RU2473011C1

RU2473011C1 - Centrifugal fluid sprayer

Info

Publication number: RU2473011C1
Application number: RU2011131130/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Зайцев; Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова; Юлия Владимировна Никитина
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-01-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention is intended for fluid spraying in chemical, food and other industries. Centrifugal fluid sprayer includes loading device, spray nozzle, on the lateral surface of which holes located in horizontal rows are made. Spray nozzle has elliptical shape in its cross section, and diameter of holes on surface of spray nozzle increases proportionally as the distance from rotation axis increases.

EFFECT: simple design of centrifugal fluid sprayer allows obtaining monodisperse high-quality spraying with uniform drop distribution across the section of the device.

3 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 аппарате.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 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 111.96].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. S. 120, rice 111.96].

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.

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 в поперечном сечении имеет эллиптическую форму, а диаметр отверстий на поверхности распылительной насадки увеличивается пропорционально возрастанию расстояния от ее оси вращения.This object is achieved in that in a centrifugal liquid atomizer containing a loading device, a spray nozzle with openings arranged in horizontal rows on its lateral surface, the spray nozzle in cross section has an elliptical shape, and the diameter of the holes on the surface of the spray nozzle increases in proportion to the increase in distance from its axis of rotation.

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

На фиг.2 показана распылительная насадка 1 в масштабе 2:1.2 shows a spray nozzle 1 at a 2: 1 scale.

На фиг.3 представлен разрез распылительной насадки 1 в масштабе 2:1.Figure 3 presents a section of a spray nozzle 1 at a scale of 2: 1.

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. С целью получения равномерного распределения концентрации жидкой фазы в орошаемом объеме распылительная насадка в поперечном сечении имеет эллиптическую форму. При таком исполнении распылительной насадки толщина столба жидкости в ней увеличивается пропорционально расстоянию от оси вращения. С ростом толщины жидкостного столба, а следовательно, и давления жидкости на стенку скорость истечения жидкости повышается, что приводит к возрастанию дальности полета струй и образованных при их распаде капель. Таким образом, частицы жидкости, вылетающие из отверстий наименее удаленных от центра распылительной насадки, движутся ближе к оси распылительной камеры, чем капли струй, вылетающих из отверстий, находящихся на большем удалении. Такая форма распылительной насадки позволяет создавать разреженный поток с равномерной концентрацией капель во внутреннем объеме аппарата. Для получения монодисперсного распыла диаметр отверстий распылительной насадки увеличивается пропорционально возрастанию расстояния от ее оси вращения до стенки. Это связано с тем, что с повышением скорости истечения жидкости уменьшается размер капель. Таким образом, в той зоне, где имеет место наименьшая скорость истечения, размер отверстий выполнен минимальным. При таком размещении отверстий в распылительной насадке, с одной стороны, будет иметь место равномерное в объеме аппарата размещение капель жидкости и, с другой, возможно достижение капель одного размера. 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. In order to obtain a uniform distribution of the concentration of the liquid phase in the irrigated volume, the spray nozzle is elliptical in cross section. With this design of the spray nozzle, the thickness of the liquid column in it increases in proportion to the distance from the axis of rotation. With an increase in the thickness of the liquid column and, consequently, of the pressure of the liquid on the wall, the velocity of the liquid flows increases, which leads to an increase in the flight range of the jets and droplets formed during their decay. Thus, liquid particles emanating from openings least distant from the center of the spray nozzle move closer to the axis of the spray chamber than droplets of jets emanating from openings located at a greater distance. This form of spray nozzle 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 of the spray nozzle increases in proportion to the increase in the distance from its axis of rotation to the wall. 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 area where the smallest flow rate takes place, the size of the holes is made minimal. With this arrangement of holes in the spray nozzle, 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 reached. 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 жидкости при простой конструкции позволяет получить монодисперсный распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.This centrifugal liquid 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 in horizontal rows, characterized in that the spray nozzle is elliptical in cross section and the diameter of the holes on the surface of the spray nozzle increases proportionally with increasing distance from the axis of rotation .