Способ получения заряженного аэрозоля

 

Использование: получение заряженного аэрозоля в технологических процессах в промышленности, электроэнергетике, сельском хозяйстве, метеорологии в электростатических распылителях различной производительности и назначения. Сущность изобретения: в способе получения заряженного аэрозоля регулировку дисперсности заряженного аэрозоля осуществляют путем варьирования давления газового потока в соответствии с законом где Pж - давление жидкости в канале распылителя, МПа, ж -расход жидкости, кгс, Rж - плотность жидкости, кг/м3 , Sж - площадь поперечного сечения канала в месте подачи жидкости в распылительное сопло, мм2 , K - коэффициент кавитации. 1 ил.

Изобретение относится к электронно-ионной технологии, например к получению заряженного аэрозоля. Может быть использовано в различных технологических процессах в промышленности, электроэнергетике, сельском хозяйстве, метеорологии в электростатических распылителях различной производительности и назначения.

Известен способ получения заряженного аэрозоля, заключающийся в том, что жидкость подают в канал распылителя с последующим пневматическим и кавитационным дроблением ее в распылительном сопле и электрической зарядкой в электростатическом поле межэлектродного промежутка распылительного сопла, при этом в процессе распыливания осуществляют регулировку дисперсности распыливаемого аэрозоля (1). Недостатком данного способа является то, что при его реализации для регулирования размеров капель в основном уменьшают или увеличивают расход воздуха. Это приводит к тому, что в условиях пневматического диспергирования может произойти подавление кавитации, в результате чего эффективность работы распылителя существенно снижается.

Техническим результатом предлагаемого способа получения заряженного аэрозоля является обеспечение возможности изменения размеров образующихся частиц заряженного аэрозоля.

Для этого в способе получения заряженного аэрозоля, заключающемся в том, что жидкость подают в канал распылителя с последующим пневматическим и кавитационным дроблением ее в распылительном сопле и электрической зарядкой в электростатическом поле межэлектродного промежутка распылительного сопла. Осуществляя в процессе распыливания регулировку дисперсности заряженного аэрозоля согласно изобретению путем варьирования давления газового потока Р в (МПа) в соответствии с законом PВ= Pж- , где Рж - давление жидкости в канале распылителя (МПа); Rж и ж- расход (кг/с) и плотность (кг/м3) жидкости; Sж - площадь поперечного сечения канала распылителя в месте подачи жидкости в распылительное сопло (м2); К - коэффициент кавитации.

Варьирование давления газового потока позволяет при неизменных рабочих параметрах электростатического распылителя (постоянная величина приложенного напряжения, неизменная геометрия сопла, постоянные расходы жидкости и газа) изменять размеры образующихся капель заряженного аэрозоля. Это достигается тем, что изменением давления газового потока регулируется эффективность кавитационного механизма дробления жидкости, обеспечивающего образование мелкодисперсной фракции факела внутри распылительного сопла. В случае изменения расхода жидкости благодаря варьированию давления газового потока удается установить наиболее благоприятные условия для пневмокавитационного механизма диспергирования жидкости, когда достигаются необходимые величины тока выноса распылителя и дисперсность получаемого аэрозоля.

На чертеже представлен электростатический распылитель жидкостей, на примере которого реализован предлагаемый способ получения заряженного аэрозоля.

Электростатический распылитель жидкости содержит диэлектрический корпус 1 с индуцирующим 2 и установленным в нем коаксиально заземленным электродами 3, образующими обращенными один к другому поверхностями распылительное сопло 4. Газовый поток подается внутрь распылителя по каналу 5, а жидкость - соответственно по каналу распылителя 6. Заземленный электрод крепится в держателе 7 с помощью винта 8. Высокое напряжение подается на индуцирующий электрод от высоковольтного источника питания 9. Sж является площадью щели, образованной держателем 7 и поверхностью заземленного электрода 3.

Диспергируемая жидкость по каналу 6 подается внутрь распылителя и поступает в распылительное сопло 4. Она вытекает на поверхность заземленного электрода 3 в виде тонкой пленки через щель, образованную поверхностью заземленного электрода 3 и внутренней торцевой поверхностью держателя 7. Держатель 7 выполнен с порогом относительно боковой поверхности заземленного электрода 3, на которую подается жидкость. Благодаря взаимодействию с высокоскоростным потоком газа в распылительном сопле 4 пленка жидкости дробится с образованием аэрозоля (пневматический способ диспергирования жидкости). Внутри распылителя за порогом держателя 6 благодаря чередованию зон пониженного и повышенного давления в пленке жидкости создаются условия возникновения кавитации, которая сопровождается образованием большого количества парогазовых пузырей. Пузыри схлопываются, формируя мелкодисперсную составляющую факела распыла (кавитационный способ диспергирования жидкости). При подаче на индуцирующий электрод 2 потенциала от высоковольтного источника питания 9 в межэлектродном промежутке распылительного сопла формируется электрическое поле, под воздействием которого в жидкости происходит перераспределение зарядов. Заряженная пленка жидкости дробится и образующиеся капли несут на себе избыточные электрические заряды. Таким образом создается поток заряженного аэрозоля.

