma szczelinę wylotową, która przechodzi przez kanał powietrzny i przecina go.

Korzystnie część głowicowa ma dolną powierzchnię stożkową, przy czym powierzchnia dopełniająca wydłużonego kanału jest ukształtowana na odsadzeniu mającym powierzchnię przystosowaną do współpracy z dolną powierzchnią stożkową.

Ponadto wynalazek dotyczy zespołu wkładki rozpylającej zawierającej zakończenie dyszy mające koniec wlotowy i koniec wylotowy z komorą rozciągającą się pomiędzy nimi, przy czym koniec wylotowy ma otwór wylotowy i ogólnie półkulistą powierzchnie dolną, charakteryzującej się tym, że zawiera regulator przepływu cieczy do komory w postaci wkładki umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia dyszy oraz element kierujący wypływ cieczy z zakończenia dyszy w postaci kołka odchylającego umieszczonego co najmniej częściowo w obszarze obejmowanym przez ogólnie półkulistą powierzchnię dolną w pobliżu otworu wylotowego.

Korzystnie kołek odchylający może być usytuowany wewnątrz zakończenia dyszy i być w przybliżeniu równoległy do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego. Może on także być usytuowany wewnątrz zakończenia dyszy w pobliżu końca wylotowego i być w przybliżeniu prostopadłym do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment urządzenia do odlewania ciągłego, mającego szereg walców podtrzymujących przechodzący przez nie odlew oraz układ dysz rozpylających do chłodzenia odlewu, w widoku z boku, fig. 2 - dyszę rozpylającą skonstruowaną według wynalazku w przekroju wzdłużnym, fig. 3 - dyszę rozpylającą według wynalazku tak, aby lepiej zilustrować geometrię szczeliny wypływowej w jej elemencie wlotowym powietrza i położenie kołka odchylającego w jej zakończeniu dyszy, w przekroju wzdłużnym poprowadzonym wzdłuż linii 3-3 na fig. 2, fig. 4 - dyszę rozpylającą, przy czym z zespołu usunięto korpus dyszy i złączkę wlotową cieczy tak, aby lepiej zilustrować boczne otwory elementu powietrza wlotowego, w widoku od czoła wzdłuż linii 4-4 na fig. 2, fig. 5 - dyszę rozpylającą w widoku od czoła wzdłuż linii 5-5 na fig. 2, lepiej ilustrującym zależność pomiędzy kołkiem odchylającym i otworem wylotowym zespołu dyszy rozpylającej, fig. 6 - dyszę rozpylającą, w widoku podobnym do fig. 5, ilustrującym alternatywną postać zespołu zakończenia dyszy rozpylającej, przy czym kołek odchylający jest ustawiony prostopadle do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego.

Nawiązując obecnie do rysunku, na którym te same odnośniki liczbowe dotyczą podobnych elementów konstrukcyjnych przedmiotowego wynalazku, na fig. 1 przedstawiono odcinek linii odlewniczej, mającej szereg dysz 10 rozpylających rozmieszczonych w celu chłodzenia powierzchni ciągłego odlewu 12. Wcelu chłodzenia odlewu 12 do każdej dyszy 10 rozpylającej doprowadza się

PL 192 064 B1 wodę i powietrze pod ciśnieniem, miesza się w zespole 14 korpusu dyszy każdej dyszy rozpylającej oraz rozpyla się z zespołu 16 zakończenia każdej dyszy rozpylającej. Korzystnie, w takiej linii odlewniczej, dysze 10 rozpylające są usytuowane pomiędzy parami walców 18 podtrzymujących i zapewniają ogólnie wachlarzowaty układ rozpylanej cieczy na powierzchni odlewu 12, w miarę jak odlew przesuwa się pomiędzy walcami 18. Aby ułatwić obróbkę szerokich odlewów, jedną lub większą liczbę dysz 10 rozpylających można umieścić pomiędzy każdą parą walców 18, przy czym każda para dysz rozpylających jest usytuowana w taki sposób, aby ich rozpylone strumienie w pewnym stopniu nakładały się na siebie, zapewniając tym samym równomierne i całkowite chłodzenie odlewu 12 podczas jego przemieszczania przez ciąg walców.

