RU2611867C1

RU2611867C1 - Nozzle of disk injector

Info

Publication number: RU2611867C1
Application number: RU2015152204A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-03-01

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: disk injector nozzle comprises a housing in which the nozzles are fixed. At the bottom of each nozzle to the end surface of the cylindrical sleeve is attached by means of at least three spokes divider formed as a perforated disc. The convex part of the disk looks towards the diffuser output chamber.

EFFECT: higher spraying efficiency, power savings.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к центробежным распылителям, применяемым в химической и других отраслях промышленности для процессов, связанных с переработкой суспензий, растворов и эмульсий.The invention relates to centrifugal nebulizers used in chemical and other industries for processes associated with the processing of suspensions, solutions and emulsions.

Известен центробежный распылитель жидкости по А.с. СССР №154177, F26B 3/12, 1961 г., который представляют собой быстровращающийся диск и цилиндр с внутренними каналами различной формы (прототип).Known centrifugal atomizer liquid A. USSR No. 154177, F26B 3/12, 1961, which is a rapidly rotating disk and cylinder with internal channels of various shapes (prototype).

Недостатком такого распылителя является то, что получение тонкодисперсных распылов (капель диаметром 50...200 мкм) посредством таких распылителей сопряжено со значительными энергозатратами (около 15 кВт на 1 т жидкости) и необходимостью использования сложных и дорогостоящих приводных механизмов, так как он имеет большое лобовое сопротивление, обусловленное отрывом пограничного слоя и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок. Другими существенными недостатками соплового распылителя являются высокая степень полидисперсности получаемого распыла и малый смоченный периметр каналов.The disadvantage of such a sprayer is that the production of finely dispersed sprays (droplets with a diameter of 50 ... 200 microns) through such sprays is associated with significant energy consumption (about 15 kW per 1 ton of liquid) and the need to use complex and expensive drive mechanisms, since it has a large frontal resistance due to separation of the boundary layer and vortex formation during flow around cylindrical nozzle inserts. Other significant disadvantages of the nozzle atomizer are a high degree of polydispersity of the resulting spray and a small wetted channel perimeter.

Технический результат - повышение эффективности распыла и снижение энергозатрат.The technical result is an increase in spray efficiency and a reduction in energy consumption.

Это достигается тем, что в распылителе дисковом, содержащем корпус с внутренней камерой, в которой закреплены форсунки, при этом каждая из них содержит корпус с размещенным в нем соплом, который выполнен в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в днище сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в нижней части каждой из форсунок, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы прикреплен посредством, по крайней мере, трех спиц рассекатель, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры. На фиг.1 изображен общий вид предложенного распылителя, на фиг.2 - схема форсунки.This is achieved by the fact that in a disk atomizer containing a housing with an internal chamber in which the nozzles are fixed, each of them contains a housing with a nozzle placed in it, which is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which there is a turbulent swirl of fluid flow, at least two inputs inclined to the nozzle axis in the form of cylindrical holes located in the nozzle bottom, where a central cylindrical throttle hole is also connected to the nozzle mixing chamber, subsequently connected to the diffuser outlet chamber, and in the lower part of each nozzle, to the end surface of the cylindrical sleeve there is attached by means of at least three spokes a divider made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber. Figure 1 shows a General view of the proposed spray, figure 2 is a diagram of the nozzle.

Распылитель дисковый (фиг.1) имеет полый корпус 1 с крышкой 2, имеющей центральное отверстие 3 для подачи жидкости. Корпус 1 жестко соединен с валом 4, ось которого расположена перпендикулярно оси, соединяющей, по крайней мере, три радиальных форсунки 5, которые закреплены на боковой поверхности корпуса 1.The disk atomizer (Fig. 1) has a hollow body 1 with a cover 2 having a central opening 3 for supplying liquid. The housing 1 is rigidly connected to the shaft 4, the axis of which is perpendicular to the axis connecting at least three radial nozzles 5, which are mounted on the side surface of the housing 1.

Каждая из форсунок 5 (фиг.2) содержит корпус 6, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 12 с внутренней резьбой 10. В цилиндрической гильзе 12 расположена расширительная камера 9, соосная корпусу 6. При этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе 12 посредством резьбы 10 сопло 11, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 14 и 15, расположенных в днище 7 сопла 11, в котором осесимметрично корпусу 6 выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, соединенное со смесительной камерой 16 сопла 11, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 17. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 14 и 15, взятые в совокупности, и центрального отверстия 13 равны между собой.Each of the nozzles 5 (figure 2) contains a housing 6, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 13 and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve 12 with an internal thread 10. In the cylindrical sleeve 12 there is an expansion chamber 9, coaxial to the housing 6 . In this case, a nozzle 11, made in the form of an inverted cup, in the bottom 7 of which a turbulent swirl of a fluid flow with at least two inlets inclined to the axis of the nozzle is connected and in the form of cylindrical holes 14 and 15 located in the bottom 7 of the nozzle 11, in which the central cylindrical throttle hole 8 is connected axisymmetrically to the casing 6, connected to the mixing chamber 16 of the nozzle 11 connected in series with the diffuser outlet chamber 17. Moreover, the effective passage areas are inclined cylindrical holes 14 and 15, taken together, and the Central hole 13 are equal to each other.

