RU2349391C1

RU2349391C1 - Liquid atomiser with adjustable cowl

Info

Publication number: RU2349391C1
Application number: RU2007143260/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Андрюшкин (RU); Александр Юрьевич Андрюшкин
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-03-20

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to field of atomisation of liquids and can be used in chemical, metallurgic, varnish-and-paint, food industry. Liquid atomiser with adjustable cowl contains stand-up case with collector cavity and a hole in the case wall for feeding of operating fluid. There is a nipple in the case, covered by collector cavity with one or more lengthwise channels for fluid supply, situated in a circumferential direction related to nipple axis of symmetry. There are not less than two nosepieces connected to collector cavity set on the case in a circumferential direction related to nipple axis of symmetry. Every nosepiece is set with possibility of changing of nozzle inclination in the plane, going through its nosepiece axis of symmetry and nipple axis of symmetry. Before nipple end on the part of operating fluid feeding nose pieces there is a cowl, which can perform axial movement and is situated in axial alignment with nipple axis of symmetry. The cowl is comprised as collet, which is represented as a body of revolution with increasing cross-section area in direction of jet efflux of operating fluid. There is a set screw for opening collet blades inside the collet. On the outside surface of the collet there is an elastic tube, covering collet blades.

EFFECT: infinitely variable control of degree of liquid dispergation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области распыления жидкостей и может быть использовано в химической, металлургической, лакокрасочной, пищевой промышленности, в частности при приготовлении коллоидных растворов, смесей, нанесении лакокрасочных и защитных покрытий, а также при охлаждении проката и т.п.The invention relates to the field of spraying liquids and can be used in the chemical, metallurgical, paint and varnish, food industries, in particular in the preparation of colloidal solutions, mixtures, the application of paint and varnish and protective coatings, as well as in the cooling of rolled products, etc.

Известно устройство для распыления по авторскому свидетельству СССР №485777, МПК В05В 7/00, 1968 год, «Распылитель жидкости», содержащее корпус с воздушной камерой цилиндрической формы, кольцевое сопло, трубки подачи воздуха и жидкости, в котором с целью ограничения угла распыления трубка подачи жидкости выполнена регулируемой по высоте и установлена с зазором в трубку подачи воздуха перпендикулярно к ее поверхности.A device for spraying according to the author's certificate of the USSR No. 485777, IPC V05V 7/00, 1968, “Liquid sprayer”, comprising a housing with a cylindrical air chamber, an annular nozzle, air and liquid supply tubes, in which, to limit the spray angle, the tube the fluid supply is made adjustable in height and installed with a gap in the air supply pipe perpendicular to its surface.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность диспергации, так как изменение положения трубки подачи жидкости относительно трубки подачи воздуха не приводит к значительному изменению дисперсности капель.A disadvantage of the known device is the lack of dispersion efficiency, since a change in the position of the fluid supply pipe relative to the air supply pipe does not lead to a significant change in the dispersion of the droplets.

Известно «Устройство для пневматического распыления жидкости» по авторскому свидетельству СССР №1209309, 4 МПК В05В 7/30, 1986 год, принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее корпус с распыляющим соплом, размещенный внутри корпуса вкладыш в виде насадки, у которой каналы на цилиндрическом участке выполнены прямолинейными по образующей, а сужающийся участок вкладыша выполнен в виде усеченного конуса, центральный канал вкладыша сообщается с источником подачи жидкости, вкладыш образует с корпусом кольцевую камеру, сообщающуюся с патрубком подачи сжатого воздуха.It is known "Device for pneumatic liquid spraying" according to USSR author's certificate No. 1209309, 4 IPC V05V 7/30, 1986, adopted as the closest analogue, containing a housing with a spray nozzle, an insert inside the housing in the form of a nozzle with channels on a cylindrical the section is made straight along the generatrix, and the tapering section of the liner is made in the form of a truncated cone, the central channel of the liner communicates with the fluid supply source, the liner forms an annular chamber communicating with the nozzle with the housing m compressed air supply.