Варианты реализации предлагаемого способа получения заряженного аэрозоля.

Постоянные рабочие параметры электростатического распылителя, в частности расход жидкости. Критериальным параметром, характеризующим эффективность кавитационных процессов, является коэффициент кавитации К. При заданных условиях кавитация возникает при строго определенном значении коэффициента к (верхняя граница диапазона изменения этого параметра). Максимальная эффективность кавитационного дробления жидкости также соответствует строго определенному значению (нижняя граница диапазона изменения этого параметра). Следовательно, зная диапазон значений коэффициента К, можно точно установить диапазон регулирования давления газового потока РВ в соответствии с определенной зависимостью. Изменяя давление газового потока, можно установить условия, соответствующие различной степени интенсивности кавитации, что, в свою очередь, определяет количество схлопывающихся в сопле парогазовых пузырей, т.е. можно регулировать дисперсность образующегося заряженного аэрозоля. Это достигается без какой бы то ни было дополнительной подачи газа внутрь распылителя, как это делается в чисто пневматических электростатических распылителях.

Варьируемый расход жидкости. Если расход жидкости в течение технологического процесса поменялся, то меняется и диапазон изменения давления газового потока. Он определяется по приведенной зависимости. Значения коэффициента К при этом известны. Давление газового потока меняется в пределах, обеспечивающих эффективное протекание кавитации и пневматического способа распыливания пленки жидкости. Не зная зависимость давления газового потока от расхода жидкости в условиях кавитации, варьировать РB, обеспечивая необходимые условия работы электростатического распылителя, не представляется возможным.

В процессе экспериментов расход жидкости устанавливался в пределах 5-30 г/см. При постоянном расходе жидкости Rж = 15 г/с кавитация в пленке жидкости за порогом держателя была замечена при давлении газового потока 0,09 МПа. Значения коэффициента кавитации К для данного расхода жидкости лежат в диапазоне 0,03 - 0,075. Следовательно, величина 0,09 МПа соответствует РВ = 0,075. Значению К = 0,03 согласно расчетам, проведенным по уравнению (1), соответствует значение РВ = 0,12 МПа. Изменение давления в этом диапазоне (увеличение давления с 0,09 МПа до 0,12 МПа) привело к тому, что ток выноса электростатического распылителя увеличился на 23%. Принимая во внимание, что рабочие параметры распылителя оставались неизменными, этот результат мог быть достигнут только за счет уменьшения размеров образующихся капель заряженного аэрозоля. Это показали и результаты экспериментальных измерений размеров капель, проведенных оптическим методом. Следовательно, варьирование давления газового потока в диапазоне значений, рассчитанных согласно зависимости, позволяет регулировать размеры образующихся капель заряженного аэрозоля. Аналогичные результаты получены и при изменении расхода жидкости. Так, при уменьшении расхода жидкости с Rж = 15 до 5 г/с изменение давления газового потока с 0,09 до 0,135 МПа позволило обеспечить сохранение условий пневматического и кавитационного механизмов дробления жидкости в распылительном сопле. Диапазон регулирования давления РB был рассчитан по уравнению (1).

Таким образом, на основе приведенных материалов можно сделать вывод, что предлагаемый способ получения заряженного аэрозоля обеспечивает возможность изменения размеров образующихся капель жидкости благодаря регулированию давления газового потока в соответствии с установленной зависимостью.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАРЯЖЕННОГО АЭРОЗОЛЯ, заключающийся в том, что жидкость подают в канал распылителя с последующим пневматическим и кавитационным дроблением ее в распылительном сопле и электрической зарядкой в электростатическом поле межэлектродного промежутка распылительного сопла, осуществляя в процессе распыливания регулировку дисперсности распыливаемого заряженного аэрозоля, отличающийся тем, что регулировку дисперсности заряженного аэрозоля осуществляют путем варьирования давления Pв газового потока в соответствии с законом Pв=Pж- ,, где Pж - давление жидкости в канале распылителя, МПа; Rж - расход жидкости, кг/с; ж - плотность жидкости, кг/м3; Sж - площадь поперечного сечения канала в месте подачи жидкости в распылительное сопло, мм2; K - коэффициент кавитации.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электронно-ионной технологии и применяется для распыливания и зарядки растворов ядохимикатов в сельском хозяйстве для окраски изделий, для подавления пылевыбросов на рабочих местах

Изобретение относится к технике высоких напряжений

Форсунка // 1836159

Изобретение относится к области техники высоких напряжений, в частности, электронно-ионной технологии

