SU1052271A1

SU1052271A1 - Drop generator

Info

Publication number: SU1052271A1
Application number: SU823477597A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Колесник; Фарид Ахмедзянович Мусташкин; Владимир Николаевич Сосков; Олег Владимирович Маминов; Николай Алексеевич Николаев
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова; Казанское Пуско-Наладочное Управление Треста "Оргнефтехимзаводы"
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1983-11-07

Abstract

1. ГЕНЕРАТОР КАПЕЛЬ, содержёодий приводной полый -корпус, сообщейный с источником подачи жидкости в его полость, и расположенные равномерно р дами в параллельных с ///////// /// 4 W/////7)/////M JL v плоскост х на его поверхности каплеобразующие элементы в виде игл, о fл и ч а из ад и и с тем, что, ,с целью повышени эффективности работы генератора за счет обеспечени возможности образовани равномерных капель и повышени надежности работы при эксплуатации, корпус выполнен в виде плоских дисков, соединенных между собой с образованием выпускных щелевых зазоров, а иглы размещены в зазорах с наклоном к радиусу дисков. 2.Генератор по п. 1, отличающийс тем, что угол наклона игл равен 10-85. 3.Генерётор по пп. 1 и 2, о т -. личающийс тем, что дли (Л на выступающей части игл равна 1-2 высотам зазора между дисками, 4.Генератор по пп.1-3, отличающийс т.ем, что внутренние КРОМК.И дисков выполнены закругленными фиг. / ///////////А W///////////M f1. DROP GENERATOR, hollow drive body - housing, common with the source of fluid supply to its cavity, and arranged evenly in rows parallel with ///////// /// 4 W //// // 7) / // // M JL v planes on its surface are droplet-forming elements in the form of needles, about fl and h from hell with the fact that,, in order to increase the efficiency of the generator by providing the possibility of the formation of uniform drops and increasing reliability during operation, the body is made in the form of flat disks interconnected with the formation of exhaust slots the gaps, and the needles are placed in the gaps with a slope to the radius of the discs. 2. The generator according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the needles is 10-85. 3. Generator on PP. 1 and 2, about t -. characterized by the fact that the length (L on the protruding part of the needles is 1-2 heights of the gap between the discs, 4. The generator according to claims 1 to 3, which differs in that the internal SHIPS and discs are made rounded in / / / // /////// And W ////// // M f

Description

. Изобретение относитс к центребежным устройствам дл распылени жидкости, преимущественно дл использовани в лабораторных установках с целью получени большого количества капель жидкости строго одинакового размера, и может найти применение в качестве распыливающего органа в тепло-массообменных аппаратах, а именно в полых механических распиливающих абсорберах, гранул торах плава и других подобных аппаратах.. The invention relates to centrifugal devices for spraying a liquid, mainly for use in laboratory installations in order to obtain a large number of liquid droplets of exactly the same size, and can be used as a spraying body in heat-mass transfer devices, namely in hollow mechanical saws absorbers, granulators floating and other similar devices.

Известно устройство пленочного типа дл образовани капель расплавов , выполненное в виде конуса и установленного над ним питател ДЛЯ;подачи расплава, на нижней кромке конуса укреплены проволочные элементы. Расплав подаетс на вершит ну конуса, по поверхности Которого г в виде пленки стекает к нижней кромке конуса и затем На проволочные элементы, стека с которых расплав образует капли QlJ.A device of film type for the formation of melt droplets, made in the form of a cone and a feeder FOR above it; melt supply is known; wire elements are fastened on the lower edge of the cone. The melt is fed at the tip of a cone, over the surface of which r in the form of a film flows down to the lower edge of the cone and then onto the wire elements from which the melt forms drops QlJ.

