RU2530117C1 - Device for dispersing liquid - Google Patents
Device for dispersing liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530117C1 RU2530117C1 RU2013116238/05A RU2013116238A RU2530117C1 RU 2530117 C1 RU2530117 C1 RU 2530117C1 RU 2013116238/05 A RU2013116238/05 A RU 2013116238/05A RU 2013116238 A RU2013116238 A RU 2013116238A RU 2530117 C1 RU2530117 C1 RU 2530117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- annular
- liquid
- collector
- mouthpiece
- Prior art date
Links
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей и может найти применение, например, в теплоэнергетике, в узле редуцирования острого пара; в водоснабжении при удалении двухвалентного железа из подземных и открытых источников; при аэрации бытовых и близких к ним по составу сточных вод; в промышленном кондиционировании для насыщения влагой обрабатываемого воздуха; в контурах промышленного оборотного водоснабжения, оснащенных градирнями; в противопожарной технике для орошения защищаемых площадей.The invention relates to a device for spraying liquids and may find application, for example, in the power system, in the site of the reduction of sharp steam; in water supply when removing ferrous iron from underground and open sources; during aeration of household and wastewater composition close to them; in industrial air conditioning to saturate the treated air with moisture; in the circuits of industrial circulating water supply equipped with cooling towers; in fire fighting equipment for irrigation of protected areas.
Известна распылительная головка (авторское свидетельство СССР №902839, МПК В05В 1/00, 1982 г.), содержащая конусное сопло с закрепленными на его выходном конце насадками с увеличивающимися по ходу движения жидкости диаметрами. Насадки выполнены ступенчатыми в виде ряда цилиндров так, что стенки ступеней цилиндров образуют кольцевые камеры. Распылительная головка работает по принципу жидкостно-вакуумного устройства, вакуумные камеры образуются кавитационными процессами при срывах жидкостного потока с кромок цилиндрических насадков.A known spray head (USSR author's certificate No. 902839, IPC B05B 1/00, 1982) containing a conical nozzle with nozzles fixed at its outlet end with diameters increasing along the course of the fluid movement. The nozzles are made stepped in the form of a series of cylinders so that the walls of the steps of the cylinders form annular chambers. The spray head works on the principle of a liquid-vacuum device, vacuum chambers are formed by cavitation processes during disruption of the liquid flow from the edges of the cylindrical nozzles.
Недостатком данного устройства является то, что центральная часть эжектируемого жидкостного потока, обусловленная самой большой кинетической энергией, «пролетает» и не участвует в работе по диспергированию. Устройство имеет относительно низкий коэффициент полезного действия.The disadvantage of this device is that the central part of the ejected liquid flow, due to the largest kinetic energy, "flies" and does not participate in the work of dispersion. The device has a relatively low efficiency.
Из известных устройств для диспергирования жидкости наиболее близким по технической сущности является устройство для диспергирования жидкости (патент №2159684, МПК В05В 1/14, приоритет от 07.02.2000 г.), содержащее конфузор, сопло и закрепленный на его наружной поверхности насадок, образующий вакуумную камеру, профилированные кольца нарастающего диаметра и кавитационный стержень с торцевой площадкой на конце, расположенный по оси сопла с возможностью его перемещения в продольном направлении в зоне внутренней плоскости выходного сечения сопла против потока жидкости, при этом по краю сопла и насадка выполнены проточки, которые своими гранями в процессе работы устройства образуют вакуумные кольцевые зоны.Of the known devices for dispersing a liquid, the closest in technical essence is a device for dispersing a liquid (patent No. 2159684, IPC B05B 1/14, priority of 02/07/2000), containing a confuser, nozzle and nozzles fixed on its outer surface, forming a vacuum chamber, profiled rings of increasing diameter and a cavitation rod with an end plate at the end, located along the axis of the nozzle with the possibility of its movement in the longitudinal direction in the zone of the inner plane of the nozzle exit section having flowed off the fluid flow, at the same time, grooves are made along the edge of the nozzle and nozzle, which form vacuum ring zones with their faces during operation of the device.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является невысокий коэффициент полезного действия вследствие недостаточной степени создаваемого в устройстве вакуума - зоны разрежения, влияющей на степень диспергирования, поскольку глубина зоны разряжения достигается только динамикой жидкостного потока, проходящего через него. Устройство достаточно сложно в изготовлении, так как имеет кольца нарастающего диаметра, профилированные проточки по краю сопла и насадка. Опытно-конструкторское моделирование показало устойчивую работу этого устройства на объемах до 20 т/ч диспергируемой жидкости. Для решения большого ряда инженерных задач этот уровень производительности недостаточен.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below are the low efficiency due to the insufficient degree of vacuum created in the device — the rarefaction zone, which affects the degree of dispersion, since the depth of the rarefaction zone is achieved only by the dynamics of the fluid flow passing through it. The device is quite difficult to manufacture, as it has rings of increasing diameter, profiled grooves along the edge of the nozzle and nozzle. Experimental design modeling showed the stable operation of this device on volumes up to 20 t / h of dispersible liquid. To solve a large number of engineering problems, this level of performance is insufficient.