Недостатком известного устройства по авторскому свидетельству №1209309, 4 МПК В05В 7/30 «Устройство для пневматического распыления жидкости» является отсутствие возможности бесступенчатого регулирования степени диспергации распыляемого вещества. Для достижения определенного размера капель, то есть их дисперсности, требуется установка соответствующего вкладыша.A disadvantage of the known device according to copyright certificate No. 1209309, 4 MPK V05V 7/30 "Device for pneumatic spraying of liquid" is the lack of the possibility of stepless regulation of the degree of dispersion of the sprayed substance. To achieve a certain droplet size, that is, their dispersion, the installation of an appropriate liner is required.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача обеспечения бесступенчатого регулирования степени диспергации жидкости.The claimed invention has the task of providing stepless regulation of the degree of dispersion of the liquid.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что распылитель жидкости с регулируемым обтекателем содержит вертикально расположенный корпус с коллекторной полостью и соединенное с ней отверстие в стенке корпуса для подачи рабочего газа, установленный в корпусе патрубок, охватываемый коллекторной полостью, с одним или более продольными каналами для подачи жидкости, расположенными по окружности относительно оси симметрии патрубка, не менее двух сопел, соединенных с коллекторной полостью, расположенных на корпусе по окружности относительно оси симметрии патрубка, каждое сопло установлено с возможностью изменения угла наклона сопла в плоскости, проходящей через ось симметрии этого сопла и ось симметрии патрубка, перед торцом патрубка со стороны сопел подачи рабочего газа соосно оси симметрии патрубка установлен с возможностью осевого перемещения вдоль оси симметрии патрубка обтекатель, при этом обтекатель выполнен в виде цанги, представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги установлен регулирующий винт для раскрытия лепестков цанги, на наружную поверхность цанги надета эластичная трубка, охватывающая лепестки цанги.The problem in the claimed invention is solved due to the fact that the liquid atomizer with an adjustable cowling comprises a vertically located housing with a collector cavity and a hole connected to it in the wall of the housing for supplying working gas, a nozzle installed in the housing, covered by a collector cavity, with one or more longitudinal channels for supplying fluid, located around the circumference relative to the axis of symmetry of the pipe, at least two nozzles connected to the collector cavity located on the housing around the circumference relative to the axis of symmetry of the nozzle, each nozzle is mounted with the possibility of changing the angle of inclination of the nozzle in a plane passing through the axis of symmetry of this nozzle and the axis of symmetry of the nozzle, in front of the end of the nozzle from the side of the nozzles of the working gas supply, coaxial to the axis of symmetry of the nozzle is mounted with axial movement along the axis the symmetry of the nozzle of the fairing, while the fairing is made in the form of a collet, which is a body of revolution, with increasing transverse cross-sectional area of the working gas jets cross section, an adjusting screw is installed inside the collet to open the collet petals, an elastic tube is put on the outer surface of the collet, covering the petals of the collet.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по авторскому свидетельству СССР №1209309 тем, что обтекатель выполнен в виде цанги, представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги установлен регулирующий винт для раскрытия лепестков цанги, на наружную поверхность цанги надета эластичная трубка, охватывающая лепестки цанги.The claimed invention differs from the well-known technical solution according to the USSR author's certificate No. 1209309 in that the cowl is made in the form of a collet, which is a body of revolution, with a cross-sectional area increasing in the direction of flow of the working gas jets, an adjustment screw is installed inside the collet to open the collet petals, the outer surface of the collet is wearing an elastic tube covering the petals of the collet.

Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно обеспечило бесступенчатое регулирование степени диспергации жидкости.The indicated difference made it possible to obtain a technical result, namely, it provided stepless regulation of the degree of dispersion of the liquid.

На фиг.1 представлен продольный разрез распылителя жидкости с регулируемым обтекателем.Figure 1 shows a longitudinal section of a liquid atomizer with an adjustable fairing.

На фиг.2 представлен вид на заявляемое устройство по стрелке А фиг.1.Figure 2 presents a view of the inventive device in arrow A of figure 1.

На фиг.3 изображен разрез заявляемого устройства по Б-Б фиг.1.Figure 3 shows a section of the inventive device BB-1 of figure 1.