В нижней части каждой из форсунок 5 к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 12, прикреплен посредством, по крайней мере, трех спиц 18 рассекатель 19, выполненный в виде перфорированного (на чертеже не показано) диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры 17.In the lower part of each of the nozzles 5 to the end surface of the cylindrical sleeve 12, a divider 19 is attached via at least three spokes 18, made in the form of a perforated (not shown) disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber 17.

Распылитель дисковый работает следующим образом.The spray disk works as follows.

Рабочая жидкость через центральное отверстие 3 в крышке 2 подается во внутреннюю полость корпуса 1, где распределяется под действием центробежной силы кольцевым слоем по его боковой поверхности, равномерно создавая давление во всех радиальных соплах 5. При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа и поступает во внутреннюю полость сопел 5.The working fluid through the Central hole 3 in the cover 2 is fed into the inner cavity of the housing 1, where it is distributed under the action of centrifugal force by an annular layer along its lateral surface, uniformly creating pressure in all radial nozzles 5. When the fluid ring rotates, pressure is created, due to which the liquid overcomes local input resistance and enters the internal cavity of the nozzles 5.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 6 через центральное отверстие 13, затем в расширительную камеру 9, соосную корпусу 6. После камеры 9 жидкость направляется к соплу 11, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 в смесительную камеру 16, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 14 и 15, также соединенных со смесительной камерой 16 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 17, где происходит дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости. Рассекатель 19, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камерой 17, осуществляет дополнительно дробление потока жидкости, превращая его в мелкодисперсный поток.The sprayed liquid enters the casing 6 through the central opening 13, then into the expansion chamber 9, coaxial to the casing 6. After the chamber 9, the liquid is directed to the nozzle 11, where it is distributed in several directions: the first through the central cylindrical throttle opening 8 into the mixing chamber 16, and the second - into a turbulent swirl of a fluid flow with inlets inclined to the nozzle axis in the form of cylindrical holes 14 and 15, also connected to the mixing chamber 16 of the nozzle, where during the interaction of these flows occurs um their crushing with the formation of a turbulent flow directed to the diffuser outlet chamber 17, where the crushing of liquid droplets occurs when they collide with each other due to the expanding turbulent fluid flow. The divider 19, made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber 17, additionally crushes the fluid stream, turning it into a fine stream.

Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известными позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения вала 4 приводного механизма корпуса 1 и за счет этого упростить его конструкцию и повысить надежность, а также не менее чем в 2 раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.The use of the proposed sprayer in comparison with the known ones allows to reduce the rotational speed of the shaft 4 of the drive mechanism of the housing 1 by approximately 1.5 times and thereby simplify its design and increase reliability, as well as reduce specific energy consumption for spraying liquid by at least 2 times.

Возможен вариант, когда соосно и осесимметрично корпусу 6, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13, посредством перфорированной шайбы 22, закреплена трубка 20 для подвода воздуха в смесительную камеру 16 сопла 11. На конце трубки 20 закреплены, перпендикулярно ее оси по крайней мере три дросселя 21, полость которых связана с полостью трубки 20, подводящей воздух воздуха в смесительную камеру 16.It is possible that, coaxially and axisymmetrically to the casing 6, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 13, by means of a perforated washer 22, a tube 20 is fixed for supplying air to the mixing chamber 16 of the nozzle 11. At the end of the tube 20 are fixed, perpendicular to its axis at at least at least three chokes 21, the cavity of which is connected with the cavity of the tube 20, supplying air to the mixing chamber 16.

Claims

1. The nozzle of a disk atomizer containing a housing in which the nozzles are fixed, each of which contains a housing with a nozzle located in it, which is made in the form of an inverted cup, at the bottom of which there is a turbulent swirl of a fluid flow with at least two inclined to the axis nozzles with inlets in the form of cylindrical holes located in the bottom of the nozzle, where a central cylindrical throttle hole is also connected to the mixing chamber of the nozzle connected in series with the diffuser output chamber, characterized in that in the lower part of each of the nozzles to the end surface of the cylindrical sleeve is attached via at least three spokes a divider made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser output chamber.

2. The atomizer of the disk atomizer according to claim 1, characterized in that it is coaxially and axisymmetrically to the casing, which is made in the form of a supply fitting with a central hole, by means of a perforated washer, a tube for supplying air to the nozzle mixing chamber is fixed, while at the end of the tube it is fixed perpendicular to it axis with at least three chokes.