RU2164827C2 - Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment - Google Patents
Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164827C2 RU2164827C2 RU99111189/12A RU99111189A RU2164827C2 RU 2164827 C2 RU2164827 C2 RU 2164827C2 RU 99111189/12 A RU99111189/12 A RU 99111189/12A RU 99111189 A RU99111189 A RU 99111189A RU 2164827 C2 RU2164827 C2 RU 2164827C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- air
- liquid
- nozzle
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам распыления жидкости в технологических процессах, требующих высокого качества распыления, например в сельском и лесном хозяйствах для диспергирования и нанесения ядохимикатов или других физиологически активных веществ, в том числе биопрепаратов (бактериальных и вирусных), на растения для защиты их от болезней и вредных насекомых способами, щадящими окружающую среду. The invention relates to methods of spraying liquid in technological processes requiring high quality spraying, for example, in agriculture and forestry for dispersing and applying pesticides or other physiologically active substances, including biological products (bacterial and viral), to plants to protect them from diseases and harmful insects in ways that protect the environment.
Известен способ образования аэрозольного облака путем подачи жидкости в акустическую форсунку, диспергирования ее и выноса в виде аэрозоли в атмосферу для формирования облака струей воздуха из сверхзвукового сопла [1]. There is a method of forming an aerosol cloud by supplying a liquid to an acoustic nozzle, dispersing it and carrying it out as an aerosol into the atmosphere to form a cloud with an air stream from a supersonic nozzle [1].
Устройство для осуществления этого способа содержит сопло, насос, нагнетатель, акустическую форсунку, регулятор расхода и компрессор [1]. Осуществление рабочего процесса происходит следующим образом. В акустическую форсунку подается жидкость и сжатый воздух из компрессора, жидкость в форсунке дробится в сверхзвуковой струе воздуха, пульсирующей со ультразвуковой частотой. Предварительно распыленная жидкость впрыскивается в сверхзвуковую струю распыливающего агента (воздух) на выходе сопла, в которое агент подается из нагнетателя. Струя агента окончательно диспергирует жидкость и выносит образовавшуюся аэрозоль в атмосферу, формируя тем самым аэрозольное облако. A device for implementing this method comprises a nozzle, a pump, a supercharger, an acoustic nozzle, a flow regulator, and a compressor [1]. The implementation of the working process is as follows. Liquid and compressed air are supplied to the acoustic nozzle from the compressor, the liquid in the nozzle is crushed in a supersonic stream of air pulsating with an ultrasonic frequency. A pre-sprayed liquid is injected into a supersonic jet of spraying agent (air) at the nozzle exit, into which the agent is supplied from the supercharger. The agent jet finally disperses the liquid and discharges the resulting aerosol into the atmosphere, thereby forming an aerosol cloud.
Однако у этого способа есть ряд недостатков:
Нет ограничения степени повышения давления воздуха в нагнетателе, поэтому, поскольку формула изобретения не противоречит этому, возможна степень повышения давления, равная 4-4,5 и более. При этом температура воздуха достигает величины 250oC и более. Такая температура воздуха крайне негативно воздействует на биопрепараты при их распылении. При 250oC возможно также испарение части жидкости с образованием частиц термомеханического аэрозоля с размерами частиц намного меньше, чем при распыливании воздухом. Следовательно, аэрозольное облако будет состоять из полидисперстных частиц, что ограничивает применение устройства. Поэтому это устройство (и способ) не может быть использовано для получения монодисперсного аэрозольного облака. При степени повышения давления 1,9-2,0 температура воздуха не превышает величины 100-120oC, что, учитывая кратковременность процесса распыления, вполне приемлемо для биопрепаратов, и перепада давления достаточно для достижения звуковой и сверхзвуковой скорости истечения воздуха из сопла. Кроме того, 1,9-2,0 (πк) рациональна с точки зрения минимальных энергетических затрат (топливо).However, this method has several disadvantages:
There is no limit to the degree of increase in air pressure in the supercharger, therefore, since the claims do not contradict this, a degree of increase in pressure equal to 4-4.5 or more is possible. In this case, the air temperature reaches a value of 250 o C or more. This air temperature extremely negatively affects biological products when sprayed. At 250 ° C., it is also possible to evaporate part of the liquid to form thermomechanical aerosol particles with particle sizes much smaller than when sprayed with air. Therefore, the aerosol cloud will consist of polydisperse particles, which limits the use of the device. Therefore, this device (and method) cannot be used to obtain a monodisperse aerosol cloud. With a degree of pressure increase of 1.9-2.0, the air temperature does not exceed 100-120 o C, which, given the short duration of the spraying process, is quite acceptable for biological products, and the pressure drop is sufficient to achieve the sound and supersonic speeds of the air outflow from the nozzle. In addition, 1.9-2.0 (π k ) is rational in terms of minimum energy costs (fuel).
