SU937032A1 - Устройство Л.И.Рабиновича дл распылени жидкости - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО Л. И. РАБИНОВИЧА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  тонкодисперсного распылени  текущих веществ, преимущественно жидкостей, и может быть применено в различного рода оросител х, увлажнител х, испытательных стендах дл  имитации природных условий (дожд , тумана и т. д.) и проверки поведени  полезных изделий в созданных услови х . Одними из примеров применени  могут быть поливные установки в теплицах, стенды дл  испытаний тканей, лакокрасочных покрытий и т.Д., обеспыливающие устройства , реакторы различного назначени .

Основна  задача таких установок - обеспечение строго равномерного факела распылени  jio больщим площад м в услови х распылени  сравнительно малых удельных количеств распыл емых жидкостей , малый разброс (отклонение) капель по среднему диаметру, возможность работы как в вакууме, так и в атмосфере.

Известно устройство дл  распылени , содержащее корпус, источник распыл емого вещества и соединенную с ним листовую эластичную перегородку 1.

Недостатком известного устройства  вл етс  об зательна  необходимость в исЖИДКОСТИ

точнике сжатого воздуха в дополнение к источнику распыл емой жидкости, что усложн ет устройство. Сжатый воздух не позвол ет использовать вакуум, процессы получени  сжатого воздуха неэкономичны

5 из-за малого КПД. Это снижает эффективность процесса распылени  и сужает возможную область применени .

Недостатками этого устройства  вл ютс  также невозможность или крайне ограниJQ ченные средства вли ни  на волновое движение перегородки, и следовательно, больщие трудности в оптимизации процесса, определенна  конкретна  направленность факела , исход щего как бы из точки, невозможность или больщие трудности в получении

15 равномерного распределени  тонкодисперсного факела малых количеств распыл емой жидкости по больщим площад м.

Наиболее близким к предлагаемому  в2Q л етс  устройство дл  распылени  жидкости , содержащее корпус и эластичную перегородку, один конец которой соединен с приводом ее колебаний, а другой - с корпусом и источником подвода жидкоети 2.

Недостатком установки  вл етс  мала  эффективность процесса распылени  и мала  область применени . Из-за направлени  факела, первоначально близкого к горизонтальному , трудно или невозможно обеспечить большую равномерность ра пылени  по большой площади. Кроме того, вещество стекает по поверхности перегородки и  ет иных средств вли ни  на процесс (кроме волнового движени ), чтобы уменьшить диапазон размеров капель факела, исключить выпадание в факел особо крупных частиц. В итоге факел имеет большую неравномерность частиц по диаметру и неравномерность распылени  по площади.

Кроме того, трудно регулировать подачу распыл емого вещества на перегородку в точном соответствии с производительностью распылител .

Производительность определ етс  приводом волнового движени  перегородки, а выдача вещества - приводом подачи. Оба привода независимы. Несоответствие подачи и производительности ведет либо к недостатку , либо к избытку вещества. В первом случае имеет место излишний расход мощности и необеспечение заданных параметров распылительного процесса. Во втором случае избыток вещества требует усложнени  установки дополнительным узлом дл  сбора и возврата указанного избытка дл  повторного использовани . Третий случай - введение взаимозависимости обоих приводов путем обратной св зи - также усложн ет, удорожает установку, снижает ее надежность, эффективность процесса распылени , сужает область ее применени .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса распылени  и расширение технологических возможностей .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  распылени  жидкости, содержащем корпус и эластичную перегородку , один конец которой соединен с приводом ее колебаний, а другой - с корпусом и источником подвода жидкости, эластична  перегородка выполнена в виде по меньшей мере одной трубы с перфорацией в боковой стенке, при этом соединенный с приводом колебаний конец трубы заглущен.

Устройство также может бь1ть снабжено не менее одной дополнительной трубой, установленной параллельно основной.

Эластична  перегородка может быть выполнена из несмачиваемого по отношению к распыл емой жидкости материала.

Кроме того, устройство дл  распылени  жидкости снабжено опорами, на которых эластична  перегородка установлена горизонтально , а ее перфорации расположены между опорами.

Желательно, чтобы перфораци  эластичной перегородки были расположены в пределах угла от О до 75° по обе стороны от ее центральной поперечной плоскости.

На фиг. 1 изображено устройство дл  распылени  жидкости, общий вид; на фиг. 2- схема волнового движени  трубы; на фиг. 3- разрез А-А на фиг. 1 и механизм распылени ; на фиг. 4 - вариант устройства с несколькими трубами, соединенными параллельно , аксонометри ; на фиг. 5 и 6 - примеры применени  устройства в камерах дл  испытани  изделий в услови х атмосферных осадков и других воздействий; на фиг. 7 - схемы действи  на перфорированную трубу приводов колебаний различных типов.

