RU138012U1

RU138012U1 - CENTRIFUGAL SPRAYER

Info

Publication number: RU138012U1
Application number: RU2013133257/05U
Authority: RU
Inventors: Ринат Габдуллович Сафиуллин; Владимир Николаевич Посохин
Original assignee: Ринат Габдуллович Сафиуллин
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Центробежный распылитель, содержащий вращающийся на приводном валу проницаемый цилиндрический корпус с установленными в его зазорах каплеобразующими элементами в виде гибких упругих смачиваемых нитей, патрубок для подвода жидкости, верхнюю и нижнюю крышки, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде сжатой между верхней и нижней крышками пружины с регулируемым болтами зазором витков, а основания нитей жестко закреплены в зазорах спирального вкладыша, размещенного по оси распылителя и имеющего одинаковые с пружиной корпуса количество витков и диаметр проволоки.A centrifugal atomizer containing a permeable cylindrical body rotating on a drive shaft with drop-forming elements installed in its gaps in the form of flexible elastic wetted threads, a nozzle for supplying fluid, upper and lower covers, characterized in that the housing is compressed as a spring between the upper and lower covers with a bolt-controlled gap of coils, and the bases of the threads are rigidly fixed in the gaps of a spiral liner placed along the axis of the spray gun and having the same quantities as the spring of the housing o turns and wire diameter.

Description

Полезная модель относится к механическим устройствам для монодисперсного распыливания загрязненных жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности в качестве распыливающего устройства тепломассообменных аппаратов, аппаратов для охлаждения и очистки газов, пылеулавливания и испарительного охлаждения, а также в процессах грануляции, сушки и т.д.The utility model relates to mechanical devices for monodisperse spraying of contaminated liquids and can be used in various industries as a spray device for heat and mass transfer apparatuses, apparatus for cooling and purifying gases, dust collection and evaporative cooling, as well as in granulation, drying, etc.

Известен центробежный распылитель, содержащий вращающуюся на приводном валу распределительную чашу с набором распыливающих концентрично установленных усеченных конусов и средство регулирования расхода жидкости (см. а.с. №797784, Кл. В05В 3/12, 1984). Указанное устройство относится к многоярусным чашечным распылителям и предлагается для работы с загрязненными жидкостями.Known centrifugal atomizer containing a rotating on the drive shaft distribution cup with a set of spray concentrically mounted truncated cones and means for regulating fluid flow (see AS No. 797784, CL. B05B 3/12, 1984). The specified device relates to multi-tiered cup sprayers and is proposed for use with contaminated liquids.

Основным недостатком такого устройства является узкий неравномерный факел распыла с высокой степенью полидисперсности (см. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. - М.: Химия, 1979, стр. 137). Кроме того, формирование распыливающей поверхности путем набора нескольких конусовидных чаш со сложными элементами крепления между собой, а также использование системы рычагов и шарниров для регулирования расхода жидкости путем изменения ширины зазоров между чашами обуславливает сложность конструкции и низкую надежность работы распылителя.The main disadvantage of such a device is a narrow non-uniform spray torch with a high degree of polydispersity (see Pazhi DG, Galustov B.C. Liquid Sprayers. - M .: Chemistry, 1979, p. 137). In addition, the formation of a spray surface by means of a set of several cone-shaped bowls with complex fastening elements between each other, as well as the use of a system of levers and hinges to regulate the flow of fluid by changing the width of the gaps between the bowls, determines the design complexity and low reliability of the sprayer.

Известен центробежный распылитель, содержащий вращающийся на приводном валу проницаемый корпус в виде пакета дисков, выполненных из упругого сетчатого материала, и соединенных в пакет болтами. Регулирование расхода жидкости и дисперсности распыла предусматривается путем изменения формы и размеров ячеек сеточного материала при сжатии дисков болтами (см. а.с. №501770, Кл. В05В 1/08, 1976).A centrifugal atomizer is known, comprising a permeable housing rotating on a drive shaft in the form of a pack of disks made of elastic mesh material and connected to the pack by bolts. Regulation of fluid flow and dispersion of the spray is provided by changing the shape and size of the mesh material cells during compression of the discs with bolts (see AS No. 501770, Cl. B05B 1/08, 1976).

