SU1388097A1

SU1388097A1 - Aerosol concentrator

Info

Publication number: SU1388097A1
Application number: SU853972552A
Authority: SU
Inventors: Николай Алексеевич Шестеренко
Original assignee: Научно-исследовательский институт резиновых и латексных изделий
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1988-04-15

Abstract

Изобретение относитс к технике концентрировани аэрозольньк частиц, а также к технике напьшени аэрозол на издели и может быть также применено в качестве импактора дл контрол степени запьшенности приготовительных цехов в различных отрасл х промьшшенности. Цель - повышение эффективности концентрировани аэрозол . Дл этого аэрозольный концентратор снабжен по меньшей мере одним дополнительным насадком. Насадки (Н) выполнены в виде соосно установленных и герметично, соединенных между собой сверхзвуковых сопл (С). Сечение первого по ходу движени аэрозол сверхзвукового С каждого Н меньше критического сечени первого С каждого пре- дьщущего Н. По меньшей мере один из Н вьтолнен с расшир к цимс по ходу движени аэрозол входным С. По меньшей мере один из Н выполнен с сужающимс по ходу движени аэрозол выходным С. Также по меньшей мере один из Н вьтолнен с расшир ющимс входным и сужающимс выходным по ходу движени аэрозол С. В концентраторе обеспечиваетс достижение высокой кинетической энергии при заданном сверхзвуковом перепаде за счет самовакуумиро- вани полости насадка и создани максимально возможного разгона в первом сверхзвуковом С. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. слThe invention relates to the technique of concentrating aerosols of particles, as well as to the technique of printing the aerosol on products and can also be used as an impactor to control the degree of filling of preparatory workshops in various industrial areas. The goal is to increase the efficiency of aerosol concentration. For this, the aerosol concentrator is provided with at least one additional nozzle. Nozzles (H) are made in the form of coaxially mounted and hermetically interconnected supersonic nozzles (C). The cross section of the first along the motion of the aerosol of the supersonic C of each H is less than the critical cross section of the first of each of the preceding N. At least one of the H is filled with the input C extended in the direction of the motion of the aerosol. At least one of the H is narrowed downwards aerosol movement output C. Also, at least one of the H is filled with expanding input and tapering output along the movement of the aerosol C. In the concentrator, a high kinetic energy is achieved for a given supersonic differential over samovakuumiro- Vani nozzle cavity and produce the maximum possible acceleration in a first supersonic C. ZP 3 f-ly, 4 ill. cl

Description

0000

00 0000 00

со with

Изобретение относитс к технике концентрировани аэрозольных частиц, а также к технике напылени аэрозол на издели и может быть также приме- с нено в качестве импактора дл контрол степени запьтенности приготовительных цехов в резиновой и других отрасл х промьппленности.The invention relates to the technique of concentrating aerosol particles, as well as to the technique of spraying aerosol onto products and can also be used as an impactor to control the degree of occupancy of preparatory workshops in rubber and other industries.

Целью изобретени вл етс повыше-10 ние эффективности концентрировани аэрозол .The aim of the invention is to increase the efficiency of aerosol concentration.

На фиг. 1 изображен аэрозольный концентратор, на фиг. 2-4 - то же, варианты исполнени .tSFIG. 1 shows an aerosol concentrator; FIG. 2-4 - the same, options .tS

Аэрозольный концентратор содержит насадки в виде соосно установленных и герметично соединенных между собой сверхзвуковых сопл 4-9.The aerosol concentrator contains nozzles in the form of supersonic nozzles 4-9 coaxially mounted and hermetically interconnected.

Сопла 4-8 представл ют собой сопла 20 Лавал . Критическое сечение каждого из сопл 5, 7 и 9 одного из насадков 1,2 или 3 не меньше критического сечени первого по ходу движени аэрозол сопла 4, 6 ил;и 8 соответственно, т.е. сечение 11 больше или равно сечению 10, сечение 13 больше или равно сечению 12, сечение 15 больше или равно сечению 11.Nozzles 4-8 are Laval nozzles 20. The critical section of each of the nozzles 5, 7 and 9 of one of the nozzles 1,2 or 3 is not less than the critical section of the first one in the direction of the aerosol of the nozzle 4, 6, or 8, respectively, i.e. section 11 is greater than or equal to section 10, section 13 is greater than or equal to section 12, section 15 is greater than or equal to section 11.