Не обеспечивается монодисперсность аэрозольного облака. Как показано в книге (см. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкости. - М. : Химия, 1984 [2]), отношение максимального к минимальному медианных диаметров капель в аэрозоли (степень полидисперсности аэрозоли) в зависимости от отношения массовых расходов воздуха и жидкости (10-1 - 6) для акустических форсунок различных конструкций достигает величины 3-2. Медианные диаметры капель достигают величины 100-40 мкм - 40-10 мкм. Удельная энергия распыливающего воздуха из сопла при перепаде давления 1,9-2,0 позволяет диспергировать жидкость при пневматическом распылении только до величины медианных диаметров капель в 30-40 мкм, поэтому при впрыскивании предварительно распыленной в акустической форсунке жидкости в сверхзвуковую струю воздуха из сопла, что относится к пневматическому распыливанию, при малых относительных расходах жидкости все капли с размерами медианных диаметров от 40 мкм и выше дробятся в струе воздуха из сопла только до размеров 40-30 мкм. В образовавшемся полидисперсном аэрозольном облаке, таким образом, капли имеют размеры 40-10 мкм. Степень полидисперсности аэрозоли достигает величины 4-3, что для некоторых видов обработки растений неприемлемо. При больших относительных расходах жидкости медианный диаметр капель аэрозоли, получаемой в форсунке, растет, степень полидисперсности остается по-прежнему высокой. Пневматическое распыливание в струе воздуха из сопла не устраняет полидисперсность. Аэрозольное облако по-прежнему остается некоторой совокупностью частиц различных размеров. Значительное увеличение относительного массового расхода сжатого воздуха в акустической форсунке для более тонкого диспергирования при значительных расходах жидкости незначительно увеличивает дисперсность, что неприемлемо, поскольку противоречит основной идее способа: при незначительных энергетических затратах предварительно диспергировать жидкость в акустической форсунке и подать ее в поток воздуха с мощным расходом и энергетикой, необходимыми для обеспечения достаточной величины выноса аэрозоли в атмосферу для формирования облака. Эти доказательства подтверждаются практикой применения данного способа и устройства. Полидисперсность не устраивает практиков - легкие частицы "травят лес", а крупные оседают около агрегата, выжигая посевы.Monodispersion of the aerosol cloud is not ensured. As shown in the book (see Pazhi DG, Galustov VS Fundamentals of liquid spraying techniques. - M.: Chemistry, 1984 [2]), the ratio of the maximum to the minimum median diameter of the droplets in aerosols (degree of aerosol polydispersity) in depending on the ratio of the mass flow rates of air and liquid (10 -1 - 6) for acoustic nozzles of various designs reaches a value of 3-2. The median diameter of the droplets reaches 100-40 microns - 40-10 microns. The specific energy of the atomizing air from the nozzle at a pressure drop of 1.9-2.0 allows dispersing the liquid during pneumatic spraying only to a median droplet diameter of 30-40 μm, therefore, when injecting liquid previously sprayed in an acoustic nozzle into a supersonic air stream from the nozzle, what relates to pneumatic spraying, at low relative liquid flow rates, all droplets with median diameters from 40 microns and above are crushed in a stream of air from the nozzle only to sizes of 40-30 microns. In the resulting polydisperse aerosol cloud, thus, the droplets are 40-10 microns in size. The degree of aerosol polydispersity reaches 4–3, which is unacceptable for some types of plant treatment. At high relative liquid flow rates, the median diameter of the aerosol droplets obtained in the nozzle grows, and the degree of polydispersity remains high. Pneumatic atomization in a stream of air from a nozzle does not eliminate polydispersity. The aerosol cloud is still a collection of particles of various sizes. A significant increase in the relative mass flow rate of compressed air in the acoustic nozzle for finer dispersion at significant liquid flow rates slightly increases the dispersion, which is unacceptable because it contradicts the main idea of the method: at low energy costs, disperse the liquid in the acoustic nozzle first and feed it into the air stream at a high flow rate and energy necessary to ensure a sufficient amount of aerosol removal into the atmosphere for the formation of blaka. This evidence is supported by the practice of using this method and device. Polydispersity does not suit practitioners - light particles "poison the forest", and large particles settle near the unit, burning crops.