Однако использование слоев сетки в качестве материала корпуса распылителя приводит к засорению ячеек по глубине и высоте дисков, особенно интенсивному при работе устройства с жидкостями, загрязненными механическими примесями. В результате не только увеличивается степень полидисперсности капель и ухудшается однородность факела по высоте, но чаще всего распылитель быстро становится полностью неработоспособным.However, the use of mesh layers as the material of the atomizer body leads to clogging of the cells in the depth and height of the disks, which is especially intense when the device is operated with liquids contaminated by mechanical impurities. As a result, not only does the degree of polydispersity of the droplets increase and the uniformity of the torch in height worsens, but more often the sprayer quickly becomes completely inoperative.

Очистка сетчатых или поролоновых дисков от скопившегося в ячейках загрязнителя требует существенных затрат времени, связанных с разборкой корпуса распылителя на большое число отдельных дисков, их тщательную промывку в лотках. При частых процедурах это также приводит к деформации дисков, нарушениям концентричности упаковки и, соответственно, к биениям при вращении распылителя и увеличения степени полидисперсности распыла. Проблемы с биениями сильнее проявляются при увеличении диаметра и высоты распылителя и не позволяют применять данную конструкцию в высокоинтенсивных аппаратах, в которых требуется получение объемного монодисперсного факела распыленной жидкости большой высоты со стабильными характеристиками.Cleaning the mesh or foam disks from the contaminant accumulated in the cells requires a significant investment of time associated with disassembling the atomizer body into a large number of individual disks, and their thorough washing in trays. With frequent procedures, this also leads to deformation of the disks, violation of the concentricity of the package and, accordingly, to beats during rotation of the atomizer and an increase in the degree of polydispersity of the spray. Problems with beats are more pronounced with increasing diameter and height of the atomizer and do not allow this design to be used in high-intensity apparatuses, in which it is necessary to obtain a large monodisperse torch of atomized liquid of high height with stable characteristics.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому распылителю является устройство, содержащее вращающийся на приводном валу проницаемый корпус в виде пакета жестких дисков с радиально установленными в зазорах между ними каплеобразующими элементами, выполненными в виде гибких упругих смачиваемых нитей, а также верхнюю и нижнюю крышки и патрубок для подвода жидкости (см. патент №2042438 (Россия). Механический распылитель. Р.Г. Сафиуллин, А.А. Колесник, В.Н. Посохин, Н.А. Николаев. Опубл. в Б.И. №24, 1995).The closest in technical essence to the proposed sprayer is a device containing a permeable housing rotating on a drive shaft in the form of a package of hard disks with drop-forming elements radially mounted in the gaps between them, made in the form of flexible elastic wetted threads, as well as the upper and lower covers and nozzle for fluid supply (see patent No. 2042438 (Russia). Mechanical spray. RG Safiullin, AA Kolesnik, VN Posokhin, NA Nikolaev. Publ. in BI No. 24, 1995 )

Основным недостатком данного устройства является его непригодность для распыливания жидкостей, загрязненных крупными механическими примесями. Посторонние включения (песок, кусочки ржавчины, окалины и т.п.) закупоривают проходные зазоры между дисками и основаниями нитей. Процесс распыливания при засорении затрудняется или прекращается, что требует остановок для прочистки устройства.The main disadvantage of this device is its unsuitability for spraying liquids contaminated with large mechanical impurities. Extraneous inclusions (sand, pieces of rust, scale, etc.) clog the passage gaps between the disks and the bases of the threads. The clogging process becomes difficult or stops when clogged, which requires stops to clean the device.

