Результат интеллектуальной деятельности: ФОРСУНКА РАСПЫЛИТЕЛЯ ДИСКОВОГО

Изобретение относится к центробежным распылителям, применяемым в химической и других отраслях промышленности для процессов, связанных с переработкой суспензий, растворов и эмульсий.

Известен центробежный распылитель жидкости по патенту РФ №2513403, F26B 3/12, который представляют собой быстровращающийся диск и цилиндр с внутренними каналами различной формы (прототип).

Недостатком такого распылителя является то, что получение тонкодисперсных распылов (капель диаметром 50…200 мкм) посредством таких распылителей сопряжено со значительными энергозатратами (около 15 кВт на 1 т жидкости) и необходимостью использования сложных и дорогостоящих приводных механизмов, так как он имеет большое лобовое сопротивление, обусловленное отрывом пограничного слоя и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок. Другими существенными недостатками соплового распылителя являются высокая степень полидисперсности получаемого распыла и малый смоченный периметр каналов.

Технический результат - повышение эффективности распыла и снижение энергозатрат.

Это достигается тем, что в распылителе дисковом, содержащем корпус с внутренней камерой, в которой закреплены форсунки, при этом каждая из них содержит корпус с размещенным в нем соплом, который выполнен в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в днище сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в нижней части каждой из форсунок, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы, прикреплен посредством по крайней мере трех спиц рассекатель, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры, при этом соосно и осесимметрично корпусу, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, посредством перфорированной шайбы закреплена трубка для подвода воздуха в смесительную камеру сопла, при этом на конце трубки закреплены перпендикулярно ее оси по крайней мере три дросселя, а в нижней части каждой из форсунок к торцевой поверхности цилиндрической гильзы прикреплен диффузор, на срезе которого установлен дополнительный рассекатель, выполненный в виде перфорированного круга, при этом его коэффициент перфорации равен коэффициенту перфорации перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного распылителя, на фиг. 2 - схема форсунки.

Распылитель дисковый (фиг. 1) имеет полый корпус 1 с крышкой 2, имеющей центральное отверстие 3 для подачи жидкости. Корпус 1 жестко соединен с валом 4, ось которого расположена перпендикулярно оси, соединяющей по крайней мере три радиальные форсунки 5, которые закреплены на боковой поверхности корпуса 1.

Каждая из форсунок 5 (фиг. 2) содержит корпус 6, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзы 12 с внутренней резьбой 10. В цилиндрической гильзе 12 расположена расширительная камера 9, соосная корпусу 6. При этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе 12 посредством резьбы 10 сопло 11, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 14 и 15, расположенных в днище 7 сопла 11, в котором осесимметрично корпусу 6 выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, соединенное со смесительной камерой 16 сопла 11, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 17. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 14 и 15, взятые в совокупности, и центрального отверстия 13 равны между собой.

В нижней части каждой из форсунок 5 к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 12 прикреплен посредством по крайней мере трех спиц 18 рассекатель 19, выполненный в виде перфорированного (не показано) диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры 17.

Распылитель дисковый работает следующим образом.

Рабочая жидкость через центральное отверстие 3 в крышке 2 подается во внутреннюю полость корпуса 1, где распределяется под действием центробежной силы кольцевым слоем по его боковой поверхности, равномерно создавая давление во всех радиальных соплах 5. При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа и поступает во внутреннюю полость сопел 5.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 6 через центральное отверстие 13, затем в расширительную камеру 9, соосную корпусу 6. После камеры 9 жидкость направляется к соплу 11, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 в смесительную камеру 16, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 14 и 15, также соединенных со смесительной камерой 16 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 17, где происходит дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости. Рассекатель 19, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камерой 17, осуществляет дополнительно дробление потока жидкости, превращая его в мелкодисперсный поток.

Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известными позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения вала 4 приводного механизма корпуса 1 и за счет этого упростить его конструкцию и повысить надежность, а также не менее чем в 2 раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.

Возможен вариант, когда соосно и осесимметрично корпусу 6, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13, посредством перфорированной шайбы 22 закреплена трубка 20 для подвода воздуха в смесительную камеру 16 сопла 11. На конце трубки 13 закреплены перпендикулярно ее оси по крайней мере три дросселя 21, полость которых связана с полостью трубки 13, подводящей воздух в смесительную камеру 16.

Возможен вариант, когда в нижней части каждой из форсунок к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 12 прикреплен диффузор 23, на срезе которого установлен дополнительный рассекатель 24, выполненный в виде перфорированного круга, при этом его коэффициент перфорации равен коэффициенту перфорации перфорированного диска 19, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры 17.