SU1159649A1

SU1159649A1 - Centrifugal liquid sprayer

Info

Publication number: SU1159649A1
Application number: SU833680614A
Authority: SU
Inventors: Борис Иосифович Леончик; Николай Васильевич Токарь; Андрей Федорович Гуренко; Александр Павлович Мальцев; Валерий Александрович Лялин; Николай Владимирович Львов; Николай Захарович Радченко; Василий Петрович Фомук; Петр Николаевич Стамат
Original assignee: Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-06-07

Abstract

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЩЦКОСТИ, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крьшпсой с отверстием дл подачи Жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки , отверсти которых сообщены с камерой, отличающийс тем, что, с целью снижени удельйых энергозатрат на распыление и повьпиейи однородности факела распыла, он.снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок обтекател ми каплевидной )I, каждый из которых сопр жен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торец 1Л скруглен по радиусу концентричс но корпусу. фаг./1. A CENTRIFUGAL SPRAYER of EMERGENCIES, comprising a housing with a chamber made therein, closed with a hole for supplying Liquid to the chamber, and nozzle tubes installed in the housing, the openings of which are in communication with the chamber, in order to reduce the specific energy consumption for spraying and With a spray pattern of uniformity, it is equipped with drop-shaped spinner blades fixed to the output ends of the nozzle tubes, I, each of which is coupled with one end to the outer surface of the body, and the other end 1L is rounded radius kontsentrichs but the body. phage /

Description

2. Распылитель по п.1, о т л ичающийс тем, что каждый обтекатель выполнен со ступенчатым выходньм каналом, сообщающимс с отверстием соответствующей2. The sprayer according to claim 1, wherein each fairing is configured with a stepped exit channel communicating with an opening of the corresponding

трубки, при этом последн в направлении выхода ступень выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекател .tube, with the latter in the direction of the exit stage is made with a shift in the horizontal plane towards the tail part of the fairing.

Изобретение относитс к устройствам дл диспергировани жидкостей в тепломассообменных аппаратах , например распылительных супшлках , гранул торах, кондиционерах , скрубберах и т.п., и может быть использовано в пищевой, химической и других отрасл х промьшшенности .The invention relates to devices for dispersing liquids in heat and mass transfer apparatus, e.g. spray nozzles, granulators, conditioners, scrubbers, and the like, and can be used in the food, chemical and other industrial sectors.

Известен распылитель жидкости, содержащий корпус с дисками, установленньми с возможностью вращени и устройство дл подачи жидкости на диски 01 A liquid sprayer is known, comprising a housing with disks rotatably mounted and a device for supplying liquid to the disks 01

Однако, чтобы получить тонкодисперсный распыл (капли диаметром 50-200 мкм) этим распылителем, необходимо использовать сложный и дорогосто щий приводной механизм со значительными энергозатратами (около 15 кВт на 1 т жидкости).However, to obtain a fine spray (droplets with a diameter of 50–200 µm) with this sprayer, it is necessary to use a complex and expensive drive mechanism with significant energy consumption (about 15 kW per ton of liquid).

Наиболее близким к изобретению по технической .сущности и достигаемому эффекту вл етс центробежный распьшитель жидкости, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крышкой с отверстием дл подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверсти которых сообщены с камерой 21 .The closest to the invention in technical terms and the effect achieved is a centrifugal liquid sprayer, comprising a housing with a chamber made therein, a lid closed with an opening for supplying fluid to the chamber, and nozzle tubes installed in the housing, the openings of which are connected to the chamber 21.

Недостатками известного распылител вл ютс наличие большого лобового сопротивлени , обусловленного отрывом пограничного сло и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок, а также высока степень полидисперсности получаемого распьша и малый смоченный периметр каналов.The disadvantages of the known nebulizer are the presence of a large frontal resistance due to the separation of the boundary layer and the vortex formation in the flow around cylindrical nozzle inserts, as well as the high degree of polydispersity of the obtained grating and small wetted perimeter of the channels.