Очистка распылителя от скопившегося в его внутренней полости загрязнителя сложна и требует затрат на полную разборку корпуса из дисков и их промывку. Обратный монтаж также сложен, так как требует тщательной установки между дисками каплеобразующих элементов в радиальном направлении и определенными интервалами один от другого. Это необходимо для обеспечения устойчивого подвода жидкости к рабочей кромке распылителя и ее последующего монодисперсного распыла с каплеобразующих элементов.Cleaning the atomizer from the contaminant accumulated in its internal cavity is complicated and requires the cost of completely disassembling the housing from the disks and washing them. Reassembling is also difficult, as it requires careful installation between the discs of droplet-forming elements in the radial direction and certain intervals from one another. This is necessary to ensure a steady supply of fluid to the working edge of the sprayer and its subsequent monodisperse spray from drop-forming elements.

Целью полезной модели является упрощение монтажа и очистки распылителя с каплеобразующими элементами при работе с загрязненными жидкостями при обеспечении монодисперсности факела распыла.The purpose of the utility model is to simplify the installation and cleaning of the atomizer with drop-forming elements when working with contaminated liquids while ensuring monodispersion of the spray torch.

Технический результат - повышение эффективности распыливания за счет обеспечения монодисперсности факела распыла в широком диапазоне изменения расхода жидкости при работе с загрязненными жидкостями.The technical result is an increase in spraying efficiency due to the monodispersion of the spray torch in a wide range of changes in fluid flow when working with contaminated liquids.

Поставленная цель достигается тем, что в распылителе, содержащем вращающийся на приводном валу проницаемый цилиндрический корпус с установленными в его зазорах каплеобразующими элементами в виде гибких упругих смачиваемых нитей, патрубок подвода жидкости, верхнюю и нижнюю крышки, согласно полезной модели корпус выполнен в виде пружины, сжатой между крышками с помощью регулирующих болтов, а основания нитей жестко закреплены в зазорах спирального вкладыша, имеющего одинаковые с корпусом количество витков и диаметр проволоки.This goal is achieved in that in a sprayer containing a permeable cylindrical body rotating on a drive shaft with drop-forming elements installed in its gaps in the form of flexible elastic wetted threads, a fluid supply pipe, upper and lower covers, according to a utility model, the housing is made in the form of a spring, compressed between the covers with the help of adjusting bolts, and the bases of the threads are rigidly fixed in the gaps of the spiral insert having the same number of turns and the diameter of the wire with the case.

На фиг.1 изображен предлагаемый распылитель, поперечный разрез. На фиг.2 показаны режимы каплеобразования на нитях при работе распылителя.Figure 1 shows the proposed atomizer, a cross section. Figure 2 shows the modes of droplet formation on the threads during operation of the atomizer.

Центробежный распылитель содержит приводной вал 1, установленный на нем проницаемый корпус из сжатой цилиндрической пружины 2 с установленными в зазорах между ее спиралями каплеобразующими элементами в виде гибких упругих смачиваемых нитей 3. Основание каждой нити 3 жестко закреплено в зазорах спирального вкладыша 4, размещенного по оси распылителя и имеющего одинаковое с пружиной 2 количество витков и диаметр проволоки. Кроме того, распылитель содержит патрубок 5 для подвода жидкости, верхнюю 6 и нижнюю 7 крышки. Усилие сжатия пружины 2 крышками 6 и 7 и, соответственно, регулирование величины зазора между витками пружины 2 и расхода жидкости на распыливание, обеспечивается болтами 8.The centrifugal atomizer comprises a drive shaft 1, a permeable housing of a compressed coil spring 2 mounted on it with drop-forming elements installed in the gaps between its spirals in the form of flexible elastic wettable threads 3. The base of each thread 3 is rigidly fixed in the gaps of the spiral liner 4, placed along the axis of the spray and having the same number of turns with the spring 2 and the diameter of the wire. In addition, the spray contains a nozzle 5 for supplying fluid, the upper 6 and lower 7 of the cover. The compression force of the spring 2 with covers 6 and 7 and, accordingly, the regulation of the gap between the turns of the spring 2 and the flow rate of the liquid for spraying, is provided by bolts 8.