Изобретение относится к электронноионной технологии и может быть использовано для распыливания заряженных растворов пестицидов в сельском хозяйстве, для внедрения заряженных аэрозолей в атмосферу, для нанесения защитных покрытий на поверхности различных материалов при увеличении выносимого удельного заряда на каплях аэрозоли

Изобретение относится к распылению жидкостей для обработки растений инсектицидами в виде электрозаряженных аэрозолей при снижении энергоемкости и повышении удобства обслуживания

Изобретение относится к устройствам для разбрызгивания' жидкостей и может•'.-\V • ' ^ '2быть использовано для генерации высокодисперсных аэрозолей при испытаниях воздухоочистительного оборудования, а также в измерительной технике для калибровки аэродольной аппаратуры.Цель изобретения -улучшение воспроизводимости спектра размеров и концентрации частиц аэрозоля

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для распыления жидкости в системах увлажнения и кондиционирования, а также обработки отформованных изделий из бетона и железобетона

Изобретение относится к технике нанесения полимерных порошковых покрытий, которое может быть использовано в устройствах (напылителях) для нанесения защитных, антикоррозионных, декоративных и др

Изобретение относится к воздуходувке горячего дутья, такой как фен, имеющий электростатический распылитель, создающий заряженные частицы воды

Изобретение относится к электростатическому распылителю, который вырабатывает заряженные частицы жидкости, а также к термовентилятору, снабженному электростатическим распылителем и блоком нагнетания воздуха, который нагнетает нагретый воздух

Изобретение относится к области техники высоких напряжений, в частности электронно-ионной технологии, и применяется для борьбы с локальными пылевыбросами, для снижения запыленности рабочих помещений, в технологических процессах для интенсификации массообмена

Изобретение относится к электронно-ионной технологии

Изобретение относится к технике нанесения полимерных покрытий из порошковых материалов и может быть использовано в устройствах для нанесения защитных коррозионных и других покрытий в различных областях народного хозяйства

Изобретение относится к способу и установке для электростатического нанесения порошкового покрытия. Способ включает в себя этапы, на которых непрерывно получают рабочую текучую среду, содержащую воздух, очищенный от нежелательных веществ; подают указанную рабочую текучую среду под давлением в диапазоне от 0,5 до 10 бар в контейнер (2), содержащий некоторое количество порошка (3) покрытия; извлекают из указанного контейнера (2) первый поток, содержащий рабочую текучую среду и порошок; распыляют указанный поток рабочей текучей среды и порошка при помощи рабочей текучей среды под давлением в диапазоне от 0,5 до 10 бар; подают рабочую текучую среду под давлением в диапазоне от 0,5 до 10 бар, чтобы создать второй передающий поток, содержащий рабочую текучую среду и распыленный порошок; электростатически заряжают указанный второй поток рабочей текучей среды и распыленного порошка под давлением; и подают указанный электростатически заряженный второй поток рабочей текучей среды и распыленного порошка на подложку (1) при температуре в диапазоне от -15°C до +45°C. Технический результат – повышение качества покрытия за счет использования рабочей текучей среды, очищенной от кислорода и не содержащей загрязняющих веществ. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройству для электростатического распыления продукта, а также к способу управления генератором, подающим энергию на высоковольтный блок в таком устройстве. Устройство для электростатического распыления продукта покрытия включает распылитель, имеющий первый трубопровод и второй трубопровод для протекания продукта покрытия и воздуха. Протекание продукта покрытия и воздуха управляется по меньшей мере одним клапаном. Распылитель также включает средство для управления открытием/закрытием клапана и высоковольтный блок, генератор подачи питания на высоковольтный блок. Генератор содержит модуль управления для подачи тока на высоковольтный блок. Распылитель включает по меньшей мере один первый датчик, способный обнаруживать положение задвижки клапана относительно гнезда и выдавать сигнал, который может использоваться модулем управления для управления подачей тока на высоковольтный узел. Распылитель включает второй датчик, способный обнаруживать положение переключателя, расположенного на пистолете, и выдавать сигнал, который может использоваться модулем управления для регулирования подачи питания на высоковольтный блок. Способ управления генератором для подачи питания на высоковольтный блок, помещенный в устройство для электростатического распыления продукта покрытия, включает обнаружение положения задвижки клапана, расположенной в распылителе, и приведение ее в движение с использованием средства открывания/закрывания, с одной стороны, и изменение положения переключателя, прикрепленного к пистолету, с другой стороны. Способ также включает направление сигнала, соответствующего положению клапана и положению переключателя, на модуль управления генератора с помощью соединения, пригодного для используемого типа датчика. Затем осуществляют управление выключением или инициированием генератора на основании принимаемого сигнала и с использованием модуля управления. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и точности управления генератором подачи питания на высоковольтный блок без необходимости обнаружения расхода среды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх