SU1729610A1 - Пневматическа форсунка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  диспергировани  жидкостей в процессах охлаждени  в различных отрасл х промышленности при повышении качества распыла и уменьшении энергозатрат. Форсунка снабжена размещенным в патрубке дл  подачи среды регулирующим устройством . Устройство выполнено в виде двух прилегающих одна к другой подвижной и неподвижной пластин. Пластины образуют регулируемое отверстие дл  подачи среды. Отношение площади проходного сечени  этого отверсти  к площади сечени  камеры смешени  выбрано в диапазоне 0,05-0,25.1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  диспергировани  жидкостей и суспензий и может быть использовано в различных област х промышленности, например, в химической , металлургической и других, а также в процессах охлаждени , обезвоживани  и сушки суспензий, пульп и растворов.

Известна пневматическа  форсунка, состо ща  из корпуса дл  распылител  (воздуха ) и расположенной по оси корпуса вставки с наружной винтовой направл ющей дл  завихрени  потока распылител . Вставка с выходного торца имеет сферическую выемку с острой кольцевой кромкой по периферии .

В известной форсунке, имеющей полость смешени  с центральным соплом, происходит аэродинамический срыв потока в области сферической поверхности вставки . Вследствие этого вблизи сопла на выходе жидкости создаетс  разрежение, способствующее увеличению дисперсности и расхода распыливаемой жидкости.

Основные недостатки известной пневматической форсунки: низка  производительность при большом расходе воздуха высокого давлени , в форсунке угол закручивани  жидкости в камере очень мал и практически используетс  дл  равномерного заполнени  жидкостью сечени  конического сопла - камеры смешени . Следовательно, сечение отверсти  выхода жидкости из вставки определ ет толщину сло  жидкости и дл  сохранени  качества распылени  сечение сопла выхода жидкостного потока делают узким, что увеличивает его гидравлическое сопротивление и склонность к забиванию твердым осадком при распылении пульп, содержащих большое количество твердой фракции. Поэтому форсунка имеет ограничени  по геометрическим размерам и соответственно по п роизводительности.

Известна также пневматическа  форсунка , состо ща  из корпуса с камерой смешени , отверсти  дл  подачи жидкости на одном торце корпуса, соосном с соплом, расположенном на другом торце; перед соплом расположен завихритель в виде мно- гошнекового узла, который снабжен центральным отверстием. Дл  предотвращени  сепарации жидкой фазы на стенках камеры и получени  мелкодисперсного факела воздухоподающие отверсти  выполнены радиальными.

Основные недостатки известной пневматической форсунки: большой расход воздуха на распыливание при радиальной подаче его в камеру смешени ; склонность

к забиванию твердым осадком прираспыли- вании пульп, содержащих большое количество твердой фазы.

Наиболее близким к изобретению  вл - 5 етс  форсунка, содержаща  корпус с камерой смешени  и выходным соплом с отношением их диаметров 2-3, патрубок дл  подачи среды, размещенный в камере смешени  перед соплом завихритель с на0 клонными лопаст ми на внутренней поверхности и тангенциальный патрубок с отношением его эквивалентного диаметра к диаметру камеры смешени  0,25-0,5.

Недостатком известной пневматиче5 ской форсунки  вл етс  сравнительно большой удельный расход энергии на распыливание среды при изменении давлени  в патрубке подачи распыливаемой среды . Например, в случае увеличени 

0 давлени  среды в пределах 0,2-0,4 МПа расход воздуха на ее распыливание возрастает в 2,5-3 раза, при этом удельный расход энергии возрастает с 0,4 до 0,75-0,8 кВт/м распыливаемой среды. В случае снижени 

5 давлени  среды от 0,2 до 0,1 МПа удельный расход энергии на распыливание также возрастает (с 0,4 до 0,55-0,6 кВт/м3) из-за снижени  эффекта механического дроблени  среды на лопаст х завихрител  вследствие

0 снижени  скорости потока среды. Кроме того , неоднородность распыла диспергируемой среды приводит к снижению производительности гранул ционных установок из-за увеличени  доли мелких частиц

5 в факеле распыла и, как следствие, увеличению ее в гранулированном продукте, например в азофосфате.

Цель изобретени  - повышение качества распыливани  и уменьшение энергозат0 рат.

Дл  достижени  поставленной цели форсунка снабжена размещенным в патрубке дл  подачи среды регулирующим устройством в виде двух прилегающих друг к другу

5 подвижной и неподвижной пластин, образующих регулируемое отверстие дл  подачи среды с отношением площади его проходного сечени  к площади сечени  камеры смешени  0,05-0,25.