Specjaliści w tej dziedzinie chętnie docenią to, że dysze 10 rozpylające można zamocować pomiędzy walcami w dowolny odpowiedni sposób. Sposób mocowania może obejmować środki do regulacji położenia dysz rozpylających względem walców oraz odpowiednią instalację rurową do doprowadzenia koniecznego sprężonego powietrza i wody pod ciśnieniem w celu chłodzenia odlewu 12. Położenie każdej dyszy rozpylającej i odpowiednie ciśnienie wlotowe wody i powietrza zależą od wielu czynników, takich jak prędkość przesuwu odlewu, temperatura odlewu, stop odlewu oraz temperatura i ciśnienie doprowadzanego powietrza i wody.

Nawiązując obecnie do fig. 2, przestawiono na niej korzystną postać dyszy 10 rozpylającej. Jak już wspomniano wyżej, dysza 10 rozpylająca zawiera zespół 14 korpusu dyszy, zespół 16 zakończenia dyszy oraz rurkę przedłużającą 20, która zapewnia przepływ cieczy pomiędzy zespołem 14 korpusu dyszy i zespołem 16 zakończenia dyszy.

Zespół 14 korpusu dyszy zawiera korpus 22 dyszy, mający ogólnie walcowy kształt z końcem wlotowym 24 i przeciwległym końcem wylotowym 26. Pomiędzy końcem wlotowym 24 i końcem wylotowym 26 biegnie wydłużony kanał 28, na końcu wlotowym 24 zaś jest utworzony króciec 30 z gwintem zewnętrznym. W ściance bocznej korpusu 22 dyszy jest usytuowany króciec 32 z gwintem wewnętrznym tak, aby utworzyć kanał, który przecina wydłużony kanał 28 pod kątem wynoszącym korzystnie 90°. Na końcu wylotowym 26 korpusu 22 dyszy jest utworzony także króciec 34 z gwintem wewnętrznym.

Zespół 14 korpusu dyszy zawiera ponadto złączkę wlotową 36 cieczy mającą gwint zewnętrzny, pasujący do wewnętrznego gwintu króćca 32 korpusu 22 dyszy. Złączka wlotowa 36 cieczy ma kanał wlotowy 38 cieczy i część z gwintem wewnętrznym w celu ułatwienia połączenia z doprowadzeniem cieczy pod ciśnieniem (nie pokazano). Kanał wlotowy 38 cieczy jest zbieżny do określonej średnicy tak, aby kontrolować przepływający przezeń strumień cieczy.

Do wydłużonego kanału 28 przez koniec wlotowy 24 korpusu 22 dyszy wchodzi element wlotowy 40 powietrza, który ma kołnierz 42. Na gwintowany króciec 30 jest całkowicie nakręcona nakrętka kołpakowa 44, mająca gwint wewnętrzny i przelotowy otwór, mocując tym samym kołnierz 42 do korpusu 22 dyszy. Element wlotowy 40 powietrza ma część szyjkową 46 i część głowicową 48. Część szyjkowa 46 sąsiaduje z kanałem wlotowym 38 cieczy i tworzy pierścieniową komorę 50 dla cieczy, do której dopływa ciecz przez złączkę wlotową 36 cieczy ze źródła cieczy. Przez element wlotowy 40 powietrza biegnie kanał powietrzny 52, który jest zbieżny do określonej średnicy w celu regulowania przepływu przezeń powietrza.

