RU2449838C1

RU2449838C1 - Impact spray atomiser

Info

Publication number: RU2449838C1
Application number: RU2010146660/05A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Зайцев (RU); Анатолий Иванович Зайцев; Антон Евгеньевич Лебедев (RU); Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова (RU); Анна Борисовна Капранова; Александр Анатольевич Павлов (RU); Александр Анатольевич Павлов
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-05-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to fluid sprayers to be used in chemical, food and other industries for drying of solutions, and reaction and mass exchange processes. Atomiser tapered plate outer surfaces are furnished with inclined staggered reflectors. Distribution plate is arranged under fluid feed device. Circular cutouts are made on plate surface. Area of cutouts increases from axis to edges of distribution plate.

EFFECT: simple design, monodisperse spray.

3 dwg

Description

Изобретение предназначено для распыления жидкостей в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Наиболее целесообразно использование ударно-струйной форсунки при проведении процесса высушивания растворов, при организации реакционных и массообменных процессов.The invention is intended for spraying liquids in the chemical, food and other industries. The most appropriate use of the shock-jet nozzle during the process of drying solutions, when organizing reaction and mass transfer processes.

Известна ударно-струйная форсунка, содержащая устройство подачи, отражатели, выполненные в виде сферических сегментов параболического типа с вершинами, ориентированными в противоположные стороны, и такой формы (кривизны поверхности), что кромки отражателей оказываются взаимно перпендикулярными при расстоянии между основаниями сегментов отражателей не менее величины толщины пленки жидкости на кромке второго отражателя, причем вершина первого отражателя обращена в сторону сопла. При истечении жидкости из сопла часть ее растекается по первому отражателю, а другая часть через отверстие попадает на второй отражатель, где преобразуется в пленку. За счет возвратно-поступательных перемещений отражателей пленки жидкости, истекающие с их поверхностей, турбулизируются, при этом соударение пленок происходит под прямым углом, что усиливает силу соударения и возмущения потоков, способствуя более интенсивному распаду пленки на капли [Патент РФ №2179074].Known shock-jet nozzle containing a feed device, reflectors made in the form of spherical segments of parabolic type with vertices oriented in opposite directions, and such a shape (surface curvature) that the edges of the reflectors are mutually perpendicular when the distance between the bases of the segments of the reflectors is not less than the thickness of the liquid film at the edge of the second reflector, with the apex of the first reflector facing the nozzle. When fluid flows from the nozzle, part of it spreads along the first reflector, and the other part through the hole enters the second reflector, where it is converted into a film. Due to the reciprocating movements of the reflectors, the liquid films flowing from their surfaces are turbulized, while the films collide at a right angle, which increases the collision force and flow perturbations, contributing to a more intense film disintegration into droplets [RF Patent No. 2179074].

К недостаткам данной форсунки следует отнести невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в образуемом потоке.The disadvantages of this nozzle include the low quality of the spray and the uneven distribution of the bulk density of the droplets in the formed stream.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ударно-струйная форсунка, содержащая устройство подачи жидкости, коаксиально расположенные конические тарелки с увеличивающимися углами конусности от нижней тарелки к верхней, и имеющие в верхней части цилиндрические коаксиальные насадки, соединенные между собой пластинчатыми ребрами [Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей/ - М.: Химия, 1979, с/80-82].Closest to the proposed invention is a shock-jet nozzle containing a fluid supply device, coaxially arranged conical plates with increasing taper angles from the lower plate to the upper, and having cylindrical coaxial nozzles connected to each other by plate ribs in the upper part [Pages. D.G. , Galustov BC Liquid sprayers / - M.: Chemistry, 1979, s / 80-82].

К недостаткам данной ударно-струйной форсунки следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в объеме аппарата.The disadvantages of this shock-jet nozzle include the complexity of the design, low spray quality and uneven distribution of bulk density of droplets in the volume of the apparatus.

Задачей данного изобретения является создание ударно-струйной форсунки, имеющей высокое качество распыла, позволяющего получить разреженный поток с равномерным распределением объемной плотности капель в аппарате для задач химической и других отраслей промышленности.The objective of the invention is to provide a shock-jet nozzle having a high spray quality, allowing to obtain a rarefied stream with a uniform distribution of bulk density of droplets in the apparatus for the tasks of chemical and other industries.

Поставленная задача достигается тем, что в ударно-струйной форсунке, содержащей устройство подачи жидкости, коаксиально расположенные конические тарелки с увеличивающимися углами конусности от нижней тарелки к верхней, имеющие в верхней части цилиндрические коаксиальные насадки, соединенные между собой пластинчатыми ребрами, на внешних поверхностях конических тарелок выполнены наклонные отражатели, расположенные в шахматном порядке, а под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина, на поверхности которой выполнены кольцевые вырезы, площадь которых увеличивается от оси к периферии распределительной пластины.The problem is achieved in that in the shock-jet nozzle containing a fluid supply device, coaxially arranged conical plates with increasing taper angles from the lower plate to the upper, having cylindrical coaxial nozzles connected to each other by plate ribs on the outer surfaces of the conical plates inclined staggered reflectors are made, and a distribution plate is installed under the fluid supply device, on the surface of which Annular cuts have been made, the area of which increases from the axis to the periphery of the distribution plate.