Устройство дл  распылени  жидкости содержит корпус 1 и эластичную перегородку 2, один конец которой соединен с приводом 3 ее колебаний через пружину 4, а другой - с корпусом 1 и источником 5 подвода жидкости через обратный клапан 6.

Одним из вариантов привода 3 колебаний может быть привод волнового движени , выполненный, например, в виде рычага 7 с руко ткой 8 и осью 9 качани .

Вместо ручного привода волнового движени  может быть использован и механический привод.

Эластична  перегородка 2 выполнена в виде по меньшей мере одной трубы 10 с перфорацией 11 в боковой стенке, при этом соединенный с приводом 3 колебаний конец трубы 10 заглушен.

Устройство может быть также снабжено не менее одной дополнительной трубой 10, установленной параллельно основной (фиг. 4)

Эластична  перегородка 2 выполнена из несмачиваемого по отношению к распыл емой жидкости материала дл  облегчени  отрыва капли (частицы) с трубы 10 в факел в результате волнового движени  последней .

Например, при распылении воды могут быть использованы тонкостенные эластичные трубы из капрона или лавсана.

Устройство также снабжено опорами 12, на которых эластична  перегородка 2 установлена , как правило, горизонтально (хот  не исключаетс  и иное расположение), а ее перфорации 11 расположены между опорами 12, совпадаюшими с узлами из волнового движени .

Перфорации 11 эластичной перегородки 2 могут быть расположены в пределах угла от О до 75° по обе стороны от ее центральной поперечной плоскости 00 и выполнены с соотношением Dn -DK 1,9-0,1 где Dn - диаметр перфорации, мкм;

DK максимально допустимый диаметр капель факела, мкм.

Перфорации 11 эластичной перегородки 2, размещенные в пределах угла от О до 45° по обе стороны от ее центральной поперечной плоскости 00, выполнены с соотношением

Df,/DK 1,9-0,5, a в пределах угла от 45 до 75° с соотношением

DT,/DK 0,5-0,1, гДе Dn диаметр перфорации, мкм;

D( - максимально допустимый диаметр капель факела, мкм.

Вместо привода 3 волнового движени  может быть применен привод поперечного сжати  перегородки 2, привод ее кручени , привод ее продольного сжати  или раст жени  или привод ее продольного изгиба.

На фиг. 5 и 6 показаны примеры применени  предлагаемого устройства дл  распылени  жидкости в камерах (испытательных стендах) 13 дл  испытаний различных из делий 14 в услови х комплексного возд йстви  атмосферных воздействий (, .туман , радиаци , ветер и т. д.) в различных сочетани х. Распылительные установки в камерах смонтированы из отдельных одинаковых автономных взаимозамен емых блоков (секций) 15, установленных горизонтально или вертикально, и дополнены имитаторами 16 других видов атмосферных воздействий.

Устройство дл  распылени  жидкости (с приводом волнового движени ) работает следу ющим образом.

Из источника 5 в трубы 10 поступает, подпитываетс  по стрелке Б жидкость, и трубы 10 посто нно наход тс  в заполненном состо нии. При отсутствии волнового движени  жидкость не проходит через перфорации 11, так как этому преп тствует сила капилл рности. Если трубы 10 (т. е. эластичную перегородку 2) привести в состо ние волнового движени  перемещением руко тки 8 по стрелке В (или с помощью любого привода 3), то участки труб 10 между опорами 12 подвергаютс  изгибу, их сечени  из круглых (фиг. 4) станов тс  овальными, причем внутренний объем изогнутых участков труб 10 уменьщаетс , поверхность труб со стороны впадины сжимаетс , со стороны выступа раст гиваетс , соответственно уменьшаютс  (фиг. 4, II) и увеличиваютс  (фиг. 4, III) диаметры перфораций 11 и их суммарное проходное сечение.

Из-за уменьшени  внутреннего объема изогнутых частей труб 10 давление жидкости внутри труб повышаетс  и становитс  пульсирующим, достаточным дл  преодолени  сил капилл рности. Жидкость через каждую перфорацию 11 с увеличившимс  проходным сечением (т. е. с поверхности выступов, фиг. 4, III и фиг. 3) выбрасываетс  по стрелке Г крохотной струйкой, котора  затем под действием сил поверхностного нат жени  принимает сфероидальную форму, причем диаметр капли определ етс  объемом самой струйки, т. е. диаметром Dn, давлением в трубе, сопротивлени ми, режимами волнового движени . Другими словами , имеетс  больша  возможность, широкий набор средств дл  получени  факелов именно такого размера капель, какой необходим по заданным услови м. Если угол а О (один р д перфораций 11 по оси трубы 10), то факел имеет ничтожно малую ширину, соизмеримую с D. Если а t О, но достаточно мал, получают малую, но

заметную ширину (10-20 мм). Измен   положени  перфораций 11 в пределах угла а, можно получить чередование слоев факела с промежутками или сплошной широкий факел, который, слива сь с факелами из других труб 10, образует неограниченно

большой размер факела.