Не используется в процессе диспергирования потенциальная энергия жидкости, полученная ею в насосе. При малых расходах жидкости все давление ее, полученное в насосе, срабатывается в регуляторе расхода, скорость истечения струи жидкости в акустическую форсунку поэтому столь незначительна, что не представляется возможным каким-либо известным способом, дополнительно к акустическому способу, диспергировать жидкость в форсунке. The potential energy of the liquid obtained by it in the pump is not used in the dispersion process. At low liquid flow rates, all of its pressure obtained in the pump is triggered in the flow regulator; therefore, the velocity of the fluid stream into the acoustic nozzle is so insignificant that it is not possible by any known method, in addition to the acoustic method, to disperse the liquid in the nozzle.
Наиболее близким к изобретению в части способа по технической сущности и достигаемому результату является способ образования аэрозольного облака путем подачи жидкости в акустическую форсунку, диспергирования ее и выноса в виде аэрозоли в атмосферу для формирования облака струей воздуха из сверхзвукового сопла, при этом в жидкости перед подачей ее в форсунку растворяют сжатый воздух, давление которого регулируют в соответствии с заранее заданной настройкой и в зависимости от давления жидкости, а степень повышения давления воздуха для формирования аэрозольного облака выбирают равной 1,9-2,0 [3] . Наиболее близким к изобретению в части устройства по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования аэрозольного облака, содержащее сопло, нагнетатель, насос, акустическую форсунку, регулятор расхода, компрессор и снабжено аэратором, расположенным перед акустической форсункой по ходу движения жидкости, и регулятором давления для воздуха, подаваемого в аэратор [3]. Closest to the invention in terms of the method, the technical essence and the achieved result is a method of forming an aerosol cloud by feeding liquid into an acoustic nozzle, dispersing it and carrying it out in the form of an aerosol into the atmosphere to form a cloud with an air stream from a supersonic nozzle, while in the liquid before feeding it compressed air is dissolved in the nozzle, the pressure of which is regulated in accordance with a predetermined setting and depending on the liquid pressure, and the degree of increase in air pressure for the formation of an aerosol cloud is chosen equal to 1.9-2.0 [3]. Closest to the invention in terms of the device, the technical essence and the achieved result is a device for the formation of an aerosol cloud containing a nozzle, a supercharger, a pump, an acoustic nozzle, a flow regulator, a compressor and is equipped with an aerator located in front of the acoustic nozzle in the direction of travel of the liquid and a pressure regulator for air supplied to the aerator [3].
Осуществление рабочего процесса происходит следующим образом. В акустическую форсунку подается жидкость и сжатый воздух из компрессора, жидкость в форсунке дробится в сверхзвуковой струе воздуха, пульсирующей с ультразвуковой частотой. При увеличении расхода жидкости, определяемого регулятором расхода, может вырасти медианный диаметр капель аэрозоли, образующейся в форсунке, но также растет и давление жидкости перед форсункой, то есть в аэраторе. Регулятор давления воздуха согласно с заранее заданной настройкой и в зависимости от давления жидкости увеличивает давление воздуха подаваемого в аэратор, количество воздуха, растворяющегося в жидкости, увеличивается, при выходе жидкости в форсунку растворяемость воздуха резко падает, поскольку давление в жидкости резко снижается, выделяющийся воздух в виде пузырьков предварительно дробит жидкость, дополнительно к дроблению в сверхзвуковой струе сжатого воздуха, и тем самым стабилизирует уровень дисперсности образующейся аэрозоли в заранее заданных пределах в зависимости от расхода жидкости. Аэрозоль из форсунки впрыскивается в струю воздуха из сверхзвукового сопла дополнительно диспергируется струей воздуха и выносится струей в атмосферу, где формируется аэрозольное облако. При снижении расхода жидкости процесс стабилизации уровня дисперсности аэрозоля происходит таким же образом, но наоборот. The implementation of the working process is as follows. Liquid and compressed air are supplied to the acoustic nozzle from the compressor, the liquid in the nozzle is crushed in a supersonic stream of air pulsating with an ultrasonic frequency. With an increase in the liquid flow determined by the flow regulator, the median diameter of the aerosol droplets formed in the nozzle may increase, but the pressure of the liquid in front of the nozzle, that is, in the aerator, also increases. The air pressure regulator according to a predefined setting and depending on the liquid pressure increases the air pressure supplied to the aerator, the amount of air dissolving in the liquid increases, when the liquid enters the nozzle, the solubility of air drops sharply, since the pressure in the liquid decreases sharply, the air released into in the form of bubbles, the liquid is previously crushed, in addition to crushing in a supersonic stream of compressed air, and thereby stabilizes the level of dispersion of the resulting aerosol predetermined limits depending on the liquid flow. Aerosol from a nozzle is injected into a stream of air from a supersonic nozzle and is additionally dispersed by a stream of air and carried out by a stream into the atmosphere, where an aerosol cloud is formed. With a decrease in fluid flow, the process of stabilizing the level of aerosol dispersion occurs in the same way, but vice versa.