Технический результат, достигаемый изобретением, - значительное повышение производительности устройства и коэффициента его полезного действия за счет принудительного разрушения жидкостного потока до дисперстности капель менее 1 мм в диаметре, возможность регулирования дисперстности жидкостного потока, надежность и простота конструкции.The technical result achieved by the invention is a significant increase in the productivity of the device and its efficiency due to the forced destruction of the liquid flow to a dispersion of droplets of less than 1 mm in diameter, the ability to control the dispersion of the liquid flow, reliability and simplicity of design.
Устройство для диспергирования жидкости, содержащее фланец с расположенным на нем конфузором, переходящим в сопло, кольцевую зону разрежения, насадок, на наружной поверхности которого расположен узел крепления кавитационного стержня, при этом кавитационный стержень выполнен в виде цельной шпильки с торцевой площадкой на конце, обращенной навстречу потоку жидкости и расположенной по оси устройства с возможностью ее перемещения в продольном направлении в зоне обреза сопла, в соответствии с изобретением устройство дополнительно снабжено кольцевым коллектором с патрубком, при этом кольцевой коллектор размещен на наружной поверхности насадка, кольцевая зона разрежения образована наружной поверхностью конфузора и сопла, а также внутренней поверхностью цилиндрического насадка, по насадку выполнена перфорация, соединяющая кольцевую зону разрежения с пространством кольцевого коллектора, разрежение создается внешним устройством, соединенным посредством патрубка с кольцевым коллектором, а верхний срез насадка имеет превышение над верхним срезом сопла, что обеспечивает границу контакта жидкости и зоны разрежения.A device for dispersing a liquid, comprising a flange with a confuser disposed on it, passing into a nozzle, an annular rarefaction zone, nozzles, on the outer surface of which there is a mounting unit for the cavitation rod, while the cavitation rod is made in the form of a solid stud with the end plate facing towards in accordance with the invention, the device is additionally provided with a fluid flow and located along the axis of the device with the possibility of its movement in the longitudinal direction in the area of the nozzle edge about an annular collector with a nozzle, while the annular collector is placed on the outer surface of the nozzle, the annular rarefaction zone is formed by the outer surface of the confuser and nozzle, as well as the inner surface of the cylindrical nozzle, perforation is made on the nozzle connecting the annular rarefaction zone with the space of the annular collector, the vacuum is created by the external a device connected by means of a pipe with an annular collector, and the upper section of the nozzle has an excess over the upper section of the nozzle, which ensures the boundary between the liquid and the rarefaction zone.