Распылитель жидкости с регулируемым обтекателем (фиг.1) содержит вертикально расположенный корпус 1 (фиг.1) с коллекторной полостью 2 (фиг.1) и соединенное с ней отверстие 3 (фиг.1) в стенке корпуса 1 для подачи рабочего газа, установленный в корпусе 1 патрубок 4 (фиг.1, 3), охватываемый коллекторной полостью 2, с одним или более продольными каналами 5 (фиг.1, 3) для подачи жидкости, расположенными по окружности относительно оси 6 (фиг.1) симметрии патрубка 4, не менее двух сопел 7 (фиг.1-3), соединенных с коллекторной полостью 2, расположенных на корпусе 1 по окружности относительно оси 6 симметрии патрубка 4, каждое сопло 7 установлено с возможностью изменения угла наклона сопла 7 в плоскости, проходящей через ось 8 (фиг.1) симметрии этого сопла 7 и ось 6 симметрии патрубка 4, перед торцом 9 (фиг.1) патрубка 4 со стороны сопел 7 подачи рабочего газа соосно оси 6 симметрии патрубка 4 установлен с возможностью осевого перемещения вдоль оси 6 симметрии патрубка 4 обтекатель 10 (фиг.1, 2), при этом обтекатель 10 выполнен в виде цанги 11 (фиг.1, 2), представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги 11 установлен регулирующий винт 12 (фиг.1, 2) для раскрытия лепестков 13 (фиг.1, 2) цанги 11 на наружную поверхность 14 (фиг.1) цанги 11 надета эластичная трубка 15 (фиг.1, 2), охватывающая лепестки 13 цанги 11.The spray liquid with an adjustable fairing (figure 1) contains a vertically located housing 1 (figure 1) with a collector cavity 2 (figure 1) and a connected hole 3 (figure 1) in the wall of the housing 1 for supplying working gas, installed in the housing 1, the pipe 4 (FIGS. 1, 3), covered by the collector cavity 2, with one or more longitudinal channels 5 (FIGS. 1, 3) for supplying liquid, arranged around the circumference relative to the axis of symmetry 6 (FIG. 1) of the pipe 4 , at least two nozzles 7 (Figs. 1-3) connected to the collector cavity 2 located on the housing 1 In relation to the axis of symmetry 6 of the nozzle 4, each nozzle 7 is installed with the possibility of changing the angle of inclination of the nozzle 7 in the plane passing through the axis 8 (Fig. 1) of the symmetry of this nozzle 7 and the axis of symmetry 6 of the nozzle 4, in front of the end face 9 (Fig. 1) the pipe 4 from the side of the nozzles 7 for supplying the working gas coaxially to the axis of symmetry 6 of the pipe 4 is mounted with the possibility of axial movement along the axis of symmetry 6 of the pipe 4 fairing 10 (figure 1, 2), while the fairing 10 is made in the form of a collet 11 (figure 1, 2), which is a body of revolution, with increasing in the expiration direction ia working gas jets with a cross-sectional area, inside the collet 11 there is a control screw 12 (Fig. 1, 2) for opening the petals 13 (Fig. 1, 2) of the collet 11 on the outer surface 14 (Fig. 1) of the collet 11 an elastic tube 15 is put on (figure 1, 2), covering the petals 13 of the collet 11.

Уплотнение соединения корпуса 1 и патрубка 4 осуществлено прокладками 16 (фиг.1) и 17 (фиг.1). Закрепление сопел 7 осуществлено с помощью механизма фиксации, состоящего из гайки 18 (фиг.1-3), фиксатора 19 (фиг.1-3), уплотнений 20 (фиг.1) и 21 (фиг.1). Гайка 18 установлена на корпусе 1 на резьбе 22 (фиг.1). Обтекатель 10 установлен в патрубке 4 на резьбе 23 (фиг.1) и зафиксирован контргайкой 24 (фиг.1, 3).The seal of the connection of the housing 1 and the pipe 4 is carried out by gaskets 16 (figure 1) and 17 (figure 1). The nozzles 7 are fixed using a locking mechanism consisting of a nut 18 (Figs. 1-3), a latch 19 (Figs. 1-3), seals 20 (Figs. 1) and 21 (Figs. 1). The nut 18 is mounted on the housing 1 on the thread 22 (figure 1). The fairing 10 is installed in the pipe 4 on the thread 23 (Fig. 1) and fixed with a lock nut 24 (Figs. 1, 3).