Nawiązując teraz do fig. 2 i 3, w części głowicowej 48 jest ukształtowana szczelina wylotowa 54, przez którą ciecz jest wtryskiwana z pierścieniowej komory 50 dla cieczy do komory 56 mieszania. Szczelina wylotowa 54 może mieć różnorodne kształty, nie odchodząc od korzystnej postaci wynalazku. Przykładowo, szczelina wylotowa 54 może mieć kształt litery „V” albo „U”. Takie alternatywne kształty mogą zapewniać odpowiedniejszy przepływ cieczy w konkretnych zastosowaniach. Część głowicowa 48 ma również górną powierzchnię stożkową 58 i dolną powierzchnię stożkową 60. Nawiązując obecnie do fig. 4 w połączeniu z fig. 2 i 3, górna powierzchnia stożkowa 58 ma takie wymiary i konfigurację, aby przecinała szczelinę wylotową 54 i tworzyła tym samym dwa boczne otwory 62 i 64 dla cieczy. Szczelina wylotowa 54 jest ustawiona prostopadle do kanału wlotowego 38 cieczy tak, że ciecz jest wtryskiwana jednakowo przez boczne otwory 62 i 64 dla cieczy. Oprócz tego, górna powierzchnia stożkowa 58 kieruje strumień cieczy natychmiast do środka, w kierunku górnej strefy komory 56 mieszania.

Nawiązując ponownie do fig. 2, w zależności od geometrii elementu wlotowego 40 powietrza, dolna powierzchnia stożkowa 60 może stykać się bądź nie z pierścieniowym odsadzeniem 66 w wydłużonym kanale 28. Korzystne jest, aby w przypadku, gdy dolna powierzchnia stożkowa 60 i odsadzenie 66 nie stykają się ze sobą, szczelina utworzona pomiędzy nimi miała minimalne wymiary tak,

PL 192 064B1 aby zasadnicza część cieczy wypływającej z pierścieniowej komory 50 dla cieczy przepłynęła przez boczne otwory 62 i 64. Dolna powierzchnia stożkowa 60 korzystnie tworzy kąt θ ze wzdłużną osią elementu wlotowego 40 powietrza. W korzystnej postaci kąt θ wynosi około 20° -60°.

Należy jednak zauważyć, że element wlotowy 40 powietrza może być ukształtowany bez dolnej powierzchni stożkowej 60, nie umniejszając użyteczności i zalet wynalazku. Przykładowo, w przypadku braku dolnej powierzchni stożkowej 60, i w konsekwencji odsadzenia 66, zewnętrzna średnica części głowicowej 48 może być ukształtowana w sposób zapewniający ścisłe pasowanie z wewnętrzną średnicą wydłużonego kanału 28. W takiej korzystnej postaci niektóre parametry przepływu ulegną zmianie w celu uzyskania korzyści w konkretnym zastosowaniu, zachowując równocześnie zalety uzyskane w ujawnionej konfiguracji i konstrukcji górnej strefy.

Nawiązując w dalszym ciągu do fig. 2 i 3, dysza 10 rozpylającej zawiera ponadto rurkę przedłużającą 20, którą stanowi pusta rurka walcowa, mająca przeciwległe części gwintowane 68 i 70 z gwintem zewnętrznym. Część gwintowana 68 jest wkręcona w gwintowany króciec 34 korpusu 22 dyszy. Zespół 16 zakończenia dyszy ma zakończenie 72 dyszy, mające występ 74 z gwintem wewnętrznym, który skręca się z częścią gwintowaną 70 rurki przedłużającej 20. Zaletą zastosowania poszczególnych elementów połączonych złączkami gwintowanymi jest to, że parametry rozpylania dyszy 10 rozpylającej, takie jak kształt rozpylanego strumienia, można łatwo zmieniać poprzez wymianę części składowych tak, aby odpowiadały konkretnym potrzebom lub zastosowaniu. Jeżeli np. ustalono, że w danym zastosowaniu jest pożądana względnie większa gęstość rozpylanego strumienia, operator może wybrać zespół 16 zakończenia dyszy rozpylającej z grupy albo zestawu zespołów zakończeń końcówek o różnych charakterystykach wymiarowych, które zapewniają szczególnie zmniejszoną szerokość wachlarza rozpylanego strumienia. Alternatywnie, operator może wybrać złączkę wlotową 36 cieczy z grupy albo zestawu złączek wlotowych o różnych charakterystykach wymiarowych tak, aby zastosować taką, która ma większą średnicę kanału wlotowego 38 cieczy. Specjaliści w tej dziedzinie chętnie doceniają to, że złączki gwintowane można alternatywnie ukształtować w sposób umożliwiający połączenie klejone, wciskane albo spawane.