Однако у этого способа есть ряд недостатков:
Не обеспечивается монодисперсность аэрозольного облака. Степень полидисперсности аэрозольного облака, как показано при рассмотрении предыдущего способа [1] , может достигать величины 3-4 и определяется способом предварительного распыления - акустическим и окончательного - пневматическим. Предварительное растворение воздуха в жидкости перед форсункой не снижает степень полидисперсности, поскольку очевидно, что минимальные размеры медианных диаметров капель аэрозоли определяются потенциалами удельной энергии акустического и пневматического процессов, а предварительное воздухонасыщение жидкости перед форсункой, также очевидно, может влиять только на размеры самых максимальных медианных диаметров капель аэрозоли при увеличении расхода жидкости, поскольку растворимость воздуха в жидкости при температуре и давлении, принятых в практике распыливания, весьма незначительна и достигает 1-3% по объему. Поэтому предварительное газонасыщение жидкости может обеспечить стабилизацию уровня дисперсности аэрозоли при изменении расхода жидкости, но никоим образом снижение степени полидисперсности.However, this method has several disadvantages:
Monodispersion of the aerosol cloud is not ensured. The degree of polydispersity of the aerosol cloud, as shown when considering the previous method [1], can reach a value of 3-4 and is determined by the method of preliminary spraying - acoustic and final - pneumatic. The preliminary dissolution of air in the liquid in front of the nozzle does not reduce the degree of polydispersity, since it is obvious that the minimum sizes of the median diameters of the aerosol droplets are determined by the specific energy potentials of the acoustic and pneumatic processes, and the preliminary air saturation of the liquid in front of the nozzle can also affect only the sizes of the maximum median diameters aerosol droplets with increasing liquid flow, since the solubility of air in a liquid at temperature and pressure, Answered in practice atomization, it is negligible and reaches 1-3% by volume. Therefore, the preliminary gas saturation of the liquid can provide stabilization of the level of dispersion of the aerosol with a change in fluid flow, but in no way a decrease in the degree of polydispersity.
Не используется потенциальная энергия жидкости, полученная ею в насосе, для дополнительного воздействия на процесс диспергирования в акустическом и пневматическом процессах, поскольку давление жидкости срабатывается (особенно при малых расходах почти полностью) в регуляторе расхода и на разгон жидкости при поступлении ее в форсунку практически не остается энергии. The potential energy of the liquid obtained by it in the pump is not used to additionally affect the dispersion process in acoustic and pneumatic processes, since the pressure of the liquid is triggered (especially at low flow rates almost completely) in the flow regulator and to disperse the liquid when it enters the nozzle energy.
Технической задачей данного изобретения является получение монодисперсного аэрозольного облака в широком диапазоне расхода жидкости и дисперсности аэрозоли при достаточной дальнобойности струи воздуха из сопла. The technical task of this invention is to obtain a monodisperse aerosol cloud in a wide range of fluid flow and dispersion of the aerosol with sufficient range of the air stream from the nozzle.