Недостатками известного устройства вл ютс хрупкость конст рукдии, невысока производительность. Тонкие проволочки обладают незначительной удерживающей способностью, прэтому формирование капель на них может быть обеспечено только при очень алых расходах. Кроме того, разрыв стекающей пленки и формирование капель , на концах проволочек может быть обеспечено только при использовании расплаво.Ё,обладающих малой в зкостью и большим поверхностнымнат жением, а это ограничивает область применени данного устройства.The disadvantages of the known device are the fragility of the design, low productivity. Thin wires have a small holding capacity, therefore the formation of drops on them can be achieved only at very scarlet costs. In addition, the tearing of the falling film and the formation of droplets at the ends of the wires can only be achieved by using a melt. E, having low viscosity and high surface tension, and this limits the scope of application of this device.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности .и достигаемому результату вл етс генератор капель, содержащий приводной полый корпус, сообщенный с источником подачи жидкости в его полость, и расположенные равномерно р дами в параллельных плоскост х на его поверхности каплеобразующие элементыThe closest to the invention according to the technical essence and the achieved result is a droplet generator, containing a drive hollow body, communicated with a source of fluid supply into its cavity, and droplet-forming elements uniformly arranged in parallel planes on its surface.

в виде игл С2 J..in the form of needles C2 J ..

Недостатками данного устройства вл ютс невозможность, получени всех капель распыливаемрй жидкости одинакового размера и недостаточна надежность,эксплуатации распылите- . л , так как из-за значительной длины игл, йыступающих за окружность ба:рабана и установки их в радиальном направлениКу на боковую поверхность игл по нормали действует набегающий поток газа и поэтому часть жидкости сдуваетс с. боковой поверхности иглы, не достига ее остри . Процесс образовани капель жидкости- с боковой поверхности игл носит случайный характер и жидкость сдуваетс с нее в виде капеЛь Неправильной формы, имеющих различные г иаметры, и отличающиес по размеруThe disadvantages of this device are the impossibility of obtaining all the droplets of sprayable liquid of the same size and lack of reliability, the operation of the spray-. l, since due to the considerable length of the needles extending beyond the ba: raban circumference and placing them in the radial direction K on the side surface of the needles, the incoming gas flow is normal and therefore some of the liquid is blown off. lateral surface of the needle, not reaching its point. The process of the formation of drops of liquid from the side surface of the needles is random and the liquid is blown off from it in the form of droplets. Irregular shapes, having different grammeters, and differing in size.

от капель, образующихс с остри игл. Нестабильный подвод жидкости к острию игл |( из-за сдува части жидкости с боковой поверхности игл | отрицательно сказываетс на регу5 л рности каплеобразовани и на размерах капель, распыливаемых с остри игл.from droplets formed from the tip of the needles. An unstable liquid supply to the tip of the needles | (due to the blow-off of a part of the liquid from the side surface of the needles | it has a negative effect on the regularity of the drop formation and on the size of the droplets sprayed from the tip of the needles.

Из-за резкого сужени и расширени проходного сечени кольцевогоDue to the sharp contraction and expansion of the annular flow area

0 зазора между отверстием и иглой и недостаточной его длины в зазоре возникает сильна турбулизаци потока жидкости, что отрицательно сказываетс на равномерности подвода0 gap between the hole and the needle and its insufficient length in the gap causes strong turbulization of fluid flow, which negatively affects the uniformity of supply

5 жидкости к острию игл и преп тствует образованию одинаковых капель.5 liquid to the tip of the needle and prevents the formation of identical droplets.

Кроме того, часть жидкости, вследствие.высокой турбулентности потока в зазоре и действующего на нее при выходе из кольцевого зазора потока набегающего газа, стекает fH3 отверсти не на иглУ, а на наруж- , ную поверхность барабана и распыли . ваетс с нее в виде пленок и брызг,, ухудшаетс монодиспер.сность факелаIn addition, part of the fluid, due to the high turbulence of the flow in the gap and acting on it when the incoming gas flow exits the annular gap, flows fH3 holes not onto the needle, but onto the external surface of the drum and the spray. monodispersity of torch deteriorates from it in the form of films and splashes,