Целью изобретени вл етс снижение удельных энергозатрат на распление и повьшение однородности факела распыла.The aim of the invention is to reduce the specific energy consumption for disintegration and increase the uniformity of the spray cone.

Указанна цель достигаетс тем, что центробежный распылитель жидкости , содержащий корпус с вьтолненной в нем камерой, закрытой крышкойThis goal is achieved by the fact that the centrifugal liquid sprayer, comprising a housing with a chamber filled in it, a lid closed

с отверстием дл подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверсти которых сообщены с камерой, снабжен закрепленными на выходных торцах соштбвьгх трубок обтекател ми каплевидной формы, каждый из которых сопр жен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торец скруглен по радиусу концентричноwith a hole for supplying fluid to the chamber, and nozzle tubes installed in the housing, the apertures of which are connected to the chamber, are provided with drop-shaped fairings attached to the outlet ends of the tubes, each of which is joined with one end to the outer surface of the housing, and the other end is rounded the radius is concentric

корпусу.body.

Кроме этого, каждый обтекатель выполнен со ступенчатым выходным каналом, сообщающимс с отверстием соответствующей трубки, при этомIn addition, each fairing is provided with a stepped outlet channel communicating with the opening of the corresponding tube, wherein

последн в направлении выходаlast in exit direction

ст пень вьтолнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекател .The stump is made with a shift in the horizontal plane towards the tail part of the fairing.

На фиг.1 показан центробежныйFigure 1 shows the centrifugal

распьшитель жидкости, общий вид; на фиг,2 - обтекатель со ступенчатым выходным каналом; на фиг.З - вид А на фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2. .liquid spreader, general view; Fig, 2 - fairing with a stepped output channel; in FIG. 3, view A in FIG. 1, in FIG. 4, section B — B in FIG. 2. .

ii

Центробежный распьшитель жидкости содержит корпус 1 с вьтолненной р.нем камерой 2, закрытой крьшпсой 3 с отверстием 4 дл подачи жидкости в камеру 2, и установленные в корпусе 1 сопловые трубки 5, отверсти 6 которых сообщены с камерой 2.The centrifugal fluid spreader comprises a housing 1 with an extended chamber 2, a closed cap 3 with an opening 4 for supplying fluid to the chamber 2, and nozzle tubes 5 installed in the housing 1, the openings 6 of which are connected to the chamber 2.

Распылитель снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок 5 обтекател ми 7 каплевидной формы, каждый из которых сопр жен одним торцом с наружной поверхностью корпуса 1, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу 1.The atomizer is provided with 5 obturators 7 attached at the outlet ends of the nozzle tubes 7 drop-shaped, each of which is connected with one end to the outer surface of the housing 1, and the other end is rounded radially concentric with the housing 1.

Каждый обтекатель 7 выполнен со ступенчатым выходньм каналом 8, сообщающимс с отверстием 6 соответствующей трубки 5, при этом последн в направлении выхода ступень 9 вьтолнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекател 7.Each fairing 7 is provided with a stepped exit channel 8 communicating with the opening 6 of the corresponding tube 5, with the last step 9 in the exit direction shifting in the horizontal plane towards the tail end of the fairing 7.

Крепление обтекател 7 на сопловой трубке 5 осуществл етс , например , с помощью резьбового соединени . Фиксаци положени сменных . сопловых трубок 5 относительно корпуса 1 и креплениекрьшки.3 с центральным отверстием 4 дл ввода жидкости производитс винтами 10. Дн устранени вихреобразовани при обтекании сменных сопловых трубок 5 внутренние и внешние торцы обтекателей 7 скругл ютс по радиусам корпуса и распылител .The fixing of the fairing 7 on the nozzle tube 5 is carried out, for example, by means of a threaded joint. Fixed position replaceable. nozzles 5 relative to housing 1 and fastening 3 with a central opening 4 for introducing fluid is produced by screws 10. To eliminate vortex formation around the replaceable nozzle tubes 5, the inner and outer ends of the fairings 7 are rounded along the radii of the housing and the sprayer.