Техническая задача решается за счет того, что по способу образования монодисперсного аэрозольного облака путем подачи жидкости в акустическую форсунку, диспергирования ее и выноса в виде аэрозоли в атмосферу для формирования облака струей воздуха, со степенью повышения давления 1,9-2,0, из сверхзвукового сопла согласно изобретению расход жидкости регулируется в самой форсунке, жидкость разгоняется через тангенциальные отверстия в регулирующей расход жидкости гильзе и струи ее подхватываются, разбиваются на капли, а капли разгоняются далее струями воздуха из полости сопла, выходящими со скоростью звука из тангенциальных отверстий этой же гильзы, разогнанные до значительных скоростей капли дробятся далее о струи воздуха, истекающего из полости сопла со звуковой скоростью из радиальных и осевых отверстий гильзы, выносятся центробежными силами из гильзы веером в поле ультразвуковых волн, генерируемых стержневым резонатором Гартмана, впрыскивается в струю воздуха из сверхзвукового сопла, причем резонатор Гартмана возбуждается струей воздуха из сверхзвукового сопла и связан резьбовым соединением с гильзой, служащим для перемещения гильзы при регулировании расхода жидкости, а гильза колеблется на упругом основании с ультразвуковой частотой колебаний резонатора Гартмана. The technical problem is solved due to the fact that by the method of forming a monodispersed aerosol cloud by supplying liquid to an acoustic nozzle, dispersing it and carrying it out in the form of an aerosol into the atmosphere to form a cloud with an air stream, with a pressure increase of 1.9-2.0, from a supersonic nozzles according to the invention, the liquid flow rate is regulated in the nozzle itself, the liquid accelerates through the tangential openings in the sleeve regulating the liquid flow rate and its jets are picked up, broken into drops, and the drops accelerate yes with air jets from the nozzle cavity emerging at the speed of sound from the tangential holes of the same sleeve, droplets dispersed to significant speeds are further crushed by the air stream flowing out of the nozzle cavity with sound speed from the radial and axial holes of the sleeve, carried out by centrifugal forces from the sleeve with a fan the field of ultrasonic waves generated by the Hartmann rod resonator is injected into the air stream from a supersonic nozzle, and the Hartmann resonator is excited by a stream of air from a supersonic nozzle and It is called a threaded connection with a sleeve, which serves to move the sleeve when regulating the fluid flow, and the sleeve oscillates on an elastic base with an ultrasonic vibration frequency of the Hartmann resonator.
Кроме того, техническая задача решается за счет того, что устройство образования монодисперсного аэрозольного облака, содержащее сверхзвуковое сопло, сообщенное с нагнетателем, подающим распыливающий агент (воздух), и закрепленную на нем форсунку, сообщенную с насосом, подающим технологическую жидкость, состоящую из цилиндрического корпуса, заглушенного с одного конца, согласно изобретению содержит размещенную в корпусе подвижную в осевом направлении и зафиксированную от проворота цилиндрическую гильзу, также заглушенную с одного конца и приводимую в движение резьбовым соединением, включающим резьбовую часть гильзы в заглушенном конце и винт, закрепленный одним концом с возможностью вращения в заглушенном конце корпуса, другим концом выходящий за пределы гильзы и корпуса и оснащенный на этом конце резонатором Гартмана, гильза же сопрягается с гарантированным радиальным зазором с корпусом посредством упругих уплотнений, делящих пространство между гильзой и корпусом на полости: жидкостную, куда поступает технологическая жидкость непосредственно от насоса, и воздушную, куда поступает воздух из полости сопла, при этом жидкостная полость находится в крайнем дальним от выхода из гильзы месте, а воздушная полость расположена вслед за нею по ходу к выходу из гильзы, причем жидкостная полость соединяется с внутренней полостью гильзы тангенциальными отверстиями, которые при движении гильзы в сторону выхода могут переходить в воздушную полость, которая в свою очередь соединяется с внутренней полостью гильзы радиальными и осевыми отверстиями на гильзе на ее выходе. In addition, the technical problem is solved due to the fact that the device for the formation of a monodisperse aerosol cloud containing a supersonic nozzle in communication with a supercharger supplying a spraying agent (air) and a nozzle fixed to it, in communication with a pump supplying a process fluid consisting of a cylindrical body , plugged at one end, according to the invention comprises an axially movable cylindrical sleeve that is movable in the axial direction and fixed against rotation, also plugged from one tsa and driven by a threaded connection, including the threaded portion of the sleeve at the plugged end and a screw secured at one end to rotate at the plugged end of the housing, the other end extending beyond the sleeve and the housing and equipped at this end with a Hartmann resonator, the sleeve mates with a guaranteed radial clearance with the casing by means of elastic seals dividing the space between the sleeve and the casing into cavities: liquid, to which the process fluid flows directly from the pump, and air where air enters from the nozzle cavity, while the liquid cavity is located in the farthest place from the exit from the sleeve, and the air cavity is located after it towards the exit from the sleeve, and the liquid cavity is connected to the inner cavity of the sleeve by tangential openings, which at the movement of the sleeve towards the exit can go into the air cavity, which in turn is connected to the inner cavity of the sleeve by radial and axial holes on the sleeve at its exit.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где изображен общий вид и сечение устройства для образования монодисперсного аэрозольного облака: на фиг. 1 - общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. The invention is illustrated in the drawings, which shows a General view and section of a device for the formation of a monodisperse aerosol cloud: in FIG. 1 is a general view, in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.