Критическое сечение первого по хо-30 ду движени аэрозол сверхзвукового сопла 6 или is каждого насадка 2 или 3 меньше критического сечени первого сопла 4 или 6 каждого предьщущего насадка 1 или 2, т.е. сечение 12 меньше сечени 10, и сечение 14 меньше сечени 12.The critical cross-section of the first-to-30 motion of the aerosol is supersonic nozzle 6 or is each nozzle 2 or 3 less than the critical section of the first nozzle 4 or 6 of each previous nozzle 1 or 2, i.e. section 12 is smaller than section 10, and section 14 is smaller than section 12.

По меньшей мере один из насадков 1, 2 или 3 может быть выполнен либоAt least one of the nozzles 1, 2 or 3 can be made either

2525

3535

которого вл етс расходомерным. Так как в сопле 5 Лавал критическое сечение 11 не меньше критического сече ни 10, то оно выбираетс с увеличением площади на величину пограничног пристенного сло .which is flow metering. Since in the nozzle 5 Lawal the critical section 11 is not less than the critical section 10, it is chosen with an increase in the area by the value of the boundary wall layer.

Поток аэрозол , разогнавшись до сверхзвуковых скоростей, в сопле .4 Лавал перед критическим сечением 11 тормозитс . Профиль сопла 5 Лавал перед критическим сечением 11 обеспе чивает угол скачков уплотнени по от ношению к набегающему потоку, не пре вьш1ающий 60,что исключает переход сверхзвуковой скорости в дозвуковую.The aerosol flow, having accelerated to supersonic speeds, in the nozzle. 4 Laval, before critical section 11, is braked. The nozzle profile 5 Laval before the critical section 11 provides an angle of shock waves in relation to the incident flow, not exceeding 60, which prevents the transition of the supersonic velocity to subsonic.

В полости насадка 1 между критическими сечени ми 10 и 11 за счет эжекции происходит вакуумирование, в результате чего истечение газа через сопло 4 Лавал происходит в вакуум , что обеспечивает наивысший раз гон потока с сопле 4. В сопле 5 Лавал происходит торможение потока, а затем его вторичный разгон. Частички аэрозол , отражаемые скачками уплотнени , концентрируютс в центральной части потока.In the cavity, nozzle 1 between critical sections 10 and 11 evacuates due to ejection, resulting in the outflow of gas through the Laval nozzle 4 into the vacuum, which ensures the highest flow rate from the nozzle 4. In the nozzle 5 of Laval, the flow is braked and then its secondary overclocking. The aerosol particles reflected by the shock waves are concentrated in the central part of the stream.

Перед критическим сечением 12 насадка 2 происходит торможение перифе рийной части потока, котора освобож дена от частиц аэрозол , и поворот е в обратную сторону с выходом наружу. Центральна часть потока проходит че рез критическое сечение 12, а затем через критическое сечение 13. В насадке 2 полость ме оду критическими сечени ми 12 и 13 вакуумируетс . Потенциальна энерги торможени потов расшир ющимс по ходу движени аэро-40 ка перед критическим сечением 12 заBefore the critical section 12 of the nozzle 2, the peripheral part of the flow is braked, which is free of aerosol particles, and is turned in the opposite direction with the exit to the outside. The central part of the flow passes through the critical section 12, and then through the critical section 13. In the nozzle 2, the cavity with the critical sections 12 and 13 is evacuated. Potential braking energy of pots expanding along the movement of aero-40 ka before critical section 12

зол входным соплом (фиг. 2), либо с сужающимс по ходу движени аэрозол выходным соплом (фиг. 3), либо и с тем и с другим (фиг. 4).Evil by the inlet nozzle (Fig. 2), or with a downstream nozzle (Fig. 3) tapering in the direction of movement of the aerosol, or with both (Fig. 4).