Устройство работает следующим образом. Распыляемую жидкость подают самотеком или под давлением через продольные каналы 5 в патрубке 4 в факел распыления. Уплотнение корпуса 1 и патрубка 4 осуществлено прокладками 16 и 17. Рабочий газ подают под давлением через отверстие 3 в стенке корпуса 1 в коллекторную полость 2. Распределяясь в коллекторной полости 2 корпуса 1, рабочий газ истекает из сопел 7, расположенных вокруг патрубка 4 для подачи распыляемой жидкости в виде системы газодинамических струй, в факел распыления. Жидкость, истекая из продольных каналов 5 в патрубке 4, под действием струй рабочего газа растекается по поверхности обтекателя 10, охватываемого каналами 5 для подачи жидкости, в виде пленки. Частицы жидкости, образующие пленку, под аэродинамическим воздействием со стороны струй рабочего газа движутся по поверхности обтекателя 10 вниз по потоку. Так как обтекатель 10 представляет собой тело вращения с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, то жидкостная пленка, движущаяся вниз по потоку, растягивается из-за действия сил адгезии и сил поверхностного натяжения жидкости между поверхностью обтекателя 10 и жидкостной пленкой, а также сил вязкости между частицами жидкости, что приводит к уменьшению ее толщины. Далее жидкостная пленка достаточно малой толщины достигает кромки эластичной трубки 15, с которой она срывается потоком рабочего газа. При этом пленка моментально теряет устойчивость и распадается на облако капель. Для получения более мелких капель, то есть увеличения степени диспергации жидкости, необходимо уменьшение толщины пленки жидкости, сдуваемой с обтекателя 10 струями рабочего газа. Уменьшение толщины жидкостной пленки происходит при более резком увеличении площади поперечного сечения обтекателя 10 вниз по потоку, то есть подъем жидкостной пленки по обтекателю 10 должен быть более крутым. Угол ω (фиг.1) между осью 6 симметрии патрубка 4 и образующей обтекателя 10 изменяется с помощью регулирующего винта 12, установленного внутри цанги 11, при вращении которого происходит раскрытие лепестков 13 цанги 11, которые в свою очередь растягивают эластичную трубку 15, охватывающую лепестки 13 цанги 11. При этом происходит увеличение угла ω, что приводит к уменьшению толщины жидкостной пленки сдуваемой с обтекателя струями рабочего газа и, следовательно, уменьшению размеров образующихся капель. Возможность изменения положения обтекателя 10 в осевом направлении, изменение направления истечения струй рабочего газа при его многоструйной подаче в факел распыления позволяет производить настройку и оптимизировать процесс распыления, обеспечивая необходимую степень диспергации жидкости. Бесступенчатое регулирование устройства и получение необходимого режима распыления осуществляют изменением угла β (фиг.1) между осью 8 симметрии каждого сопла 7 и осью 6 симметрии патрубка 4 с помощью механизма фиксации, состоящего из гайки 18, фиксатора 19, уплотнений 20 и 21. Вращение гайки 18 по резьбе 22 позволяет уменьшить зажим сопел 7 уплотнениями 20 и 21, что дает возможность поворота каждого сопла 7. При этом изменяется угол β наклона оси 8 симметрии каждого сопла 7 относительно оси 6 симметрии патрубка 4, следовательно, изменяется направление истечения струй рабочего газа из каждого сопла 7. Обратное вращение гайки 18 позволяет зафиксировать сопла 7 в определенном положении. Для изменения дисперсности капель в устройстве предусмотрено регулирование положения обтекателя 10 вдоль оси 6 симметрии патрубка 4. Для этого обтекатель 10 вращают по резьбе 23, выставив обтекатель 10 на необходимом расстоянии от торца 9 патрубка 4, обтекатель 10 стопорят контргайкой 24.The device operates as follows. The sprayed liquid is fed by gravity or under pressure through the longitudinal channels 5 in the nozzle 4 into the spray torch. The sealing of the housing 1 and the nozzle 4 is carried out by gaskets 16 and 17. The working gas is supplied under pressure through an opening 3 in the wall of the housing 1 to the collector cavity 2. Distributed in the collector cavity 2 of the housing 1, the working gas flows out of nozzles 7 located around the nozzle 4 for supply sprayed liquid in the form of a system of gas-dynamic jets into a spray torch. The liquid flowing from the longitudinal channels 5 in the pipe 4, under the action of the jets of the working gas flows on the surface of the fairing 10, covered by channels 5 for supplying liquid, in the form of a film. The liquid particles forming the film, under aerodynamic influence from the side of the working gas jets, move along the surface of the fairing 10 downstream. Since