Устройство содержит сопло 1, в которое подается воздух со степенью повышения давления 1,9-2,0 и разгоняется в конфузорной его части до горла до звуковой скорости, а далее в косом срезе до сверхзвуковой. В сопле 1 по оси на пилонах 2 закреплена акустическая форсунка 3, обращенная своим выходным торцом в ту же сторону, что и струя воздуха из сопла 1. Через патрубок 4 в форсунку 3 подается под давлением технологическая жидкость. Форсунка 3 состоит из полого, заглушенного с переднего торца корпуса 5, который закреплен в сопле 1 пилонами 2, в корпусе 5 установлена с возможностью осевого перемещения полая, заглушенная с переднего торца гильза 6, регулирующая расход жидкости через тангенциальные и наклоненные в сторону выхода из гильзы отверстия 7, расположенные в несколько рядов. The device contains a nozzle 1, into which air is supplied with a pressure increase of 1.9-2.0 and accelerates in the confuser part to the throat to sound speed, and then in an oblique section to supersonic. An acoustic nozzle 3 is fixed in the nozzle 1 along the axis on the pylons 2, facing its outlet end in the same direction as the air stream from the nozzle 1. Through the nozzle 4, the process fluid is supplied under pressure to the nozzle 3. The nozzle 3 consists of a hollow, muffled from the front end of the housing 5, which is secured in the nozzle 1 by pylons 2, a hollow, muffled from the front end of the
Гильза 6 сопрягается с корпусом 5 через три комбинированных уплотнения, состоящих из упругого эластичного кольца 8 из антифрикционной пластмассы типа композитов из фторполимеров и кольца 9 из резины, при этом между гильзой 6 и корпусом 5 обеспечивается гарантированный, достаточного размера зазор. Сопряжение гильзы 6 и корпуса 5 образует две полости: жидкостную 10, в которую поступает из патрубка 4 жидкость, и воздушную 11, в которую через отверстия 12 в корпусе 5 поступает из полости сопла 1 воздух. Для обеспечения поступления воздуха на корпусе 5 предусмотрен выступ 13. The
На выходе из гильзы 6 запрессована втулка 14, образующая горло гильзы 6. В полость 15 втулки 14 через отверстия 16 поступает воздух из полости 11 и истекает из полости 15 через радиальные отверстия 17 в горло гильзы 6 и через осевые отверстия 18 на выход гильзы 6. В переднем торце гильзы 6 имеется резьбовая втулка 19, в которую с гарантированно нулевым зазором ввернут (с легким натягом), с возможностью вращательного движения, стержень 20, цилиндрический носок 21 которого спереди запасован в переднем торце корпуса 5 и зафиксирован от осевого перемещения стопорной шайбой 22. At the outlet of the
На корпусе 5 напрессован спереди обтекатель 23. На другом конце стержня 20 навинчен резонатор Гартмана 24, законтренный контргайкой 25. При вращении стержня 20 за резонатор 24 гильза 6 за счет резьбового сопряжения стержня 20 и резьбовой втулки 19 перемещается по оси относительно корпуса 5. При этом она может переместиться из крайнего переднего положения, когда тангенциальные отверстия 7 все полностью находятся в жидкостной полости 10, в крайнее заднее положение, когда отверстия 7 все полностью находятся в воздушной полости 11. A cowl 23 is pressed in front of the housing 5 on the front. At the other end of the
В передней торцевой стенке 26 гильзы 6 запрессованы штыри 27, проходящие через соответствующие отверстия переднего торца корпуса 5 и служащие для компенсации реактивного момента при вращении стержня 20. Технологическая жидкость, поступающая под давлением через патрубок 4 в жидкостную полость 10, разгоняется в тангенциальных отверстиях 7, при этом полностью используется потенциальная энергия, полученная жидкостью от насоса, поскольку перед форсункой 3 не предусмотрен регулятор расхода жидкости, форсунка 3 сама является регулятором расхода жидкости. Крайнее переднее положение гильзы 6 определяет максимальный расход жидкости и нулевой воздуха, дробящего жидкость, и максимальный медианный диаметр капель аэрозоли. In the front end wall 26 of the
Крайнее заднее положение гильзы 6 определяет минимальный (до нуля) расход жидкости и максимальный расход воздуха, и минимальный медианный диаметр капель аэрозоли. В промежуточном положении часть отверстий 7 оказываются в воздушной полости 11, часть в жидкостной полости 10, эти группы отверстий 7 разделены кольцом 8 среднего комбинированного уплотнения. The extreme rear position of the
Соотношения количества отверстий 7 в разных полостях 10 и 11 определяют соотношение расхода жидкости и дробящего жидкость воздуха. Таким образом, перемещение гильзы 6 регулирует расход жидкости и воздуха. Жидкость из тангенциальных отверстий 7, находящихся в полости 10, по винтовой линии по внутренней поверхности гильзы 6 устремляется струями к выходу из гильзы 6. Воздух из полости 11 через тангенциальные отверстия 7, которые находятся в полости 11, разогнавшийся до скорости звука, поскольку в полости гильзы 6 давление равно статическому давлению на срезе сверхзвукового сопла 1, то есть атмосферному, а возможно и ниже за счет "донного эффекта", подхватывает, разбивает струи жидкости на капли и разгоняет их до значительной скорости. В горле гильзы 6 капли встречаются со струями воздуха из отверстий 17, истекающими со скоростью звука. The ratio of the number of