распыливаемой жидкости. При вращении барабана иглы под действием . центробежной силы и силы сопротивлени от окружающего газа отклон ютс от оси отверстий в барабане и п.ере0 кашиваютс в них, что при Соотнсше- НИИ диаметров игл к диаметру отверстий , равным 0,75-0,9, приводит к существенному (почти полному ) уменьщёнито проходного сечени кольцевогоsprayed liquid. When the drum rotates the needle under the action. The centrifugal and resistance forces from the surrounding gas deviate from the axis of the holes in the drum and the seams are coughing in them, which, when the needle diameters are correlated to the hole diameter, is 0.75-0.9, leads to a significant (almost complete) reduced annular flow area

5 зазораj что значительно снижает производительность распылител . Малое : проходное сечение кольцевого зазора между иглой и отверстием и его дополнительное уменьшение при перекосе 5 gapj which significantly reduces the performance of the sprayer. Small: bore section of the annular gap between the needle and the hole and its additional reduction when skewed

Q иглы приводит к забиванию отверстий при распыпивании загр зненных жидкостей и малоэффективной его работе при распыли вании в зких жидкостей. В случае же выполнени игл -образной формыThe Q needle leads to clogging of the holes when spilling the contaminated liquids and its inefficient operation when spraying viscous liquids. In the case of needle-shaped

одна из.игл, составл ющих этот эле мент, оказываетс .повернута острием в сторону вращени барабана т.е. навстречу.потоку газа, который сдувает жидкость к основанию иглы. Центробежна сила, в данном случае,One of the pigs that make up this element is turned in the direction of rotation of the drum, i.e. towards gas flow that blows fluid to the bottom of the needle. Centrifugal force, in this case,

0 также преп тствует движению жидкости к острию иглы, с которой жидкость не распыливаетс , а вытека:ет из отверсти и попадает на боковую поверхность барабана и аспыливаетс 0 also impedes the movement of fluid to the tip of the needle, from which the fluid is not sprayed, but leaks out of the hole and falls on the side surface of the drum and aspires.

5 с нее в виде пленок и струй,.5 with it in the form of films and jets.

В данном устройстве, высока сложность изготовлени большого количества отверстий малого диаметра в стенках барабана. Неудобство уста0 новки игл в отверсти барабана изнутри при сборке распыливател . Отсутствует фиксаци игл от выскакивани их внутрь барабана, что приводит , к сложност м при сборке, хра5 ненйи установке распыпивател .In this device, the complexity of manufacturing a large number of holes of small diameter in the walls of the drum is high. The inconvenience of installing the needles in the drum holes from the inside when assembling an atomizer. There is no fixation of the needles from popping them inside the drum, which leads to difficulties in assembling the storing of the needle.

Иглы в неработанадем распылителе под действием какой-либо силы могут провалитьс внутрь барабана. Все это значительно уменьшают эффективность и надежность эксплуатации распылит ёл . . The needles in the inadequate sprayer under the action of any force can fall inside the drum. All this significantly reduces the efficiency and reliability of operation of spraying spruce. .

- Цель изобретени - повышение эффективности работы генератора путем обеспечени возможности образовани равнс 1ерных капель и повышение на-г дежности работы при эксплуатации.“The purpose of the invention is to increase the efficiency of the generator by providing the possibility of creating equal drops and increasing the reliability of operation during operation.

ПоставЗтенна цель достигаетс тем, что в генераторе капель, coftepжащем приводной полый корпус, сообщенный с. источник.ом подачи жидкости в его полость, и расположенные равномерно р дами в параллельных плоскост х на его поверхности кгш-; леобразующие элементы в виде игл, корпус- выполнен в виде плоских дисков , соединенных между собой с образованием вып ускных щелевых з а з оров , а иглы размещены в зазорах с наклоном к радиусу дисков.The supply of the target is achieved by the fact that the droplet generator, which cofters the drive hollow body, communicates with. the source of fluid supply into its cavity, and located uniformly in parallel planes on its surface; The needle-forming elements in the form of needles, the body is made in the form of flat disks interconnected to form discharging slot holes, and the needles are placed in the gaps with an inclination to the radius of the disks.

