RU2334168C1 - Centrifugal liquid sprayer - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: centrifugal sprayer incorporates a casing with an inner chamber wherein changeable nozzle pipes with cylindrical channels are flange-mounted. The said casing houses, at least, three radial cylindrical changeable nozzle pipes, their inner space accommodating free helical rods running around their axes in bearings fitted on both sides of the said helical rods and fixed in the pipes inner spaces. The said changeable nozzle pipes and helical rods are made in hard materials, i.e. tungsten carbide, ruby, sapphire.

EFFECT: higher efficiency of spraying and lower power consumption.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к центробежным распылителям, применяемым в химической и других отраслях промышленности для процессов, связанных с переработкой суспензий, растворов и эмульсий.The invention relates to centrifugal nebulizers used in chemical and other industries for processes associated with the processing of suspensions, solutions and emulsions.

Известен центробежный распылитель жидкости по а.с. СССР №154177, F26B 3/12, 1961 г., который представляет собой быстровращающийся диск и цилиндр с внутренними каналами различной формы (прототип).Known centrifugal atomizer fluid A. USSR No. 154177, F26B 3/12, 1961, which is a rapidly rotating disk and cylinder with internal channels of various shapes (prototype).

Недостатком такого распылителя является то, что получение тонкодисперсных распылов (капель диаметром 50...200 мкм) посредством такого распылителя 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.The disadvantage of such a sprayer is that the production of finely dispersed sprays (droplets with a diameter of 50 ... 200 μm) through such a sprayer is associated with significant energy consumption (about 15 kW per 1 ton of liquid) and the need to use complex and expensive drive mechanisms, since it has a large frontal resistance due to separation of the boundary layer and vortex formation during flow around cylindrical nozzle inserts. Other significant disadvantages of the nozzle atomizer are a high degree of polydispersity of the resulting spray and a small wetted channel perimeter.

Технический результат - повышение эффективности распыла и снижение энергозатрат.The technical result is an increase in spray efficiency and a reduction in energy consumption.

Это достигается тем, что в центробежном распылителе, содержащем корпус с внутренней камерой, в которой с помощью фланцев закреплены сменные сопловые трубки с цилиндрическими каналами, в корпусе закреплены, по крайней мере, три радиальные цилиндрические сменные сопловые трубки, во внутреннюю полость которых вставлены свободно спиральные стержни с возможностью вращения вокруг своей оси за счет подшипниковых опор, расположенных по обоим концам спиральных стержней и закрепленных во внутренней полости трубок.This is achieved by the fact that in a centrifugal atomizer containing a housing with an internal chamber, in which replaceable nozzle tubes with cylindrical channels are fixed using flanges, at least three radial cylindrical replaceable nozzle tubes are fixed in the housing, into which an internal cavity is freely spiral rods with the possibility of rotation around its axis due to bearing bearings located at both ends of the spiral rods and fixed in the inner cavity of the tubes.

На чертеже изображен общий вид предложенного распылителя.The drawing shows a General view of the proposed spray.

Центробежный распылитель жидкости имеет полый корпус 1 с крышкой, имеющей центральное отверстие для подачи жидкости, в котором с помощью фланцев закреплены, по крайней мере, три радиальные цилиндрические сменные сопловые трубки 2. Во внутреннюю полость трубок 2 вставлены свободно спиральные стержни 3 с возможностью вращения вокруг своей оси за счет подшипниковых опор 4 и 5, расположенных по обоим концам спиральных стержней 3 и закрепленных во внутренней полости трубок 2. Распылитель приводится во вращение приводным валом 6.The centrifugal liquid atomizer has a hollow body 1 with a cover having a central hole for supplying liquid, in which at least three radial cylindrical replaceable nozzle tubes 2 are fastened with flanges. Freely spiral rods 3 are inserted into the internal cavity of the tubes 2 with the possibility of rotation around its axis due to bearing bearings 4 and 5, located at both ends of the spiral rods 3 and fixed in the inner cavity of the tubes 2. The spray gun is driven into rotation by the drive shaft 6.

Распылитель работает следующим образом.The sprayer operates as follows.

Рабочая жидкость через центральное отверстие в крышке подается во внутреннюю полость корпуса 1, где располагается под действием центробежной силы кольцевым слоем по его боковой поверхности, распределяясь равномерно по всем каналам трубок 2. При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа и поступает во внутреннюю полость трубок 2, и вращает вставленные свободно спиральные стержни 3, образуя вращающийся вихревой поток жидкости внутри трубок 2, который, покидая полость трубок, турбулизируется за счет вращения корпуса 1 и взаимодействия с окружающей средой и разбивается на мелкодисперсные частицы жидкости. Сменные сопловые трубки 2 и спиральные стержни 3 могут быть выполнены из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.The working fluid through the Central hole in the lid is fed into the inner cavity of the housing 1, where it is located under the action of centrifugal force with an annular layer along its lateral surface, distributed evenly across all channels of the tubes 2. When the fluid ring rotates, pressure is created due to which the liquid overcomes the local entrance resistance and enters the internal cavity of the tubes 2, and rotates freely inserted spiral rods 3, forming a rotating vortex fluid flow inside the tubes 2, which, leaving the polo tube, is turbulized due to the rotation of the housing 1 and interaction with the environment and is divided into fine particles of liquid. Replaceable nozzle tubes 2 and spiral rods 3 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известными позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения приводного механизма корпуса 1 и за счет этого упростить его конструкцию, повысить надежность, не менее чем в 2 раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.Using the proposed spray gun in comparison with the known ones allows to reduce the rotational speed of the drive mechanism of the housing 1 by about 1.5 times and thereby simplify its design, increase reliability, and reduce the specific energy consumption for spraying liquid by at least 2 times.

Повышение однородности распыления, достигаемое за счет получения на выходе из распылителя тонкой турбулизированной пленки равномерной толщины, позволяет при распылительной сушке термочувствительных продуктов повысить температуру теплоносителя в объеме аппарата без опасности перегрева мельчайших частиц, улучшить качество сухого продукта и снизить затраты на сооружение систем улавливания частиц уноса.An increase in the spraying uniformity, achieved by obtaining a thin turbulized film of uniform thickness at the outlet of the spray gun, makes it possible to increase the temperature of the heat carrier in the apparatus volume without spraying overheating the smallest particles during spray drying of heat-sensitive products, improve the quality of the dry product and reduce the cost of constructing entrainment particle collection systems.

Claims (2)

1. Центробежный распылитель, содержащий корпус с внутренней камерой, в которой с помощью фланцев закреплены сменные сопловые трубки с цилиндрическими каналами, отличающийся тем, что в корпусе закреплены, по крайней мере, три радиальные цилиндрические сменные сопловые трубки, во внутреннюю полость которых вставлены свободно спиральные стержни с возможностью вращения вокруг своей оси за счет подшипниковых опор, расположенных по обоим концам спиральных стержней и закрепленных во внутренней полости трубок.1. A centrifugal atomizer comprising a housing with an internal chamber, in which replaceable nozzle tubes with cylindrical channels are fixed using flanges, characterized in that at least three radial cylindrical replaceable nozzle tubes are fixed in the housing, into the inner cavity of which freely spiral rods with the possibility of rotation around its axis due to bearing bearings located at both ends of the spiral rods and fixed in the inner cavity of the tubes. 2. Центробежный распылитель по п.1, отличающийся тем, что сменные сопловые трубки и спиральные стержни выполнены из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.2. The centrifugal atomizer according to claim 1, characterized in that the replaceable nozzle tubes and spiral rods are made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.