0

Такое конструктивное выполнение пневматической форсунки обеспечивает эффективное смешение продольного материального потока и тангенциального газового

5 потока в камере смешени  и дальнейшую закрутку этих потоков и диспергирование полученной смеси на лопаст х завихрител  перед выходом ее через сопло вывода среды . Это позвол ет получать высокое качест- во распыливани  при низких расходах

сжатого воздуха, т.е. при уменьшенных энергозатратах.

На чертеже представлен общий вид форсунки, разрез.

Пневматическа  форсунка содержит корпус 1 с камерой 2 смешени  и выходным соплом 3. Отношение диаметра камеры 2 смешени  к диаметру сопла 3 выбираетс  равным 2-3. На корпусе 1 размещен патрубок 4 дл  подачи среды, а в камере 2 смеше- ни  - завихритель 5 в виде съемного цилиндрического вкладыша с наклонными лопаст ми 6 на внутренней поверхности. Форсунка содержит также тангенциальный патрубок 7, отношение эквивалентного ди- аметра которого к диаметру камеры смешени  выбрано равным 0,25-0.5.

Форсунка снабжена размещенным в патрубке 4 дл  подачи среды регулирующим устройством в виде двух пластин 8 и 9. Не- подвижна  пластина 8 с отверстием 10 закреплена на входе в камеру 2 смешени . Подвижна  пластина 9 закреплена на штоке 11, выведенном через крышку 12 и уплотн ющий элемент 13 и соединенном с управл - ющим механизмом 14. Пластины 8 и 9 образуют между собой регулируемое отверстие дл  подачи среды с отношением площади его проходного сечени  к площади сечени  камеры смешени  0,05-0,25.

Форсунка работает следующим образом .

В патрубок 4 подачи среды подаетс  поток (жидкость или суспензи ), при этом площадь сечени  отверсти  в неподвижной пластине 8 и его конфигурацию по отношению к месту ввода распылител  можно измен ть перемещением подвижной пластины 9 таким образом, чтобы взаимное расположение подачи среды (жидкости или суспензии) и распылител  обеспечивало частичное или полное взаимное перекрытие потоков при одновременном изменении величины расхода конфигурации струи вводимой среды. Изменение расположени  мест ввода среды и распылител  и конфигурации струи среды за счет изменени  проходного сечени  отверсти  подачи среды (жидкости или суспензии) и его конфигурации позвол ет сократить энергетические затраты на диспергирование среды за счет снижени  расхода распылител  (воздуха), увеличить испарительную способность и уменьшить неоднородность дисперсного состава факела распыливаемой среды предлагаемой пневматической форсункой. При этом тангенциально подаваемый поток распылител 

создает высокую степень взаимодействи  между газовым и жидкостным потоками и приводит к оптимизации параметров рас- пыливани  среды (жидкости или суспензии) при минимально подводимой энергии распылител .

Экспериментальные исследовани  по распиливанию жидкости (суспензии) с помощью предлагаемой пневматической форсунки показали, что наиболее выгодное расположение регулируемого отверсти  дл  прохода среды, образованного неподвижной и подвижной пластинами, определено над местом ввода патрубка распылител , причем отношение площади сечени  отверсти  к площади сечени  корпуса форсунки составл ет 0,05-0,25. При таком расположении отверсти  дл  ввода среды по отноше- нию к вводу распылител  (воздуха) создаютс  услови  насосного эффекта, когда поток жидкости облегчает захват воздуха внутрь потока. Удельные энергетические затраты на распыливание жидкости при этом сокращаютс , Кроме того, они могут быть оптимизированы при изменении технологических параметров среды (в зкости, плотности , давлени ) непосредственно в ходе ведени  технологического процесса без его остановки.

Предлагаема  пневматическа  форсунка позвол ет уменьшить неоднородность дисперсного состава факела распыла и, как следствие, повысить производительность гранул ционных установок, улучшить качество гранулированного продукта и снизить расход топлива на его производство.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Пневматическа  форсунка, содержаща  корпус с камерой смешени  и выходным соплом с отношением их диаметров 2-3, патрубок дл  подачи среды, размещенный в камере смешени  перед соплом завихритель с наклонными лопаст ми на внутренней поверхности и тангенциальный патрубок дл  подачи распылител  с отношением его эквивалентного диаметра к диаметру камеры смешени  0,25-0,5, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества распыла и уменьшени  энергозатрат , она снабжена размещенным в патрубке дл  подачи среды регулирующим устройством в виде двух прилегающих одна к другой подвижной и неподвижной пластин, образующих регулируемое отверстие дл  подачи среды с отношением площади его проходного сечени  к площади сечени  камеры смешени  0,05-0,25.