Насадки 1, 2 и 3 установлены на кронштейнах 16 с возможностью регулировки рассто ний между критическими сечени ми 11 и 12, 13 и 14.Nozzles 1, 2 and 3 are mounted on brackets 16 with the possibility of adjusting the distance between critical sections 11 and 12, 13 and 14.

Перво е сопло 4 первого насадка 1First nozzle 4 first nozzle 1

сообщено с магистралью 17 подачи аэро-5о щие силой инерции, подчин сь закону зол под давлением.communicated with the main line 17 of the aero-5th supply by force of inertia, subject to the law of evils under pressure.

Аэрозольный концентратор рабртает следуинцим образом.Aerosol concentrator works in the following ways.

По магистрали 17 аэрозоль поступает в насадок 1. В магистрали 17 обес- „оро хоз йства, печйваетс давление, необходимое дл создани сверхзвукового потока в сопле Лавал 4,. критическое сечение 10Via line 17, the aerosol enters nozzle 1. In highway 17, it holds the pressure necessary to create a supersonic flow in the nozzle Laval 4 ,. critical section 10

механики, вылетают из потока газа. Устройство, изображенное на фиг. 1, может быть применено в импакторах дл экспрессного отбора пробы и дл напылени в различных отрасл х народПоложительный эффект заключаетс в том, что удал етс уже чистый газmechanics fly out of the gas stream. The device shown in FIG. 1 can be used in impactors for rapid sampling and for spraying in various areas of the people. The positive effect is that the clean gas is already removed.

с 0 from 0

SS

0 0

5five

которого вл етс расходомерным. Так как в сопле 5 Лавал критическое сечение 11 не меньше критического сечени 10, то оно выбираетс с увеличением площади на величину пограничного пристенного сло .which is flow metering. Since in the nozzle 5 Lawal the critical section 11 is not less than the critical section 10, it is selected with an increase in the area by the value of the boundary near-wall layer.

Поток аэрозол , разогнавшись до сверхзвуковых скоростей, в сопле .4 Лавал перед критическим сечением 11 тормозитс . Профиль сопла 5 Лавал перед критическим сечением 11 обеспечивает угол скачков уплотнени по отношению к набегающему потоку, не пре- вьш1ающий 60,что исключает переход сверхзвуковой скорости в дозвуковую.The aerosol flow, having accelerated to supersonic speeds, in the nozzle. 4 Laval, before critical section 11, is braked. The nozzle profile 5 Laval before the critical section 11 provides an angle of shock waves with respect to the incident flow, not exceeding 60, which excludes the transition of the supersonic to subsonic speeds.

Перед критическим сечением 12 насадка 2 происходит торможение периферийной части потока, котора освобождена от частиц аэрозол , и поворот ее в обратную сторону с выходом наружу. Центральна часть потока проходит через критическое сечение 12, а затем через критическое сечение 13. В насадке 2 полость ме оду критическими сечени ми 12 и 13 вакуумируетс . Потенциальна энерги торможени потоним преобразуетс в кинетическую энергию . Периферийна часть потока освобождаетс от ча:стиц аэрозол . То же происходит в насадке 3 с тем отличи- ем, что на выходе установлено сверх- звуковое сопло 9, в котором по закону Прантл -Майера сверхзвуковой поток газа поворачиваетс , следу вьтуклому профилю. Частички аэрозол , обладающие силой инерции, подчин сь закону Before the critical section 12 of the nozzle 2, the peripheral part of the flow, which is freed from aerosol particles, is braked and turned in the opposite direction with the exit to the outside. The central part of the flow passes through the critical section 12, and then through the critical section 13. In the nozzle 2, the cavity of the critical sections 12 and 13 is evacuated. Potential braking energy is converted into kinetic energy. The peripheral part of the stream is freed from cha: aerosol particles. The same happens in the nozzle 3 with the difference that the output is equipped with a supersonic nozzle 9, in which, according to the Prantl – Mayer law, the supersonic gas flow is rotated following the closed profile. Particles of aerosol, possessing the force of inertia, subject to the law

„оро хоз йства, Oro households

механики, вылетают из потока газа. Устройство, изображенное на фиг. 1, может быть применено в импакторах дл экспрессного отбора пробы и дл напылени в различных отрасл х народоро хоз йства, mechanics fly out of the gas stream. The device shown in FIG. 1 may be used in impactors for express sampling and for spraying in various sectors of the population,

Положительный эффект заключаетс в том, что удал етс уже чистый газThe positive effect is that the clean gas is already removed.