Обоснованием выбора величины и предельных значений указанных соотношений  вл ютс  следующие факторы.

Перфорации в пределах угла а от О до

5 45° сильно измен ют свой диаметр в результате изгиба, поскольку они дальше всего расположены от нейтрального сло  изогнутой трубы 10. Поэтому указанное изменение во многих случа х должно учитыватьс , что предусмотрено выбором номинального диа° метра перфорации 11 в интервале отверстий с соотношени ми диаметров, имеющими большую величину (Оп/Ск 1,0-0,5). Перфорации в пределах угла а от 45 до 75° почти не измен ют своего диаметра, поскольку они расположены вблизи нейтрального сло , и соотношени  их диаметров имеют меньшую величину (Dn/Ок 0,5-0,1).

Предлагаемое устройство может обеспечить строго paBHOMepiioe распыление по практически неограниченной длине ( несколько сот метров) при весьма значительной ширине (до нескольких метров), а площадь распылени  может составить до тыс чи квадратных метров и более в одном агрегате. Это позвол ет создавать уникально крупные распылительные установки и, тем са5 мым, расщир ет область их применени . Посто нна  подпитка жидкости по стрелке Б всегда численно равна расходу жидкости через факел и автоматически (без дополнительных средств механизации и автоматиQ ки) измен етс  и зависимости от параметров (частоты и амплитуды) волнового движени  труб 10. Поэтому отпадает необходимость в специальных устройствах дл  сбора и возврата избытка жидкости дл  повторного распылени . Горизонтальное рас5 положение перегородки 2 (труб 10) особенно удобно дл  получени  факела, направленного по вертикали и равномерно воздействующего на большую площадь.

Большим преимуществом устройства  вл етс  возможность получени  факела по больщой площади с малым разбросом капель по размерам. Это обеспечиваетс  специальным подбором диаметров перфорации в трубах и параметрами волнового движени . Кроме того, установка позвол ет распыл ть

5 очень малые и как угодно малые количества жидкости на единицу площади, что особенно ценно, поскольку подавл ющее число известных распылительных устройств не могут

устойчиво работать на малых расходах при большой площади распылени  и большой равномерности факела. В то же врем  практическа  потребность распылителей с малыми расходами на большие площади довольно значительна. Дополнительные опоры дл  труб позвол ют располагать трубы на-большой длине, получа  за счет этого большую ширину факела. Отсутствие источников сжатого воздуха существенно упрощает и удешевл ет установку и понижает расз(од энергии , поскольку получение сжатого воздуха очень энергоемко вследствие низкого КПД компрессоров и большого расхода сжатого, воздуха. Кроме того, неиспользование сжатого воздуха позвол ет создавать испытательные стенды с определенным значением вакуума, определ емым существованием капли.

При преимущественно горизонтальном расположении перегородки возможны и иные расположени , а значит и разнообразные направлени  факела в момент отрыва его от перегородки.

Claims (5)

1. Устройство дл  распылени  жидкости , содержащее корпус и эластичную перегородку , один конец которой соединен с приводом ее колебаний, а другой - с корпусом и источником подвода . жидкости, отличающеес  тем, что, с целью повышени 

эффективности процесса распылени  и расширени  технологических возможностей, эластична  перегородка выполнена в виде по меньшей мере одной трубы с перфорацией в боковой стенке, при этом соединенный с приводом колебаний конец трубы заглушен .

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено не менее одной дополнительной трубой, установленной параллельно основной.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что эластична  перегородка выполнена из несмачиваемого по отношению к распыл емой жидкости материала.

4.Устройство по пп. I, 2 и 3, огличающеес  тем, что оно снабжено опорами, на

которых эластична  перегородка установлена горизонтально, а ее перфорации расположены между опорами.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающеес  тем, что перфорации эластичной перегородки расположены в пределах угла от О до 75° по обе стороны от ее центральной поперечной плоскости.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 308725, кл. В 05 В 3/14, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2727797/23-05, кл. В 05 В 7/24, 1979 (прототип).

о о о /-О до

°°%О

ОАО

о о

о о

О о о о о

г

г

о о о о о

о о

г.