Распылитель работает следующим образом. Жидкость через патрубок 5 под давлением поступает в центральную полость вращающегося распылителя, образованную верхней 6, нижней 7 крышками и пружиной 2. Под действием центробежной силы жидкость выталкивается через зазоры между витками пружины 2 на ее внешнюю поверхность и сбрасывается с нитей 3 в виде одноразмерных капель.The sprayer operates as follows. The fluid through the nozzle 5 under pressure enters the central cavity of the rotating atomizer, formed by the upper 6, lower 7 caps and spring 2. Under the action of centrifugal force, the fluid is pushed through the gaps between the turns of the spring 2 on its outer surface and is discharged from the threads 3 in the form of one-dimensional drops.

В зависимости от скорости вращения и расхода жидкости, который может регулироваться как от сети питания, так и изменением зазоров между витками пружины 2, в работе распылителя возможны три режима монодисперсного распыления, аналогичные известным из прототипа, а именно: режим «основных капель» с получением капель крупного размера; режим «вторичных капель» или «струйный» с распадом на одноразмерные капли тонких жидких струй, формирующихся на каплеобразующих элементах, а также, режим «тонкодисперсного» распыливания (фиг.2). В первых двух режимах образующиеся при распаде жидких перемычек мелкие капли-спутники удерживаются на поверхности гибких упругих нитей, принимающих при вращении распылителя форму, соответствующую траекториям капель (дуги спиралей или эвольвенты круга), чем достигается получение практически монодисперсного факела распыла.Depending on the rotation speed and fluid flow rate, which can be controlled both by the power supply network and by changing the gaps between the turns of the spring 2, three modes of monodisperse spraying are possible in the atomizer’s operation, similar to those known from the prototype, namely, the mode of “main drops” with obtaining large droplets; the mode of "secondary droplets" or "jet" with decay into one-dimensional droplets of thin liquid jets formed on the droplet-forming elements, as well as the mode of "fine" spraying (figure 2). In the first two modes, small satellite droplets formed during the decay of the liquid bulkheads are held on the surface of flexible elastic filaments, which take the shape of the droplets (arc of spirals or circle involute) during rotation of the atomizer, thereby achieving a practically monodisperse spray jet.

Расход жидкости на распыливание устанавливается за счет изменения степени сжатия пружины 2 болтами 8. Благодаря жесткому закреплению оснований нитей 3 в зазорах дополнительного спирального вкладыша 4, имеющего одинаковое с пружиной корпуса 3 число витков и диаметр проволоки, не нарушается радиальное расположение каплеобразующих нитей 3 при изменении степени сжатия пружины 2 и обеспечивается постоянство интервалов между ними. Это значительно упрощает процедуру очистки распылителя от осевшего в его внутренней полости загрязнителя, которая может заключаться лишь в промывке распылителя в разжатом состоянии пружины 2 без его разборки.The liquid flow rate for spraying is established by changing the compression ratio of the spring 2 by bolts 8. Due to the rigid fastening of the bases of the threads 3 in the gaps of the additional spiral insert 4 having the same number of turns and the diameter of the wire as the case spring 3, the radial arrangement of the droplet-forming threads 3 is not violated when the degree is changed compression of the spring 2 and the constancy of the intervals between them is ensured. This greatly simplifies the procedure for cleaning the sprayer from the contaminant settled in its internal cavity, which can consist only in flushing the sprayer in the open state of the spring 2 without disassembling it.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет получать практически монодисперсный распыл в широком диапазоне изменения расхода жидкости. Конструкция распылителя дает возможность работать с жидкостями, содержащими механические примеси, позволяет сократить затраты на монтаж и очистку от загрязнителя.Thus, the proposed utility model makes it possible to obtain an almost monodisperse spray in a wide range of fluid flow rate changes. The design of the atomizer makes it possible to work with liquids containing mechanical impurities, and reduces the cost of installation and cleaning of the contaminant.

Claims

A centrifugal atomizer containing a permeable cylindrical body rotating on a drive shaft with drop-forming elements installed in its gaps in the form of flexible elastic wetted threads, a nozzle for supplying fluid, upper and lower covers, characterized in that the housing is compressed as a spring between the upper and lower covers with a bolt-controlled gap of coils, and the bases of the threads are rigidly fixed in the gaps of a spiral liner placed along the axis of the spray gun and having the same quantities as the spring of the housing o turns and wire diameter.