Центробежный распылитель жидкости

 

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЩЦКОСТИ, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крьшпсой с отверстием для подачи Жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки , отверстия которых сообщены с камерой, отличающийс я тем, что, с целью снижения удельйых энергозатрат на распыление и повьпиейия однородности факела распыла, он.снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок обтекателями каплевидной )I, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торец 1Л скруглен по радиусу концентричс но корпусу. фаг./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ю ! и> - . (ii>

4(51) В 05 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф (21) .3680614/23-05 (22) 30. 12. 83 (46) 07.06.85. Бюл. В 21 (72) Б.И. Леончик, Н.В. Токарь, А.Ф. Гуренко, А.П. Мальцев., В.А. Лялин, Н.В.. Льнов, Н.З. Радченко, В.П. Фомук и П.Н. Стамат (71) Московский ордена Tpypoaoro

Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности (53) 66.069.83,(088.8) (56) 1. Пали Д.Г, Галустов В.С.

Распылители жидкости. М., "Химия", 1979 с,119-124, рис; Ш8, Ш9.

2. Липатов Н.Н., Харитонов В. Д. Сухое молоко. И., "Легкая и пищевая промьппленность", 1981, с. 108. рис. 51 (прототип). (54) (57) 1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крышкой с отверстием для подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверстия которых сообщены с камерой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на распыление и повышения однородности факела распьша, он.снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок обтекателями каплевидной формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу.

2. Распылитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый обтекатель выполнен со ступенчатым выходным каналом, сообщающимся с отверстием соответствующей

1159649 трубки, при этом последняя в направлении выхода ступень выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекателя.

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей в тепломассообменных аппаратах, например распылительных сушилках, грануляторах, кондиционе- 5 рах, скрубберах и т.п., и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промьппленности

Известен распылитель жидкости, содержащий корпус с дисками, установленными с возможностью вращения и устройство для подачи жидкости на диски Щ,.

Однако, чтобы получить тонко- 15 дисперсный распыл (капли диаметром 50-200 мкм) этим распылителем, необходимо использовать сложный и дорогостоящий приводной механизм со значительными знергозатратами 20 (окол.о 15 кВт на 1 т жидкости).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является центробежный распылитель жидкости, содержащий 25 корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крышкой с отверстием для подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверстия которых сообщены с. каме- З0 рой (2) .

Недостатками известного распылителя являются наличие большого лобо вого сопротивления, обусловленного отрывом пограничного слоя и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок, а также высокая степень полидисперсности по-лучаемого распыла и малый смоченный периметр каналов. 40

Целью изобретения является сни- жение удельных энергозатрат на распыление и повышение однородности факела распыла. 4$

Укаэанная цель достигается тем, что центробежный распылитель жидкости, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крышкой с отверстием для подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверстия которых сообщены с камерой, снабжен закрепленными на выходных торцах соплЬвых трубок обтекателями каплевидной формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу.

Кроме этого, каждый обтекатель выполнен со ступенчатым выходным каналом, сообщающимся с отверстием соответствующей трубки, при этом последняя в направлении выхода ступень выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекателя.

На фиг.1 показан центробежный распылитель жидкости, общий вид; на фиг.2 — обтекатель со ступенчатым выходным каналом; на фиг.3 — - вид А на фиг.1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.2.

Центробежный распылитель жидкости содержит корпус 1 с выполненной в нем камерой 2, закрытой крышкой

3 с отверстием 4 для подачи жидкости в камеру 2, и установленные в корпусе 1 сопловые трубки 5, отверстия 6 которых сообщены с камерой 2.

Распылитель снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок 5 обтекателями 7 каплевидной формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью

;корпуса 1, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу 1. з 1

Каждый обтекатель 7 выполнен со ступенчатым выходным каналом 8, сообщающимся с отверстйем 6 соответствующей трубки 5, при этом последняя в направлении выхода ступень 9 выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекателя 7.

