RU2449840C1

RU2449840C1 - Centrifugal fluid sprayer

Info

Publication number: RU2449840C1
Application number: RU2010146662/05A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Зайцев (RU); Анатолий Иванович Зайцев; Антон Евгеньевич Лебедев (RU); Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова (RU); Анна Борисовна Капранова
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. Proposed centrifugal fluid sprayer comprises spraying nozzle that represents a truncated cone with its smaller base directed downward. Diameter of holes in rows increases from top row to bottom row.

EFFECT: simple design, monodisperse spray.

2 dwg

Description

Изобретение предназначено для распыления жидкостей в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Наиболее целесообразно использование центробежного распылителя жидкости 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 a centrifugal liquid atomizer when carrying out the process of drying solutions, when organizing reaction and mass transfer processes.

Известен центробежный распылитель, содержащий устройства загрузки, распылительную насадку с внутренней камерой, в которой с помощью фланцев закреплены сменные сопловые трубки с цилиндрическими каналами. В распылительной насадке закреплены, по крайней мере, три радиальные цилиндрические сменные сопловые трубки, во внутреннюю полость которых вставлены свободно спиральные стержни с возможностью вращения вокруг своей оси за счет подшипниковых опор, расположенных по обоим концам спиральных стержней и закрепленных во внутренней полости трубок [патент РФ №2334168].A centrifugal atomizer is known comprising loading devices, a spray nozzle with an internal chamber, in which replaceable nozzle tubes with cylindrical channels are fixed using flanges. At least three radial cylindrical interchangeable nozzle tubes are fixed in the spray nozzle, freely spiral tubes are inserted into the inner cavity with the possibility of rotation around its axis due to bearing bearings located at both ends of the spiral rods and fixed in the inner cavity of the tubes [RF patent No. 2,334,168].

К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в объеме аппарата.The disadvantages of this centrifugal atomizer include the complexity of the design, low spray quality and uneven distribution of bulk density of droplets in the volume of the apparatus.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный распылитель, содержащий устройства загрузки, распылительную насадку, представляющую собой полый цилиндр, на боковой поверхности которого выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами. На внешней поверхности распылительной насадки установлены конические тарелки [Пажи Д.Г. Распылители жидкостей. - М.: Химия, 1979, с.120, рис.111. 9б].Closest to the proposed invention is a centrifugal atomizer containing loading devices, a spray nozzle, which is a hollow cylinder, on the side surface of which holes are made, arranged in horizontal rows. Conical plates are installed on the outer surface of the spray nozzle [Pages of D.G. Sprays of liquids. - M.: Chemistry, 1979, p. 120, Fig. 111. 9b].

Задачей данного изобретения является создание центробежного распылителя жидкости, имеющего 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 centrifugal liquid atomizer 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 центробежном распылителе жидкости, содержащем устройство загрузки, распылительную насадку, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами, распылительная насадка представляет собой усеченный конус, размещенный меньшим основанием вниз и диаметр отверстий в рядах увеличивается от нижнего ряда к верхнему.The problem is achieved in that in a centrifugal liquid spray containing a loading device, a spray nozzle, on the side surface of which holes are arranged arranged in horizontal rows, the spray nozzle is a truncated cone placed with a smaller base down and the diameter of the holes in the rows increases from the lower row to to the top.

На фиг.1 изображен центробежный распылитель жидкости.Figure 1 shows a centrifugal atomizer of liquid.

На фиг.2 показан вид А.Figure 2 shows a view A.

Центробежный распылитель жидкости содержит распылительную насадку 1, устройство загрузки 2, отверстия 3, расположенные горизонтальными рядами. Вращение распылительной насадки производится от привода 4.The centrifugal liquid atomizer contains a spray nozzle 1, a loading device 2, openings 3 arranged in horizontal rows. Spray nozzle is rotated from drive 4.

Центробежный распылитель работает следующим образом.Centrifugal atomizer operates as follows.