Конструкция устройства представлена на фиг.1, где на фланце 1 расположен конфузор 2, переходящий в сопло 3, на фланце 1 установлен насадок 4, по периметру которого выполнена перфорация 5, на наружной части насадка расположен кольцевой коллектор 6, закрывающий зону перфорации, патрубок 7, сообщающийся с внешним устройством создания зоны разрежения. Внутренняя поверхность насадка 4, наружные поверхности конфузора 2 и сопла 3 образуют внутреннюю кольцевую камеру 8. Кавитционный стержень 9 выполнен в виде изогнутой в двух местах под углом 90° шпильки, имеющей круглое сечение. Торцевая площадка 10 кавитационного стержня 9 размещена на выходе в плоскости среза сопла 3, а другой его конец ограничен в перемещении узлом фиксации 11, размещенном на наружной поверхности насадка 4.The design of the device is shown in FIG. 1, where a confuser 2 is located on the flange 1, which passes into the nozzle 3, nozzles 4 are installed on the flange 1, perforation 5 is made around its perimeter, an annular collector 6 is located on the outside of the nozzle, covering the perforation zone, pipe 7 communicating with an external device to create a vacuum zone. The inner surface of the nozzle 4, the outer surface of the confuser 2 and the nozzle 3 form an inner annular chamber 8. The cavitation rod 9 is made in the form of a hairpin bent in two places at an angle of 90 °, having a circular cross section. The end face 10 of the cavitation rod 9 is placed at the outlet in the cut plane of the nozzle 3, and its other end is limited in movement by the fixing unit 11 located on the outer surface of the nozzle 4.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Поток диспергируемой жидкости проходит под избыточным давлением через фланец 1, поступает в конфузор 2, далее проходит через сопло 3, где скорость жидкостного потока выравнивается и уменьшаются турбулентные процессы при его истечении. На выходе из сопла 3 жидкостный поток взаимодействует с торцевой площадкой 10 кавитационного стержня 9, после чего центральная часть жидкостного потока перераспределяется от центра сопла ближе к его стенке на периферию, тем самым в процесс диспергирования вовлекается весь объем проходящей через устройство жидкости. При первоначальном раскрытии факела жидкости он перекрывает разновысокие кромки сопла 3 и насадка 4, где кромка насадка 4 имеет превышение над кромкой сопла 3, тем самым создается граница взаимодействия жидкостной среды с искусственно созданной зоной разрежения. Устройство дополнительно снабжено кольцевым коллектором 6, который посредством патрубка 7 соединен с внешним источником искусственного разрежения, в качестве которого может быть вакуумный насос или струйный эжектор. По периметру насадка 4 выполнена перфорация 5, закрываемая кольцевым коллектором 6. Наличие кольцевого коллектора 6 и перфорации 5 обеспечивает необходимые условия равномерного создания искусственной зоны разрежения во внутренней кольцевой камере 8. При работе устройства должно соблюдаться условие динамического равновесия, когда не происходит чрезмерного засасывания диспергируемой жидкости внутрь кольцевой камеры 8 вследствие образования в ней более глубокого разрежения, чем необходимого для решения поставленной задачи. Также конструкция устройства позволяет создавать неглубокое разрежение динамикой собственного проходящего потока при полном отсутствии воздействия внешнего источника искусственного разрежения, например, при закрытии любым запорным устройством патрубка 7. При этом условии можно ограничивать его производительность и дисперстность распыла.The flow of the dispersible liquid passes under excessive pressure through the flange 1, enters the confuser 2, then passes through the nozzle 3, where the velocity of the fluid flow is leveled and turbulent processes decrease when it expires. At the exit of the nozzle 3, the fluid flow interacts with the end pad 10 of the cavitation rod 9, after which the central part of the fluid flow is redistributed from the center of the nozzle closer to its wall to the periphery, thereby the entire volume of the liquid passing through the device is involved. At the initial opening of the fluid plume, it overlaps the uneven edges of the nozzle 3 and the nozzle 4, where the edge of the nozzle 4 has an excess over the edge of the nozzle 3, thereby creating a boundary between the fluid and the artificially created rarefaction zone. The device is additionally equipped with an annular collector 6, which is connected by means of a pipe 7 to an external source of artificial vacuum, which can be a vacuum pump or a jet ejector. Along the perimeter of the nozzle 4, perforation 5 is made, which is closed by an annular collector 6. The presence of an annular collector 6 and perforation 5 provides the necessary conditions for uniform creation of an artificial rarefaction zone in the inner annular chamber 8. During operation of the device, the condition of dynamic equilibrium must be observed when excessive dispersion of the liquid does not come in inside the annular chamber 8 due to the formation in it of a deeper vacuum than necessary to solve the problem. Also, the design of the device allows you to create a shallow rarefaction by the dynamics of its own passing stream in the complete absence of the influence of an external source of artificial rarefaction, for example, when any nozzle 7 is closed by any shut-off device.
Первоначально раскрытый после взаимодействия с торцевой площадкой 10 кавитационного стержня 9 жидкостный поток перекрывает верхнее пространство, образованное кольцевой камерой, и по условной границе: жидкость - зона разрежения, соприкасается с искусственно созданной зоной разрежения. Вне зависимости от времени контакта жидкости с зоной разрежения происходит процесс ее вскипания, то есть резкого выделения растворенных в ней газов. Это приводит к разрушению начальной целостности структуры жидкостного потока, проходящего через устройство, и результатом служит диспергированный жидкостный факел с высокой степенью дисперстности с еще большим углом раскрытия.Initially opened after interacting with the end pad 10 of the cavitation rod 9, the fluid flow overlaps the upper space formed by the annular chamber, and along the conditional boundary: fluid — rarefaction zone — comes into contact with the artificially created rarefaction zone. Regardless of the time of contact of the liquid with the rarefaction zone, the process of boiling occurs, that is, a sharp release of the gases dissolved in it. This leads to the destruction of the initial integrity of the structure of the liquid flow passing through the device, and the result is a dispersed liquid torch with a high degree of dispersion with an even larger opening angle.
Работа устройства характеризуется бесструйным разрушением жидкостного потока и возможным достижением дисперстности капель менее 1 мм в диаметре. При этом резко возрастает суммарная поверхность диспергированного потока по отношению к первоначальному объему жидкости. Процесс разрушения жидкостного потока происходит без механического воздействия на него со значительно малой потребляемой энергией разрушения. Резкое возрастание суммарной поверхности капельного объема диспергированной жидкости обеспечивает наиболее эффективное прохождение тепломассообмена с контактируемыми средами, например жидкость - воздух, жидкость - пар, жидкость - жидкость, что поднимает коэффициент полезного действия работы устройства до практически возможного высокого предела.The operation of the device is characterized by non-jet destruction of the liquid flow and the possible dispersion of droplets less than 1 mm in diameter. In this case, the total surface of the dispersed stream sharply increases with respect to the initial volume of the liquid. The process of destruction of the fluid flow occurs without mechanical impact on it with a significantly low consumed energy of destruction. A sharp increase in the total surface of the droplet volume of the dispersed liquid provides the most efficient passage of heat and mass transfer with contacted media, for example, liquid — air, liquid — vapor, liquid — liquid, which raises the efficiency of the device to an almost high limit.
Устройство позволяет устойчиво подвергать диспергированию жидкость с большой степенью ее загрязненности органическими и минеральными включениями, то есть с увеличенной кинетической вязкостью, обусловленной пластификаторами-загрязнителями. Для этого возможно предварительно ее насыщение любой растворимой газовой составляющей посредством напорной барбатажной камеры, размещенной перед входом потока в устройство.The device allows you to stably disperse a liquid with a high degree of contamination by organic and mineral inclusions, that is, with an increased kinetic viscosity due to plasticizer-contaminants. For this, it is possible to pre-saturate it with any soluble gas component by means of a pressure bubble chamber located in front of the flow inlet to the device.
Также данное устройство позволяет подвергать диспергированию жидкость в широком температурном диапазоне.Also, this device allows to disperse a liquid in a wide temperature range.
Работа устройства позволяет решать практически все возникающие инженерные задачи. Оно надежно и просто в изготовлении.The operation of the device allows to solve almost all emerging engineering problems. It is reliable and easy to manufacture.
Конструкция устройства позволяет эксплуатировать его с большим спектром технических регулировок, которые решают все возможные задачи по изменению основных характеристик, а именно: по производительности и качеству распыла, на которые оказывают влияние такие факторы, как наружные и внутренние геометрические размеры устройства.The design of the device allows you to operate it with a wide range of technical adjustments that solve all possible problems of changing the main characteristics, namely: the performance and quality of the spray, which are influenced by factors such as the external and internal geometric dimensions of the device.
При больших геометрических размерах оно способно пропускать большой объем рабочей жидкости, а подбор соотношений, например, диаметров конфузора, сопла, торцевой площадки кавитационного стержня позволяет настраивать устройство на задаваемые параметры. Так же изменение избыточного давления на входе в устройство в большую или меньшую сторону влияет на его производительность, а изменение глубины искусственного разрежения позволяет влиять на качество диспергирования.With large geometric dimensions, it is able to pass a large volume of working fluid, and the selection of ratios, for example, diameters of the confuser, nozzle, end plate of the cavitation rod, allows you to configure the device to set parameters. Also, a change in excess pressure at the inlet of the device to a greater or lesser extent affects its performance, and a change in the depth of artificial vacuum allows you to affect the quality of dispersion.