Крепление обтекателя 7 на сопловой трубке 5 осуществляется, например, с помощью резьбового соединения. Фиксация положения сменных . сопловых трубок 5 относительно корпуса 1 и крепление крышки.3 с .центральным отверстием 4 для ввода жидкости производится винтами 10. Для устранения вихреобраэования ири обтекании сменных сопловых трубок

5 внутренние и внешние торцы обтекателей 7 скругляются.по радиусам корпуса и распылителя.

Смещение ступени 9 соответствует расстоянию t = 0,5 + 0,95 (r +r, ), где r, и r, — радиусы отверстия и ступени 9. Смещение оси ступени 9 t выбирается в зависимости от отношения r, /r и смоченного периметра на.выходе из ступени 9 °

С уменьшением r, /r и смоченного периметра t увеличивается.

Известно, что с уменьшением относительной. толщины профиля отношение высоты профиля h к его длинеf его лобовое сопротивление снижается.

Выбор отношения h/ производйтся с учетом геометрических параметров распылителя (число и диаметр каналов, диаметр корпуса), которые, в свою очередь, определяются общей производительностью распылителя и конструктивными особенностями аппаратов.

Распылитель установлен на приводном вану 11.

Корпус 1, крьппка 3 и сопловые трубки 5 изготавливаются из металла, например нержавеющей стали, обтекатели 7 — из легкого сплава или термостойкого полимерного материала. Во втором случае задняя (по направлению вращения распылителя) стенка ступени 9 защищается пластиной 12 из износостойкого материала, например карбида кремния.

Центробежный распылитель жидкости работает следующим образом, 5

159649

Жидкость через отверстия 4 в крышке 3 подаетея во внутреннюю ка4 меру 2 корпуса 1, располагаясь под дейстием центробежной силы кольцевым слоем по ее боковой, поверхности, При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа поступает в отверстие

6 распределяясь равномерно по всему их сечению. Попадая в канал 8

10 жидкость прижимается. к его задней стенке и движется под действием центробежной силы с нарастающей скоростью, при этом смоченный периетр канала 8 по направлению движе15 ия жидкости уменьшается (фиг.2) .

При истечении жидкости из канала 8 происходит соударение струи с задней стенкой ступени 9, приводящее к растягиванию жидкости в тонкую турбу2р лизованную пленку равномерной толщи! ны, дробящуюся при взаимодействии с окружающей средой на однородные по размерам капли. Центральный угол, соответствующий смоченному периметру

2S ступени 9, при ударе скачкообразно возрастает до значений близких

9

180, и уменьшается по ходу движения жидкости. Оптимальная длина ступени 9, соответствующая максимальному

ЗО смоченному периметру, зависит от физических свойств жидкости, расхода жидкости через канал 8, его диаметра и длины, диаметра ступени

9 и частоты вращения распылителя.

35 В опытах по распылению воды изменении частоты вращения распылителя в диапазоне 2000-6000 об/мин

Э расхода жидкости через канал 2060 кг/ч м, диаметра каналов 0,050,015 м, длины каналов 0,04О, 15 м, диаметра ступени 0,0050,02 м, смещения оси канала 0 0050,015 м оптимальная длина ступени 9 находилась в интервале 0,007-0,020 м.

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

Кроме того повышение однороднос5 ти распыления, достигаемое за счет получения на выходе из распылителя тонкой турбулизованной пленки равномерной толщины, позволяет при рас1159649

ЮидА пылительной сушке термочувствительных продуктов повысить температуру теплоносителя в объеме аппарата без опасности перегрева мель— чайших частиц (например, при повышении температуры в дна раза удельные расходы тепла на 503), улучшить качество сухого продукта и снизить затраты на сооружение систем улавли5 вания частиц уноса. !

1159649

ЮиРкосм

Составитель Н. Румянцев

Техред Л.Микеа Корректор И. Муска

Редактор А. Сабо

Тираж 689 Подписи ое

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открьггий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Заказ 3634/8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.: Проектная,4