Скорость столкновения капель и воздуха в результате геометрического сложения скоростей капель и воздуха значительно больше звуковой. Происходит дополнительное дробление капель, которые, обладая значительной окружной скоростью, вылетают веером под действием центробежных сил с выхода гильзы 6. Струи воздуха из отверстий 18 со скоростью звука продолжают дробление капель уже в веере. Здесь скорость столкновения также значительно больше звуковой. Далее капли попадают изнутри в поле ультразвуковых волн, генерируемых резонатором Гартмана 24, который возбуждается струей воздуха из сопла 1. The collision speed of droplets and air as a result of the geometric addition of the velocities of droplets and air is much greater than the sonic one. There is an additional crushing of droplets, which, having a significant peripheral speed, fly out as a fan under the action of centrifugal forces from the outlet of the
Так как резонатор 24 через стержень 20 связан с гильзой 6, сидящей на упругих кольцах 8 и 9 комбинированных уплотнений, колебания резонатора 24 передаются гильзе 6, которая в свою очередь тоже колеблется с ультразвуковой частотой, колебания эти передаются жидкости, что повышает уровень поверхностной энергии жидкости, это способствует лучшему дроблению жидкости. Since the resonator 24 through the
Капли жидкости, пройдя поле ультразвуковых волн, попадают в струю воздуха из сопла 1, дополнительно дробятся и выносятся струей воздуха в виде аэрозоли в атмосферу, формируя монодисперсное аэрозольное облако. При прохождении предварительно распыленной в струях воздуха в гильзе 6 из отверстий 7, 17 и 18 и центробежном раздроблении на выходе из гильзы 6 жидкости через поле ультразвуковых волн происходит ее предокончательное диспергирование. Окончательное в струе воздуха из сопла. Минимальный медианный диаметр капель аэрозоли определяется потенциалом удельной энергии поля ультразвуковых волн, а степень полидисперсности аэрозоля определяется временем нахождения капель аэрозоли в поле ультразвуковых волн. Drops of liquid, having passed the field of ultrasonic waves, fall into the air stream from the nozzle 1, are additionally crushed and carried out by an air stream in the form of an aerosol into the atmosphere, forming a monodisperse aerosol cloud. When passing previously sprayed in jets of air in the
В вышеописанных аналоге [1] и прототипе [3] расход сжатого воздуха, как известно из практики, незначителен и составляет 1,5-2% от расхода воздуха из сопла. Поэтому объем поля незначителен и крупные капли аэрозоли успевают его проскочить, не раздробившись. Окончательное диспергирование происходит в струе воздуха из сопла в процессе пневматического распыления которое, как показано выше, не может обеспечить монодисперсность аэрозоли. In the above analogue [1] and prototype [3], the flow of compressed air, as is known from practice, is negligible and amounts to 1.5-2% of the air flow from the nozzle. Therefore, the volume of the field is insignificant and large droplets of aerosols manage to slip through without fragmentation. The final dispersion occurs in a stream of air from the nozzle during pneumatic spraying which, as shown above, cannot provide monodispersion of the aerosol.
В изобретении расход воздуха из сопла, участвующего в создании поля ультразвуковых волн, в 50-66 раз больше. Естественно, во столько же раз больше и объем поля и в 
Учитывая, что влияние мощности поля ультразвуковых волн на процесс распыления в 40 раз больше, чем влияние мощности аэродинамических сил в пневматическом распыливании, и струя воздуха из сопла не в состоянии значительно повлиять на дисперсность аэрозоли, можно сделать вывод, что применение изобретения позволит получить монодисперсное аэрозольное облако, для формирования которого струя воздуха из сопла выносит в атмосферу предварительно распыленную в акустической форсунке жидкость в виде аэрозоли. Given that the influence of the power of the field of ultrasonic waves on the spraying process is 40 times greater than the effect of the power of aerodynamic forces in pneumatic spraying, and the air stream from the nozzle is not able to significantly affect the dispersion of the aerosol, we can conclude that the application of the invention will allow to obtain monodisperse aerosol a cloud, for the formation of which an air stream from the nozzle discharges into the atmosphere the liquid previously sprayed in the acoustic nozzle in the form of an aerosol.