Смещение ступени 9 соответствует рассто нию t 0,5 + 0,95 (Го-|-г -), где Го и Гс - радиусы отверсти и ступени 9. Смещение оси ступени 9 t выбираетс в зависимост от отйощени Го/г и смоченного периметра на выходе из ступени 9. С уменьшением Го/г и смоченного периметра t увеличиваетс .The offset of stage 9 corresponds to the distance t 0.5 + 0.95 (Go - | - g -), where Go and Gs are the radii of the hole and stage 9. The offset of the axis of stage 9 t is selected depending on the ratio Go / g and wetted perimeter at the exit from step 9. With decreasing Go / g and wetted perimeter, t increases.

Известно, что с уменьшением относительной толщины профил отношение высоты профил h к его длинеt его лобовое сопротивление снижаетс Выбор отношени h/ft производитс с учетом геометрических параметров распьтител (число и диаметр каналов , диаметр корпуса), которые, в свою очередь, определ ютс общей производительностью распьиштел и конструктивными особенност ми аппаратов .It is known that with a decrease in the relative thickness of a profile, the ratio of the height of the profile h to its length and its frontal resistance decreases. The choice of the ratio h / ft is made taking into account the geometrical parameters of the driver (the number and diameter of the channels, the diameter of the body), which, in turn, are determined by the overall performance design and design features of the apparatus.

Распьшитель установлен на приводном валу 11.The driver is mounted on the drive shaft 11.

Корпус 1, крьппка 3 и сопловые трубки 5 изготавливаютс из металла , например нержавеющей стали, обтекатели 7 - из легкого сплава или термостойкого полимерного ма- териала. Во втором случае задн (по направлению вращени распьтител ) стенка ступени 9 защищаетс пластиной 12 из износостойкого материала , например карбида кремни .The housing 1, the trimmer 3 and the nozzle tubes 5 are made of metal, such as stainless steel, the fairings 7 are made of a light alloy or heat-resistant polymer material. In the second case, the rear (in the direction of rotation of the disintegrant) the wall of the stage 9 is protected by a plate 12 of wear-resistant material, such as silicon carbide.

Центробежный распылитель жидкости работает следующим образом.Centrifugal spray liquid works as follows.

Жидкость через отверсти 4 в крьппке 3 подаетс во внутреннюю камеру 2 корпуса 1, располага сь под дейст: ием центробежной силы кольцевым слоем по ее боковой поверхности. При вращении жидкостного кольца создаетс давление, благодар которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа поступает в отверстие 6 распредел сь равномерно по всему их сечению. Попада в канал 8,Fluid through the holes 4 in the flap 3 is fed into the inner chamber 2 of the housing 1, being located under the action of centrifugal force by an annular layer along its side surface. When the liquid ring rotates, pressure is created, due to which the liquid overcomes the local resistance of the inlet enters the hole 6 and is distributed evenly throughout their cross section. Get into channel 8,

o жидкость прижимаетс к его задней стенке и движетс под действием центробежной силы с нарастающей скоростью, при зтом смоченный пери|Метр канала 8 по направлению движени жидкости уменьшаетс (фиг.2). При истечении жидкости из канала 8 происходит соударение струи с задней стенкой ступени 9 привод щее к раст гиванщ ) жидкости в тонкую турбу0 лизованную пленку равномерной толщины , дроб щуюс при взаимодействии с окружающей средой на однородные по размерам капли. Центральный угол, соответствующий смоченному периметруo the fluid is pressed against its back wall and moves under the action of centrifugal force with increasing speed, while this moistened peri-meter of channel 8 decreases in the direction of fluid motion (Fig. 2). When fluid flows out of channel 8, a jet collides with the rear wall of stage 9, which leads to stretching of the liquid into a thin turbulized film of uniform thickness, crushing when interacting with the environment into uniformly sized droplets. Central angle corresponding to wetted perimeter