Подлежащая распылению жидкость или раствор поступает из устройства загрузки 2 во внутреннюю полость распылительной насадки 1, вращающейся от привода 4. Под действием центробежных сил жидкость поднимается по ее внутренней стенке, проходит через отверстия 3 в боковой поверхности и распыляется. При этом внутренняя поверхность жидкостного столба имеет цилиндрическую форму. С целью получения равномерного распределения концентрации жидкой фазы в орошаемом объеме распылительная насадка выполнена в виде усеченного конуса, размещенного меньшим основанием вниз. При такой форме распылительной камеры расстояние от оси вращения до отверстий увеличивается от нижнего ряда отверстий к верхнему. За счет увеличения давления жидкости на стенку от нижнего сечения к верхнему скорость истечения жидкости повышается, что приводит к возрастанию дальности полета струй и образованных при их распаде капель. Таким образом, частицы жидкости, вылетающие из нижнего ряда отверстий, движутся ближе к оси распылительной камеры, чем капли струй, вылетающих из отверстий, находящихся в следующем ряду. Такое расположение отверстий позволяет создавать разреженный поток с равномерной концентрацией капель во внутреннем объеме аппарата. Для получения монодисперсного распыла диаметр отверстий в рядах распылительной камеры увеличивается от нижнего ряда к верхнему. Это связано с тем, что с повышением скорости истечения жидкости уменьшается размер капель. Таким образом, в нижнем ряду, где имеет место наименьшая скорость истечения, размер отверстий выполнен минимальным. При таком размещении отверстий в распылителе, с одной стороны, будет иметь место равномерное в объеме аппарата размещение капель жидкости и, с другой, возможно достижение капель одного размера. Имея большую скорость истечения в верхней части распылителя, будет расти дальность полета струй и капель. Эта дальность уменьшается в аппарате сверху вниз. В то же время, как было сказано ранее, за счет сокращения размера отверстий диаметр капель уменьшаться не будет. Достижение равномерного распределения объемной плотности (концентрации) частиц приведет к повышению эффективности массо-теплообменных процессов и снижению энергозатрат.The liquid or solution to be sprayed enters from the loading device 2 into the internal cavity of the spray nozzle 1, which rotates from the actuator 4. Under the action of centrifugal forces, the liquid rises along its inner wall, passes through holes 3 in the side surface and is sprayed. Moreover, the inner surface of the liquid column has a cylindrical shape. In order to obtain a uniform distribution of the concentration of the liquid phase in the irrigated volume, the spray nozzle is made in the form of a truncated cone, placed smaller base down. With this shape of the spray chamber, the distance from the axis of rotation to the holes increases from the bottom row of holes to the top. Due to an increase in the pressure of the liquid on the wall from the lower section to the upper, the rate of fluid outflow increases, which leads to an increase in the range of the jets and droplets formed during their decay. Thus, liquid particles emitted from the lower row of openings move closer to the axis of the spray chamber than droplets of jets emitted from the openings located in the next row. This arrangement of the holes allows you to create a rarefied stream with a uniform concentration of droplets in the internal volume of the apparatus. To obtain a monodisperse spray, the diameter of the holes in the rows of the spray chamber increases from the lower row to the upper. This is due to the fact that with an increase in the rate of fluid outflow, the size of the drops decreases. Thus, in the bottom row, where the lowest flow rate takes place, the size of the holes is made minimal. With this arrangement of holes in the sprayer, on the one hand, there will be a uniform distribution of liquid droplets in the apparatus volume and, on the other hand, droplets of the same size can be achieved. Having a high flow rate in the upper part of the atomizer, the range of jets and drops will increase. This range decreases in the apparatus from top to bottom. At the same time, as was said earlier, by reducing the size of the holes, the diameter of the droplets will not decrease. Achieving a uniform distribution of bulk density (concentration) of particles will increase the efficiency of mass-heat transfer processes and reduce energy consumption.

Данный центробежный распылитель при простой конструкции позволяет получить монодисперсный распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.This centrifugal atomizer 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

A centrifugal liquid atomizer containing a loading device, a spray nozzle, on the lateral surface of which holes are arranged arranged in horizontal rows, characterized in that the spray nozzle is a truncated cone placed with a smaller base down, and the diameter of the holes in the rows increases from the lower to the upper row.