Кроме того, в генераторе капель угол наклона игл равен 10-85.In addition, in the droplet generator, the angle of inclination of the needles is 10-85.

При этом длина выступающей части игл равна 1-2 высотам зазора между The length of the protruding part of the needles is equal to 1-2 heights of the gap between

ДЙСКс1МИ. .DYSKs1MI. .

Причем внутренние кромки дисков выполнены закругленными.Moreover, the inner edges of the discs are made rounded.

На фиг. 1 изображен предлагаенаый генератор, продольный разрез; на . фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.FIG. 1 shows the proposed generator, a longitudinal section; on . FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1.

Генератор капель содержит корпус выполненный в виде плоских дисков 1, соединенных между собой с образованием щелевых зазоров, закрытых с верхнего торца крышкой 2. Корпус генератора закреплен на крышке-патрубке 3, служащей дл подвода распыливаемой жидкости и привода во вращение корпуса генератора капель. В зазорах между дисками 1 и между крышками 2 и 3 и близлежащими дисками 1. равномерно установлены каплеобразукхцие элементы, выполненные в виде игл 4, хвостовые части которых закреплены между дисками, а острые концы выход т за внешнюю окружность дисков. Каплеобразующие элементы повернуты в сторону, противоположную вращению корпуса генератора, а угол наклона радиусу окружности диско составл ет 10-85, Дпина каплеобразующих элементов, выступакшшх за внешнюю окружность дисков 1, равна 1-2 высоты щели между дисками. Острие каплеобразующих элементов выполнено в форме тел у которых конеч на их часть имеет практически нуле вую поверхность, например, в виде конуса, пирамиды, сегмента шара.The droplet generator comprises a housing made in the form of flat disks 1 interconnected to form slotted gaps closed at the upper end of the lid 2. The generator housing is fixed on the nozzle cover 3, which serves to supply the sprayed liquid and drive the rotation of the droplet generator housing. In the gaps between the disks 1 and between the covers 2 and 3 and nearby disks 1. there are uniformly installed drop-forming elements made in the form of needles 4, the tail parts of which are fixed between the disks, and the sharp ends go beyond the outer circumference of the disks. The droplet-forming elements are turned in the direction opposite to the rotation of the generator case, and the angle of inclination to the radius of the circle of the disco is 10-85, the depth of the droplet-forming elements protruding beyond the outer circumference of disks 1 is equal to 1-2 the height of the gap between the disks. The tip of the drop-forming elements is made in the form of bodies whose ends on their part have an almost zero surface, for example, in the form of a cone, pyramid, or segment of a sphere.

Внутренние кромки кольцевых дисков , образующих начала щели, выполнены закругленными. The inner edges of the annular disks, forming the beginning of the gap, are made rounded.

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

Жидкость подаетс во внутреннк о полость корпуса через вращающий его кдашку-патрубок 3, Под действием центробежной силы, возникавдей при .вращении корпуса, жидкость устремл етс в щели, образованные дисками. Закругленные внутренние входные кромки дисков способствуют ламинаризацин. потока на входе в кольцевую щель. Попада в щель, жидкость под дейст10 вием центробежной силы, двигаетс от центра к периферий. При этом И13-за небольшой высоты щели и достаточной ее длины { как у капилл ра ) течение жидкости носит ламинарный характер (ползущее течение/. Двига5 сь в начале кольцевого зазора, жидкость вследствие проскальзывани имеет меньшую угловую скорость, чем корпус генератора и поэтому натекает на хвостовые части каплеобразую0 щих элементов, увлекаетс ими и скапливаетс вдоль них. Дальнейший свой путь К наружной кромке дисков жидкость проходит вдоль каплеобразующих элементов. Скорость движени Fluid is supplied to the interior of the housing cavity through a rotating sleeve 3, under the action of centrifugal force, arising when the housing rotates, the liquid rushes into the slots formed by the disks. Rounded inner entrance edges of the disks contribute to laminarizacin. flow at the entrance to the annular gap. Getting into the gap, the fluid under the action of centrifugal force, moves from the center to the periphery. At the same time, I13, due to the small height of the slot and its sufficient length (like a capillary), the fluid flow is laminar in nature (creeping current /. Moving at the beginning of the annular gap, the fluid, due to slippage, has a lower angular velocity than the generator body the tails of the droplet-forming elements are entrained by them and accumulate along them.Further their way To the outer edge of the disks the liquid passes along the droplet-forming elements.The speed of movement