5 ступени 9, при ударе скачкообразно возрастает до значений, близких , и уменьшаетс по ходу движени жидкости. Оптимальна длина ступени 9, соответствующа максимальному5, level 9, upon impact, increases abruptly to close values, and decreases as the fluid moves. The optimal length of step 9, corresponding to the maximum

0 смоченному периметру, зависит от физических свойств жидкости, расхода жидкости через канал 8, его диаметра и длины, диаметра ступени 9 и частоты вращени распыгител .The wetted perimeter depends on the physical properties of the fluid, the flow rate of the fluid through channel 8, its diameter and length, the diameter of stage 9, and the frequency of rotation of the hopper.

В опытах по распылению воды при изменении частоты вращени распылител в диапазоне 2000-6000 об/мин, расхода жидкости через канал 2060 кг/Чм, диаметра каналов 0,050 ,015 м, длины каналов 0,040 ,15 м, диаметра ступени 0,005Оу02 м, смещени оси канала 0,0050 ,015 м оптимальна длина ступени 9 находилась в интервале 0,007-0,020 м,In experiments on the spraying of water when changing the frequency of rotation of the sprayer in the range of 2000-6000 rpm, fluid flow through the channel 2060 kg / Fm, channel diameter 0.050, 015 m, channel length 0.040, 15 m, step diameter 0.005 O02 m, axis displacement of channel 0.0050.015 m, the optimum length of stage 9 was in the range of 0.007-0.020 m,

5 Использование предлагаемого распылител по сравнению с из,вестным позвол ет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращени приводного механизма и за счет этого упростить5 The use of the proposed sprayer, as compared with that of the known, allows to reduce the rotation frequency of the drive mechanism approximately 1.5 times and thereby simplify

0 его конструкцию и повысить надежность , не менее чем в два раза снизить удельные знергозатраты на распыление жидкости.0 its design and improve reliability, at least two times lower the specific cost of the spray liquid.

Кроме того повьгаение однородности распылени , достигаемое за счет получени на выходе из распылител тонкой турбулизованной пленки равномерной толщины, позвол ет при распылительной сушке термочувствительных продуктов повысить температуру теплоносител в объеме аппарата без опасности перегрева мельчайших частиц (например, при повьшёНИИ температуры в два раза удельные расходы тепла на 50%), улучшить качество сухого продукта и снизить затраты на сооружение систем улавливани частиц уноса.In addition, spraying homogeneity of sputtering, achieved by obtaining a thin turbulized film at the exit from the atomizer, of uniform thickness, allows the temperature-sensitive products to increase the temperature of the heat transfer medium in the apparatus without the risk of overheating the smallest particles (for example, twice the specific heat consumption). by 50%), improve the quality of the dry product and reduce the cost of building particle entrainment systems.

}Цидкость} Liquid

6-66-6

7 57 5

IPuiMIPuiM

Claims

. 1. CENTRIFUGAL LIQUID SPRAYER comprising a housing with a chamber made therein, a closed lid with an opening for supplying liquid to the chamber, and nozzle tubes installed in the housing, the openings of which are in communication with the chamber, characterized in that, in order to reduce specific energy consumption for atomization and increasing the uniformity of the spray torch, it is equipped with teardrop-shaped fairings fixed to the outlet ends of the nozzle tubes, each of which is connected with one end face to the outer surface of the housing, and the other end face is rounded in radius concentrically body.

Phage f

2. The sprayer according to claim 1, characterized in that each fairing is made with a stepped output channel communicating with the hole of the corresponding tube, while the last stage in the outlet direction is made with an offset in the horizontal plane towards the tail part of the fairing.