На фиг.1 изображена ударно-струйная форсунка.Figure 1 shows the shock-jet nozzle.

На фиг.2 показана поверхность конической тарелки.Figure 2 shows the surface of a conical plate.

На фиг.3 представлена поверхность распределительной пластины.Figure 3 presents the surface of the distribution plate.

Ударно-струйная форсунка содержит устройство подачи жидкости 1, конические тарелки 2, в верхней части которых выполнены цилиндрические коаксиальные насадки 3. Цилиндрические коаксиальные насадки соединены между собой пластинчатыми ребрами 4. На поверхностях конических тарелок установлены наклонные отражатели 5, расположенные в шахматном порядке. Для равномерной подачи жидкости на конические тарелки под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина 6 с кольцевыми вырезами 7.The shock-jet nozzle contains a fluid supply device 1, conical plates 2, in the upper part of which cylindrical coaxial nozzles 3 are made. Cylindrical coaxial nozzles are interconnected by plate ribs 4. On the surfaces of the conical plates there are inclined reflectors 5 arranged in a checkerboard pattern. For a uniform fluid supply to the conical plates, a distribution plate 6 with annular cutouts 7 is installed under the fluid supply device.

Ударно-струйная форсунка работает следующим образом.Impact jet nozzle operates as follows.

Подлежащая распылению жидкость поступает из устройства подачи жидкости 1 на поверхность распределительной пластины 6, проходит через кольцевые вырезы 7 и попадает в каналы, образованные между цилиндрическими коаксиальными насадками 3. При взаимодействии жидкости с поверхностью конических тарелок происходит ее ударное взаимодействие, приводящее к образованию тонкой пленки. Движущаяся с высокой скоростью пленка взаимодействует с наклонными отражателями 5 и распыляется. Применение наклонных отражателей повышает дисперсный объем распыленной жидкости в аппарате и уменьшает размер образующихся капель, а их расположение в шахматном порядке позволяет распылить практически всю жидкость, движущуюся по поверхностям конических тарелок. Таким образом, при работе предлагаемой ударно-струйной форсунки, совокупность разреженных потоков капель, образованных при ударном взаимодействии распыляемой жидкости с наклонными отражателями, представляет собой поток капель с равномерным распределением объемной плотности во внутреннем объеме аппарата.The liquid to be sprayed enters from the liquid supply device 1 to the surface of the distribution plate 6, passes through the annular cutouts 7, and enters the channels formed between the cylindrical coaxial nozzles 3. When the liquid interacts with the surface of the conical plates, its impact interaction occurs, which leads to the formation of a thin film. Moving at high speed, the film interacts with the inclined reflectors 5 and is sprayed. The use of inclined reflectors increases the dispersed volume of the atomized liquid in the apparatus and reduces the size of the droplets formed, and their arrangement in a checkerboard pattern allows you to spray almost all the fluid moving along the surfaces of the conical plates. Thus, during the operation of the proposed shock-jet nozzle, the set of rarefied droplet flows formed during the shock interaction of the sprayed liquid with inclined reflectors is a stream of droplets with a uniform distribution of bulk density in the internal volume of the apparatus.

Благодаря тому что под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина, на поверхности которой выполнены кольцевые вырезы, находящиеся над каналами между цилиндрическими коаксиальными насадками, жидкость распределяется по коническим тарелкам в зависимости от их размера. То есть на самую крупную (верхнюю) коническую тарелку распыляемая жидкость подается через кольцевой вырез, имеющий наибольшую площадь (расположенный на периферийном участке распределительной пластины).Due to the fact that a distribution plate is installed under the fluid supply device, on the surface of which annular cutouts are made located above the channels between the cylindrical coaxial nozzles, the liquid is distributed over the conical plates depending on their size. That is, the sprayed liquid is supplied to the largest (upper) conical plate through an annular cutout having the largest area (located on the peripheral portion of the distribution plate).

Данная ударно-струйная форсунка при простой конструкции позволяет получить монодисперсный распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.This shock-jet nozzle with a simple design allows you to get a monodisperse spray of high quality with a uniform distribution of droplets over the cross section of the apparatus.

Claims

Impact jet nozzle containing a fluid supply device, coaxially arranged conical plates with increasing taper angles from the lower plate to the upper one and having cylindrical coaxial nozzles connected to each other by plate ribs in the upper part, characterized in that inclined reflectors are made on the outer surfaces of the conical plates staggered, and under the fluid supply device a distribution plate is installed, on the surface of which annular yrezy, area of which increases from the axis to the periphery of the distributor plate.