и в системе концентрировани участвует только поток, несущий частички аэрозол , а это, в свою очередь, по- вьшает эффект концентрировани частиц в центральной части за счет более сильного воздействи на поток аэрозол склчков уплотнени во врем торможени потока.and only a stream carrying particles of aerosol is involved in the concentration system, and this, in turn, enhances the effect of concentrating particles in the central part due to a stronger effect on the flow of aerosols on compaction during deceleration of the stream.

Вьтолнение одного из насадков с расшир ющимс по ходу движени аэрозол соплом (.фиг. 3) позвол ет отсекать часть потока, идущего под давлением и со сверхзвуковой скоростью.Completion of one of the nozzles with the nozzle expanding in the course of the aerosol movement (Fig. 3) makes it possible to cut off part of the flow going under pressure and at supersonic speed.

Вьтолнение выходного сечени в ви- де критического сечени одного из насадков с сужающимс по ходу движени аэрозол соплом (фиг. 4) позвол ет насадку работать в широком диапазоне перепадов давлени , так как к выходному сечению подходит сверхзвуковой заторможенный поток, а дальнейшее его развитие идет вне насадка до давлени окружающей среды.Completion of the output section in the form of a critical section of one of the nozzles with a nozzle narrowing in the course of aerosol movement (Fig. 4) allows the nozzle to work in a wide range of pressure drops, since supersonic decelerated flow approaches the exit section, and its further development goes beyond nozzle to ambient pressure.

Установление соосно и последова- тельно не менее двух таких насадков позвол ет получить устойчивую работу насадка с высокой эффективностью при широком диапазоне давлений окружающей среды, что важно дл пробоотборных приборов, примен емых без переналаживани на различных высотах.Establishing coaxially and consistently at least two of these nozzles allows you to get a stable operation of the nozzle with high efficiency at a wide range of environmental pressures, which is important for sampling instruments used without readjustment at different heights.

Применение предлагаемого концентратора в качестве разгонных сопл потока газа и потока аэрозол позвол ет при заданном сверхзвуковом перепаде достигать более высокой кинетической энергии, чем в известных разгонных соплах-за счет самовакуумировани поThe use of the proposed concentrator as accelerating nozzles of a gas stream and an aerosol stream allows for a given supersonic differential to achieve a higher kinetic energy than in the known accelerating nozzles due to self-vacuuming

0 0

5five

лости насадка и создани максимально возможного разгона в первом сверх- звуковом сопле.nozzles and creating the maximum possible acceleration in the first supersonic nozzle.

Claims

1.Aerosol concentrator containing nozzles in the form of coaxially mounted and hermetically interconnected supersonic nozzles, the critical section of each of which is not less than the critical section of the first along the movement of the nozzle aerosol, in order to increase the efficiency of aerosol concentration , the concentrator is provided with at least one additional nozzle, and the critical section of the first along the movement of the aerosol supersonic nozzle of each nozzle is less than the critical section of the first nozzle each previous attachment.

2. A concentrator according to claim 1, characterized in that at least one of the nozzles is provided with an aerosol-expanding nozzle in the direction of movement of the aerosol.

3. Concentrator according to claim 1, characterized in that at least one of the nozzles is made with a tapering nozzle in the direction of movement of the aerosol.

4. The software concentrator of claim 1, characterized in that at least one of the nozzles is made with expanding inlet and tapering force in the direction of movement of the aerosol nozzles.

, /

fi & .2

cpuf.S

fieL