5 жидкости в щели по мере удалени ее от центра растет (так как с увеличением радиуса растет центробежна сила ), в результате чего сплошной кольцевой поток жидкости, сущест0 вукиций в начале щели, разрываетс и к внииней кромке дисков жидкость подходит, сгруппировавшись и двига сь вдоль каплеобраз элементов. Достига внешней окружности дисков 5, as the distance from the center increases, the centrifugal force increases as the radius increases, as a result of which a continuous annular fluid flow, existing at the beginning of the gap, breaks and the liquid approaches the bottom edge of the disks, grouping and moving along drop image of elements. Reaching the outer circumference of the disks

5 и проход дальше, жидкость течет по поверхности каплеобразующих элемен- . тов к их остри м не тапько за счет центробежной силы, но и силы сопротивлени газовой среды, действуквдих 5 and the passage is further, the liquid flows over the surface of the droplet-forming elements. due to the centrifugal force, but also the resistance force of the gaseous medium,

0 в однсм направлении, что достигаетс расположением каплеобразующих элементов под углом к радиусу и направлением их в сторону, противоположную вращению корпуса. Достига остри каплеобразующих элементов, 0 in one direction, which is achieved by placing the droplet-forming elements at an angle to the radius and directing them in the direction opposite to the rotation of the body. Reaching the edge of the droplet forming elements

5 жидкость стремитс сформировать поверхность с минимальной энергией, что соответствует поверхности шара. Достигнув, остри каплеобразующего элемента, капл жидкЪсти растет до 5, the fluid tends to form a surface with minimal energy, which corresponds to the surface of the ball. Having reached the point of the droplet-forming element, a drop of liquid grows to

0 определенных размеров и, когда сила ее сцеплени с поверхностью каплеобразуюаего элемента становитс меньше (за счет уменьшени поверхности соприкосновени жидкости с 0 of a certain size and when the force of its adhesion to the surface of the droplet-forming element becomes smaller (due to a decrease in the contact surface of the liquid with

5 острием) центробежной силы и напора газа, действующих на каплю, она срываетс с поверхности остри каплеобразуихцего элемента и начинаетс рост следующей капли. Равномерное 5 with the tip of the centrifugal force and the gas head acting on the drop, it breaks off the surface of the tip of the drop-forming element and the next drop begins to grow. Uniform

0 расположение игл по окружности распылител при котором радиус, проведенный из центра к любой точке окружности, диаметром, равным 0,9 диаметра наружной.окружности дисков, пересекает как минимум, одну иглу.0 location of the needles around the atomizer circumference at which the radius drawn from the center to any point of the circle with a diameter equal to 0.9 of the diameter of the outer circumference of the disks intersects at least one needle.

5five

Преп тствует проскоку жидкости из полости распыпител;( наружу, шну /каплеобраэукшще элементы и нёпозвол тем самлм раслыливать жид-кость непосредственно из щели.Prevents the passage of fluid from the cavity of the pulverizer; (outwardly, the wedge / drop collector of the elements and the inability to send the liquid directly from the gap.

Установка игл наклонно к радиусу в пределах 10-85 против направлени Ърацени и установка длин, выступающих за окружность частей каплеобразующих элементов, равными 1-2 высоты щели, сводит на нет вредное сдувающее воздействие окружающего газа и процесс каплеобразовани протекает стабильно.Installing the needles obliquely to a radius of 10–85 against the direction of the dramatic and installing lengths protruding beyond the circumference of the parts of the droplet-forming elements equal to 1-2 the height of the slit negates the harmful deflating effect of the surrounding gas and the process of dropping is stable.