Nawiązując obecnie do fig. 2, 3 i 5, zakończenie 72 dyszy ma wytoczony otwór 75 z wykonaną w nim ogólnie półkulistą powierzchnią dolną 76. Wytoczony otwór 75 ma występ, w który jest wtłoczona wkładka 78. Wkładka 78 ma przelotowy kanał 79 przepływu cieczy tak, aby zapewnić kontrolę przepływu cieczy przepływającej do zakończenia 72 dyszy. Wkładka 78 może być wyjmowana w celu ułatwienia wymiany poprzez powiększenie średnicy występu i mocowanie wkładki 78za pomocą końcowego czoła rurki przedłużającej 20. Ta odmiana konstrukcji wynalazku zwiększa jeszcze bardziej elastyczność regulacji charakterystyki przepływu dyszy 10 rozpylającej.

Przez dolną ściankę zakończenia 72 dyszy rozpylającej przechodzi otwór wylotowy 80 tak, aby ułatwić wyrzucanie mieszaniny powietrza i cieczy z dyszy 10 rozpylającej. Kołek odchylający 82 jest wciśnięty w parę otworów przelotowych, ustawionych prostopadle do wzdłużnej osi wytoczonego otworu 75 i równolegle do wzdłużnej osi 84 symetrii otworu wylotowego 80. Postać alternatywna (fig. 6) ma także kołek odchylający 82, ustawiony prostopadle do wzdłużnej osi wytoczonego otworu 75, lecz jednak prostopadły do wzdłużnej osi 84 symetrii otworu wylotowego 80. Kołek odchylający 82 ma na ogół kształt okrągłego kołka ustalającego, choć jednak może on mieć inne kształty przekroju poprzecznego, takie jak np. owalny albo kwadratowy przekrój poprzeczny. Wybrany kształt będzie na ogół zależeć od zastosowania dyszy rozpylającej.

Kołek odchylający 82 tworzy dwa otwory 86 i 88, o jednakowych wymiarach i przeciwległe, które zasilają bezpośrednio otwór wylotowy 80. Pomiędzy wkładką 78 i kołkiem odchylającym 82 tworzy się komora 90 zakończenia 72 dyszy. Specjaliści w tej dziedzinie chętnie uznają to, że modyfikacje otworu wylotowego 80 spowodują zmianę układu rozpylanego z niego strumienia. Przykładowo, zmniejszenie kąta β (patrz fig. 2) zmniejszy szerokość i zwiększy gęstość rozchodzącego się „wachlarza”, podczas gdy zmniejszenie kąta Φ (patrz fig. 5) zmniejszy gęstość rozchodzącego się „wachlarza” na jego brzegach. Oprócz tego otwór wylotowy 80 może mieć kształt litery „V” albo „U”, dostarczając jeszcze jednego sposobu zmiany kształtu wachlarza, tak aby odpowiadał konkretnemu zastosowaniu. Winnej korzystnej postaci wynalazku w otworze zakończenia72 dyszy nie ma kołka odchylającego 82, tak aby dostarczyć jeszcze jednego sposobu zmiany charakterystyki roboczej dyszy 10 rozpylającej.