Литература
1. SU, патент 1836163, кл. В 05 B 7/28, 1993.Literature
1. SU, patent 1836163, cl. B 05
2. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. - М.: Химия, 1984. 2. Pages D.G., Galustov V.S. Fundamentals of spraying liquids. - M.: Chemistry, 1984.
3. SU, заявка N (21) 95103305/25, кл. В 05 B 17/00, 1995. 3. SU, application N (21) 95103305/25, cl. B 05/17, 1995.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111189/12A RU2164827C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111189/12A RU2164827C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99111189A RU99111189A (en) | 2001-02-27 |
| RU2164827C2 true RU2164827C2 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20220450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99111189/12A RU2164827C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164827C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449842C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of fluid dispersion and controlled aerosol disperser to this end |
| RU2480297C1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-04-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии Россельхозакадемии | Multidisc aerosol generator |
| RU2489201C2 (en) * | 2011-10-11 | 2013-08-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of dispersing fluid in dispersion air medium in aerosol and mobile aerosol generator controlled by multivariate effect of dispersion, mixer, and balancing valve for implementation of said method |
| RU2534764C2 (en) * | 2012-12-04 | 2014-12-10 | Валерий Винарович Арсланов | Fluid atomisation and device to this end |
| RU202942U1 (en) * | 2020-07-21 | 2021-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Машиностроения "Сварог" | Vehicle internal disinfection system |
| RU2806961C1 (en) * | 2023-07-14 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Device for spraying aerosol mixture |
-
1999
- 1999-05-31 RU RU99111189/12A patent/RU2164827C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449842C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of fluid dispersion and controlled aerosol disperser to this end |
| RU2489201C2 (en) * | 2011-10-11 | 2013-08-10 | Олег Наилевич Абдразяков | Method of dispersing fluid in dispersion air medium in aerosol and mobile aerosol generator controlled by multivariate effect of dispersion, mixer, and balancing valve for implementation of said method |
| RU2480297C1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-04-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии Россельхозакадемии | Multidisc aerosol generator |
| RU2534764C2 (en) * | 2012-12-04 | 2014-12-10 | Валерий Винарович Арсланов | Fluid atomisation and device to this end |
| RU202942U1 (en) * | 2020-07-21 | 2021-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Машиностроения "Сварог" | Vehicle internal disinfection system |
| RU2806961C1 (en) * | 2023-07-14 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Device for spraying aerosol mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3793762A (en) | Low volume insecticide aerosol generator | |
| EP2195055B1 (en) | Ultrasonic atomizing nozzle with variable fan-spray feature | |
| AU694038B2 (en) | Agricultural sprayer having spray shaping nozzles connected to low pressure air supply | |
| US3285516A (en) | Vibrating spray device | |
| RU2164827C2 (en) | Method of formation of monodispersed aerosol cloud and device for its embodiment | |
| JPH09509363A (en) | Liquid spreader improvements | |
| JP5485906B2 (en) | Device and method for atomizing a fluid | |
| RU2371257C1 (en) | Ultrasonic sprayer of liquid | |
| EP1710519A1 (en) | A method and device for snow making | |
| US3474967A (en) | Sprayer | |
| RU2260478C1 (en) | Pneumoacoustic liquid atomizer | |
| JPH05138083A (en) | Micro-granulation device of liquid | |
| RU2039611C1 (en) | Apparatus for pneumatically spraying liquid | |
| RU37473U1 (en) | ADJUSTABLE DISPERSION DISPERSANT | |
| JPS63218273A (en) | Liquid atomizer | |
| RU2263549C2 (en) | Pneumoacoustic atomizer of a liquid | |
| CN111742910B (en) | Rotatory atomising head of membrane type in advance | |
| JPH05138080A (en) | Atomization device | |
| RU2449842C2 (en) | Method of fluid dispersion and controlled aerosol disperser to this end | |
| RU2262393C1 (en) | Aerosol fan generator | |
| CN210094431U (en) | Atomizing device of plant protection aerosol sprayer | |
| KR200174079Y1 (en) | Powered sprayer for ultra low volume(ulv), mist and dust | |
| JPS63218274A (en) | Liquid atomizer | |
| EP0085583B1 (en) | Liquid atomizing method and apparatus | |
| JPH04506472A (en) | Plant spraying device and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030601 |