the fairing 10 is a body of revolution with a cross-sectional area increasing in the direction of flow of the working gas jets, the liquid film moving downstream is stretched due to the action of adhesion forces and surface tension forces of the liquid between the surface of the fairing 10 and the liquid film, and also the viscosity forces between the particles of the liquid, which leads to a decrease in its thickness. Further, the liquid film of a sufficiently small thickness reaches the edge of the elastic tube 15, from which it breaks off the flow of the working gas. In this case, the film instantly loses stability and breaks up into a cloud of drops. To obtain smaller droplets, that is, to increase the degree of dispersion of the liquid, it is necessary to reduce the thickness of the liquid film blown off from the fairing by 10 jets of working gas. A decrease in the thickness of the liquid film occurs with a sharper increase in the cross-sectional area of the fairing 10 downstream, that is, the rise of the liquid film along the fairing 10 should be steeper. The angle ω (Fig. 1) between the axis of symmetry 6 of the nozzle 4 and the generatrix of the fairing 10 is changed by means of an adjusting screw 12 installed inside the collet 11, during rotation of which the petals 13 of the collet 11 open, which in turn stretch the elastic tube 15 covering the petals 13 of the collet 11. In this case, the angle ω increases, which leads to a decrease in the thickness of the liquid film blown from the fairing by the working gas jets and, therefore, to a decrease in the size of the droplets formed. The possibility of changing the position of the fairing 10 in the axial direction, changing the direction of the expiration of the jets of the working gas during its multi-jet supply to the spray jet allows you to configure and optimize the spray process, providing the necessary degree of dispersion of the liquid. Stepless adjustment of the device and obtaining the necessary spraying mode is carried out by changing the angle β (Fig. 1) between the symmetry axis 8 of each nozzle 7 and the symmetry axis 6 of the nozzle 4 using a locking mechanism consisting of a nut 18, a retainer 19, seals 20 and 21. Rotating the nut 18 along the thread 22 makes it possible to reduce the clamping of the nozzles 7 by seals 20 and 21, which makes it possible to rotate each nozzle 7. This changes the angle β of the inclination of the axis of symmetry 8 of each nozzle 7 relative to the axis of symmetry 6 of the nozzle 4, therefore, the direction and flow of combustion gas jets from each nozzle 7. The reverse rotation of the nut 18 allows to fix the nozzles 7 in position. To change the dispersion of the droplets, the device provides for the regulation of the position of the fairing 10 along the axis of symmetry 6 of the nozzle 4. For this, the fairing 10 is rotated along the thread 23, exposing the fairing 10 at the required distance from the end face 9 of the nozzle 4, the fairing 10 is locked with a lock nut 24.

Изобретение позволило получить технический результат, а именно: обеспечило бесступенчатое регулирование степени диспергации жидкости.The invention allowed to obtain a technical result, namely: it provided stepless regulation of the degree of dispersion of the liquid.

Claims

Adjustable cowling fluid sprayer, comprising a vertically arranged housing with a collector cavity and an opening connected to it in a wall of the housing for supplying working gas, a nozzle installed in the housing, covered by a collector cavity, with one or more longitudinal channels for supplying liquid, arranged around a circle relative to the axis symmetry of the nozzle, at least two nozzles connected to the collector cavity, located on the body around the circumference relative to the axis of symmetry of the nozzle, each nozzle is installed It is possible to change the angle of inclination of the nozzle in a plane passing through the axis of symmetry of this nozzle and the axis of symmetry of the nozzle, in front of the end of the nozzle from the side of the nozzles for supplying working gas coaxially to the axis of symmetry of the nozzle, a fairing is installed axially moving along the axis of symmetry of the nozzle, characterized in that the fairing made in the form of a collet, which is a body of revolution, with a cross-sectional area increasing in the direction of flow of the working gas jets, an adjusting screw is installed inside the collet for I open the collet petals, on the outer surface of the collet wears an elastic tube covering the petals of the collet.