Podczas pracy ciecz doprowadza się pod ciśnieniem do złączki wlotowej 36 cieczy. Gdy ciecz przepływa przez zmniejszoną średnicę kanału wlotowego 38 cieczy, natężenie przepływu cieczy zwiększa się, objętość przepływu zaś zmniejsza. Ciecz opuszcza zmniejszoną średnicę kanału wlotoPL 192 064 B1 wego 38 cieczy, przechodząc do pierścieniowej komory 50 dla cieczy i uderza o część szyjkową 46 elementu wlotowego 40 powietrza. Następnie ciecz jest wtryskiwana jednakowo przez boczne otwory 62 i 64 dla cieczy do górnej strefy komory mieszania 56. Równocześnie sprężone powietrze doprowadza się przez zmniejszoną średnicę kanału powietrznego 52 do górnej strefy komory mieszania 56. Powietrze i ciecz mieszają się nadal w pozostałej (dolnej) części komory mieszania 56. Stwierdzono, że wprowadzenie górnej strefy komory mieszania zapewnia zasadniczą poprawę rozpylania cieczy w porównaniu z dyszami rozpylającymi według dotychczasowego stanu techniki.

Rozpylona ciecz płynie poosiowo przez rurkę przedłużającą 20, i przechodząc przez wkładkę 78 do komory 90 zakończenia 72 dyszy, staje się jednolitym strumieniem. Jednolity strumień dzieli się na dwa strumienie cieczy o jednostajnym przepływie, gdy przepływa wokół kołka odchylającego 82. Półkulista powierzchnia dolna 76 kieruje ponownie każdy strumień w stronę drugiego, powodując ich zderzanie się, a następnie opuszczanie zakończenia 72 dyszy przez otwór wylotowy 80. Zderzenie strumieni ze sobą jeszcze bardziej rozpyla strumień cieczy. Jak opisano wyżej, wynikowy kształt wylatującego strumienia rozpylonej cieczy determinuje zasadniczo kształt otworu wylotowego 80.

Podczas gdy ujawnioną tu dyszę 10 rozpylającej opisano w związku z układem ciągłego chłodzenia odlewów, specjaliści w tej dziedzinie z łatwością uznają, że taka dysza rozpylająca może być używana do zaspokojenia różnorodnych potrzeb. Wynalazek można np. zastosować do rozpylania ciekłych preparatów na uprawy, do chłodzenia zespołów wydechowych lub do przemywania spalin. Tak więc opis ujawnionej dyszy 10 rozpylającej do chłodzenia odlewów nie powinien być w żaden sposób interpretowany jako ograniczenie jej zastosowania. Oprócz tego, mimo iż korzystna postać jest opisana z doprowadzeniem powietrza przez kanał powietrzny 52 a cieczy przez kanał wlotowy 38 cieczy, należy rozumieć, że terminy te są używane w celu objaśnienia przykładu wynalazku i w żaden sposób nie oznaczają ograniczenia typów płynów, które mogą być związane z każdym z kanałów.

Specjaliści w tej dziedzinie chętnie docenią to, że modyfikacje, zmiany bądź uzupełnienia mogą być wprowadzone do przedmiotowego wynalazku, nie odchodząc od idei lub zakresu załączonych zastrzeżeń.

Claims

1. Zespół dyszy rozpylającej zawierający korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, element wlotowy powietrza umieszczony w wydłużonym kanale mający część szyjkową, część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej oraz kanał powietrzny biegnący przez część szyjkową do części głowicowej, znamienny tym, że część głowicowa (48) jest dopasowana wymiarowo i kształtowo do części dopełniającej utworzonej w wydłużonym kanale (28) i ma szczelinę wylotową (54), która krzyżuje się z kanałem powietrznym (52) i przecina go.

2. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 1, znamienny tym, że część głowicowa (48) ma górną powierzchnię stożkową (58), która przecina szczelinę wylotową (54) ukształtowaną w części głowicowej (48).

3. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 1, znamienny tym, że część głowicowa (48) ma dolną powierzchnię stożkową (60), przy czym część dopełniającą wydłużony kanał (28) stanowi odsadzenie (66) mające powierzchnię ukształtowaną do współpracy z dolną powierzchnią stożkową (60).

4. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 3, znamienny tym, że dolna powierzchnia stożkowa (60) i powierzchnia odsadzenia (66) są w przybliżeniu równoległe do siebie i tworzą kąt (θ) około 20° -60° z osią wzdłużną wydłużonego kanału (28) w korpusie (22) dyszy.

5. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 1, znamienny tym, że szczelina wylotowa (54) rozciąga się do części szyjkowej (46) elementu wlotowego (40) powietrza.

6. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera zakończenie (72) dyszy mające koniec wlotowy i koniec wylotowy z komorą (90) rozciągającą się pomiędzy nimi, przy czym koniec wlotowy zakończenia (72) dyszy jest połączony z końcem wylotowym (26) korpusu (22) dyszy z utworzeniem drogi przepływu cieczy.

7. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera rurkę przedłużającą (20) stanowiącą drogę przepływu cieczy pomiędzy końcem wylotowym (26) korpusu (22) dyszy i końcem wlotowym zakończenia (72) dyszy.

PL 192 064B1

8. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera regulator przepływu cieczy do komory (90) zakończenia (72) dyszy w postaci wkładki (78) umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia (72) dyszy.

9. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 8, znamienny tym, że komora (90) zakończenia (72) dyszy ma ogólnie półkulistą powierzchnię dolną (76).

10. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 9, znamienny tym, że koniec wylotowy zakończenia (72) dyszy ma otwór wylotowy (80).

11. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 10, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu równoległy do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).

12. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 10, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu prostopadły do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).

13. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu prostopadły do wzdłużnej osi komory (90).

14. Zespół dyszy rozpylającej zawierający korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, element wlotowy powietrza umieszczony w wydłużonym kanale mający część szyjkową i część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej, znamienny tym, że część głowicowa (48) ma górną powierzchnię stożkową (58) i szczelinę wylotową (54), która przecina górną powierzchnię stożkową (58), przy czym część głowicowa (48) jest dopasowana wymiarowo i kształtowo do części dopełniającej utworzonej w obrębie wydłużonego kanału (28), oraz ma kanał powietrzny (52) biegnący wzdłużnie przez nią, który przecina szczelinę wylotową (54).

15. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 14, znamienny tym, że część głowicowa (48) ma dolną powierzchnię stożkową (60), przy czym powierzchnia dopełniająca wydłużonego kanału (28) jest ukształtowana na odsadzeniu (66) i styka się z dolną powierzchnią stożkową (60).

16. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 15, znamienny tym, że dolna powierzchnia stożkowa (60) części głowicowej (48) tworzy kąt (θ) około 20° - 60° z osią wzdłużną wydłużonego kanału (28) w korpusie (22) dyszy.

17. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 14, znamienny tym, że szczelina wylotowa (54) rozciąga się do części szyjkowej (46) elementu wlotowego (40) powietrza.

18. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 14, znamienny tym, że zawiera zakończenie (72) dyszy mające koniec wlotowy i koniec wylotowy z komorą (90) rozciągającą się między nimi, przy czym koniec wlotowy zakończenia (72) dyszy jest połączony z końcem wylotowym (26) korpusu (22) dyszy z utworzeniem drogi przepływu cieczy.

19. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 18, znamienny tym, że zawiera rurkę przedłużającą (20) pomiędzy korpusem (22) dyszy i zakończeniem (72) dyszy stanowiącą drogę przepływu cieczy.

20. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 18, znamienny tym, że zawiera regulator przepływu cieczy do komory (90) zakończenia (72) dyszy w postaci wkładki (78) umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia (72) dyszy.

21. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 20, znamienny tym, że komora (90) zakończenia (72) dyszy ma ogólnie półkulistą powierzchnię dolną (76).

22. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 21, znamienny tym, że koniec wylotowy zakończenia (72) dyszy ma otwór wylotowy (80).

23. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 22, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu równoległy do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).

24. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 20, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu prostopadły do wzdłużnej osi komory (90).

25. Zespół dyszy rozpylającej zawierający korpus dyszy mający przeciwległe końce, wlotowy i wylotowy, oraz wydłużony kanał biegnący pomiędzy nimi, kanał wlotowy cieczy przechodzący przez ściankę korpusu dyszy połączony z wydłużonym kanałem, zakończenie dyszy połączone z końcem wylotowym korpusu dyszy, element wlotowy powietrza umieszczony w obrębie końca wlotowego

PL 192 064 B1 wydłużonego kanału, mający część szyjkową w pobliżu kanału wlotowego cieczy, część głowicową rozciągającą się ku dołowi od części szyjkowej oraz kanał powietrzny biegnący wzdłużnie przez element wlotowy powietrza, znamienny tym, że część głowicowa (48) jest dopasowana wymiarowo i kształtowo do części dopełniającej wydłużonego kanału (28) i ma szczelinę wylotową (54), która przechodzi przez kanał powietrzny (52) i przecina go.

26. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 25, znamienny tym, że część głowicowa (48) ma dolną powierzchnię stożkową (60), przy czym powierzchnia dopełniająca wydłużonego kanału (28) jest ukształtowana na odsadzeniu (66) mającym powierzchnię przystosowaną do współpracy z dolną powierzchnią stożkową (60).

27. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 26, znamienny tym, że dolna powierzchnia stożkowa (60) i powierzchnia odsadzenia (66) są w przybliżeniu równoległe i tworzą kąt (θ) około 20° -60° z osią wzdłużną wydłużonego kanału (28) w korpusie (22) dyszy.

28. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 25, znamienny tym, że szczelina wylotowa (54) rozciąga się do części szyjkowej (46) elementu wlotowego (40) powietrza.

29. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 25, znamienny tym, że zakończenie (72) dyszy ma koniec wlotowy i koniec wylotowy z rozciągającą się między nimi komorą (90), przy czym koniec wlotowy zakończenia (72) dyszy jest połączony z końcem wylotowym (26) korpusu (22) dyszy z utworzeniem drogi przepływu cieczy.

30. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 29, znamienny tym, że zawiera rurkę przedłużającą (20) pomiędzy końcem wylotowym (26) korpusu (22) dyszy i końcem wlotowym zakończenia (72) dyszy.

31. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 29, znamienny tym, że zawiera regulator przepływu cieczy do komory (90) zakończenia (72) dyszy w postaci wkładki (78) umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia (72) dyszy.

32. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 31, znamienny tym, że komora (90) zakończenia (72) dyszy ma ogólnie półkulistą powierzchnię dolną (76).

33. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 32, znamienny tym, że koniec wylotowy zakończenia (72) dyszy ma otwór wylotowy (80).

34. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 33, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu równoległy do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).

35. Zespół dyszy rozpylającej według zastrz. 31, znamienny tym, że zawiera kołek odchylający (82) usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i w przybliżeniu prostopadły do wzdłużnej osi komory (90).

36. Zespół wkładki rozpylającej zawierający zakończenie dyszy mające koniec wlotowy i koniec wylotowy z komorą rozciągającą się pomiędzy nimi, przy czym koniec wylotowy ma otwór wylotowy i ogólnie półkulistą powierzchnię dolną, znamienny tym, że zawiera regulator przepływu cieczy do komory (90) w postaci wkładki (78) umieszczonej w pobliżu końca wlotowego zakończenia (72) dyszy oraz element kierujący wypływ cieczy z zakończenia (72) dyszy w postaci kołka odchylającego (82) umieszczonego co najmniej częściowo w obszarze obejmowanym przez ogólnie półkulistą powierzchnię dolną (76) w pobliżu otworu wylotowego (80).

37. Zespół wkładki rozpylającej według zastrz. 36, znamienny tym, że kołek odchylający (82) jest usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy i jest w przybliżeniu równoległy do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).

38. Zespół wkładki rozpylającej według zastrz. 36, znamienny tym, że kołek odchylający (82) jest usytuowany wewnątrz zakończenia (72) dyszy w pobliżu końca wylotowego i jest w przybliżeniu prostopadły do wzdłużnej linii symetrii otworu wylotowego (80).