Проведены испытани генератора капель с кольцевыми зазором, в которсм наклонно к радиусу дисков были установлены в сторону, противоположную вращению корпуса генератора острием наружу каплеобразукзщие элементы , выполненные в виде игл. При этом угол наклона игл к радиусу мен етс от О до 6&, Измен етс также длина части игл, выступающих за в нешнкха окружность дисков в пределах от О до 4 высоты зазора.The droplet generator was tested with an annular gap, and inclined to the radius of the discs were installed in the direction opposite to the rotation of the generator housing with the tip of the droplet-forming elements, made in the form of needles. In this case, the angle of inclination of the needles to the radius varies from 0 to 6 &, The length of the part of the needles protruding beyond the circle of discs in the range from 0 to 4 of the height of the gap also changes.

В результате испытаний установлено , что при угле наклона игл менее .10 происходит интенсивное сдувание ЖЦД1ФСТИ с боковой поверхности иглы увеличивающеес с уменьшением угла.As a result of the tests, it was established that at a needle inclination angle less than .10, an intensive blow-off of the FDCT from the side surface of the needle increases with a decrease in the angle.

При увеличении угла наклона игл к радиусу от 10-85 сдувание жидкости С 6oKj3Boft поверхности игл не наблюдалось ,,При угле наклона более 85 по вл ютс трудности в надежной Фиксации игл в зазоре между дисками. При измерении длины выступающей за наружную окружность части иглы в пределах от 0-1 высоты щели наблюдаетс каплеобразование одновременно с игл и боковой поверхности дисков. При увеличении длины иглы более двум высотам щели наблюдаетс сдувающее воздействие окружающего воздуха и размер капель становитс неодинаковым . При длине выступающей части игл в пределах от 1-2 высот щеЛи каплеобразование идет стабильно. .By increasing the angle of inclination of the needles to a radius of 10-85, blowing out the fluid from the 6oKj3Boft surface of the needles was not observed. At an angle of inclination of more than 85, difficulties arise in reliably fixing the needles in the gap between the discs. When measuring the length of the needle protruding beyond the outer circumference within 0–1 of the slit height, a drop is observed at the same time as the needles and the lateral surface of the discs. As the needle length increases to more than two slit heights, the blowing effect of the surrounding air is observed and the size of the droplets becomes unequal. With the length of the protruding part of the needles in the range of 1-2 heights, the drop formation is stable. .

Учитыва широкое применение центробежных распьшителей в различных област х промьющенНости, внедрение предлагаемого изобретени дает существенный экономический эффект за счет улучшени качества распыливаемой жидкости, а также позвол ет получить более достоверные результаты, при лабораторных исследовани х процесса распылив ани жидкости за счет получени систем капель с заданной качественной и количественной структурой .Taking into account the widespread use of centrifugal spreaders in various industrial areas, the introduction of the proposed invention provides a significant economic effect by improving the quality of the sprayed liquid and also allows to obtain more reliable results in laboratory studies of the process of spraying liquid by obtaining systems of droplets with a predetermined quality and quantitative structure.

Claims

. 1. A DROP GENERATOR containing a drive hollow housing, communicated with a source of fluid supply to its cavity, and drop-forming elements in the form of needles, uniformly spaced and parallel in parallel planes on its surface, and so on and so on that, in order to increase the efficiency of the generator by providing the possibility of the formation of uniform droplets and increase the reliability of operation, the case is made in the form of flat disks interconnected to form outlet gap gaps, and the needles are placed in gaps with an inclination to the radius of the discs.

2. The generator according to those, On needles is equal 10-85®.

3. The generator according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the length of the protruding part of the needles is 1-2 heights of the gap between the disks.

4. The generator according to claims 1 to 3, wherein the inner edges of the disks are rounded