Все вышеперечисленные признаки, характеризующие устройство, обеспечивают достижение поставленной технической задачи.All of the above signs characterizing the device, ensure the achievement of the technical task.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116238/05A RU2530117C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Device for dispersing liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116238/05A RU2530117C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Device for dispersing liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2530117C1 true RU2530117C1 (en) | 2014-10-10 |
| RU2013116238A RU2013116238A (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53380137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116238/05A RU2530117C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Device for dispersing liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530117C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1436819A (en) * | 1965-03-19 | 1966-04-29 | R Pons Et Cie Ets | Device for transforming a water spray lance nozzle into a diffuser |
| GB1603701A (en) * | 1977-04-08 | 1981-11-25 | Hughes N | Vortex generating devices |
| RU2159684C1 (en) * | 2000-02-07 | 2000-11-27 | ООО "Самаратрансгаз" ОАО "ГАЗПРОМ" | Device for dispersing of liquid |
| RU2179073C2 (en) * | 2001-01-03 | 2002-02-10 | ООО "Самаратрансгаз" АО "ГАЗПРОМ" | Device for dispersing fluid |
| RU2184619C1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-07-10 | Душкин Андрей Леонидович | Liquid sprayer (versions) |
-
2013
- 2013-04-09 RU RU2013116238/05A patent/RU2530117C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1436819A (en) * | 1965-03-19 | 1966-04-29 | R Pons Et Cie Ets | Device for transforming a water spray lance nozzle into a diffuser |
| GB1603701A (en) * | 1977-04-08 | 1981-11-25 | Hughes N | Vortex generating devices |
| RU2159684C1 (en) * | 2000-02-07 | 2000-11-27 | ООО "Самаратрансгаз" ОАО "ГАЗПРОМ" | Device for dispersing of liquid |
| RU2179073C2 (en) * | 2001-01-03 | 2002-02-10 | ООО "Самаратрансгаз" АО "ГАЗПРОМ" | Device for dispersing fluid |
| RU2184619C1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-07-10 | Душкин Андрей Леонидович | Liquid sprayer (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013116238A (en) | 2014-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2557505C1 (en) | Centrifugal swirl atomiser of kochstar type | |
| RU2482928C1 (en) | Kochetov's gas-drop jet generator | |
| RU2554331C1 (en) | Kochetov's centrifugal vortex burner | |
| RU2564281C1 (en) | Kochetov's atomiser to spray fluids | |
| RU2512854C1 (en) | Nozzle by kochetov for spray of liquids | |
| RU2474451C1 (en) | Pneumatic sprayer | |
| RU2461427C1 (en) | Kochetov's fluid spray nozzle | |
| RU2552225C1 (en) | Kochetov's nozzle to spray fluids | |
| NO134570B (en) | ||
| RU2560291C1 (en) | Kochetov's pneumatic atomiser | |
| RU2473396C1 (en) | Kochetov's pneumatic sprayer | |
| RU2530117C1 (en) | Device for dispersing liquid | |
| RU2500964C2 (en) | Ventilation cooling tower | |
| RU2528164C1 (en) | Kochetov's air-blast atomiser | |
| CN103831005B (en) | A kind of water-cooling wall erosion protection system for SNCR denitration | |
| RU2429918C1 (en) | Device for generation of gas-drop jet | |
| RU174747U1 (en) | Steam Cooler | |
| RU2563751C1 (en) | Kochetov's pneumatic atomiser | |
| RU2599585C2 (en) | Device for fluid dispersion with high kinematic viscosity | |
| RU119264U1 (en) | PNEUMATIC SPRAY | |
| RU2612483C1 (en) | Kochetov's pneumatic nozzle | |
| RU2575225C1 (en) | Fan cooling tower | |
| RU2656566C2 (en) | Kochetov atomizer to spray fluids | |
| RU2548070C1 (en) | Kochetov's method of long range gas-droplet jet creation and device for its implementation | |
| RU2552228C1 (en) | Kochetov's atomiser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160410 |