Распылитель внутреннего смешения

 

Использование: в технике распыления жидкости, в частности в распылителях для ультрамолообъемного опрыскивания растений, увлажнения воздуха и дезинфекции помещений. Сущность изобретения: распылитель внутреннего смешения состоит из трубопровода, выполненного прямолинейным с размещенным на его стенке выходными каналами и заглушенным торцем. Отношение площади поперечного сечения трубопровода к суммарной площади составляет не менее двух. К выходным каналам трубопровода подсоединены заглушенные патрубки с радиальными отверстиями или щелевыми соплами. Трубопровод имеет патрубки подвода жидкости и сжатого воздуха, причем патрубок подачи жидкости снабжен регулятором расхода. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей и может быть использовано для ультрамалообменного опрыскивания растений, увлажнения воздуха, дезинфекции помещений.

Известны штанговые распылители, состоящие из подсоединенного к источнику подачи жидкости трубопровода с установленными по его длине распылителями жидкости. Данные распылители обеспечивают возможность обработки больших площадей (длина штанги штатных опрыскивателей ≈16 м).

Однако из-за низкого качества распыливания (диаметр капель гидравлических распылителей находится в пределах 200-500 мкм) и возможности забивания распылителей, снижается эффективность обработки.

Известен распылитель внутреннего смешения, состоящий из трубопровода с патрубками для подачи жидкости и сжатого воздуха, размещенными на его стенке выходными каналами и заглушенным торцом.

Недостатком этого распылителя является низкий КПД процесса диспергирования, что связано с увеличением потерь на трение при движении жидкости и воздуха в криволинейном трубопроводе. Кроме того, исключена возможность выполнения длинного трубопровода, а следовательно и обработка больших площадей, поскольку в данном распылителе происходит нестабильное истечение воздушножидкостной смеси.

Целью предлагаемого изобретения является повышение КПД и обеспечение возможности обработки больших площадей.

Указанная цель достигается тем, что в распылителе внутреннего смешения, состоящем из трубопровода с патрубками подачи жидкости и сжатого воздуха, размещенными на его стенке выходными каналами и заглушенным торцом, трубопровод выполнен прямолинейным, а патрубок подачи жидкости снабжен регулятором расхода, причем отношение площади поперечного сечения трубопровода и суммарной площади выходных каналов составляет не менее двух.

Кроме того, к выходному каналу трубопровода подсоединен заглушенный патрубок с радиальными отверстиями. Радиальные отверстия могут быть выполнены в виде щелевых сопел.

Выполнение трубопровода прямолинейным с предложенным соотношением площади поперечного сечения трубопровода к суммарной площади выходных каналов обеспечивает стабилизацию пленочного слоя жидкости и снижение трения при движении двухфазного потока, что позволяет при меньшем давлении подачи и расходе воздуха получить качественный распыл и увеличить длину трубопровода, т.е. повысить КПД и обеспечить возможность обработки больших площадей.

Наличие регулятора расхода на патрубке подачи жидкости позволяет устанавливать оптимальное соотношение воздуха и жидкости для получения необходимого качества распыла, тем самым уменьшая весовой расход воздуха и повышая эффективность распыления.

Подсоединение к выходному каналу заглушенного патрубка с радиальными отверстиями или щелевыми соплами позволяет осуществить обработку вертикальных поверхностей, что расширяет область применения распылителя.

В результате анализа предложенного решения на соответствие критерию "существенные отличия" заявителем не обнаружены технические решения обладающие аналогичной совокупностью признаков.

Таким образом, заявитель считает, что предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображен распылитель внутреннего смешения, общий вид; на фиг. 2 - заглушенный патрубок с радиальными отверстиями; на фиг.3 - радиальное отверстие, выполненное в виде щелевого сопла; на фиг.4 - схема направления факелов на растения; на фиг.5 - график падения давления в зависимости от отношения площади поперечного сечения трубопровода и суммарной площади выходных каналов.

Распылитель внутреннего смешения содержит прямолинейный трубопровод 1 с размещенными на его стенке выходными каналами 2 и заглушенным торцом 3. К трубопроводу 1 подсоединен узел ввода, состоящий из патрубков 4 и 5 подачи воздуха и жидкости, соответственно. Патрубок 5 снабжен регулятором расхода 6. Отношение площади поперечного сечения трубопровода 1 и суммарной площади выходных каналов 2 составляет не менее двух.

Кроме того, к каждому из выходных каналов 2 может быть подсоединен заглушенный патрубок 7 с радиальными отверстиями 8. Отверстия 8 могут быть выполнены, например, в виде щелевого сопла 9.

Распылитель работает следующим образом.

Сжатый воздух и жидкость под давлением 0,1-0,4 МПа подаются к патрубкам 4 и 5. Регулятором расхода 6 устанавливают необходимую производительность распылителя. Струя воздуха транспортирует жидкость в виде тонкой пленки по стенке трубопровода 1.

Из расположенных по длине трубопровода 1 выходных каналов 2 истекают воздушножидкостные струи, которые при взаимодействии с окружающей средой распадаются на капли. При этом можно организовать один или несколько рядов направленных факелов на обрабатываемую горизонтальную поверхность. При подсоединении к выходному каналу 2 заглушенного патрубка 7 с радиальными отверстиями или щелевыми соплами 9 можно осуществить обработку разных вертикальных поверхностей, например, растений с боковых сторон (см. фиг.4).

Экспериментальные исследования макетов штангового распылителя внутреннего смещения показали, что качество распыла и КПД, в основном зависят от отношения площади поперечного сечения трубопровода S_вх и суммарной площади выходных каналов S_вых и от соотношения расходов воздуха и жидкости.

На фиг. 5 представлена зависимость потерь на трение , где Р_н - давление в начальном канале; Р_к - давление в конечном канале, Р_вх - давление на входе трубопровода от отношения S_вх/S_вых. Как следует из графика при S_вх/S_вых > 2 уменьшается сопротивление движению смеси по трубопроводу.

Проведенные испытания экспериментального образца передвижного малообменного распылителя жидкости с шириной захвата 16 м показали удовлетворительное качество распыла при снижении относительного весового расхода воздуха и жидкости G_в/G_ж до 0,125. По сравнению с пневматическими распылителями внешнего смешения /G_в/G_ж ≈0,5/ разработанный распылитель позволяет уменьшить энергозатраты на процесс диспергирования жидкости и значительно упростить конструкцию. По сравнению с гидравлическими распылителями опрыскивателя ОП-1200 улучшается качество обработки и снижается расход рабочей жидкости в 16 раз, а также повышается надежность из-за отсутствия засорения выходных каналов.

Таким образом, предлагаемый распылитель внутреннего смешения обеспечивает качественную обработку больших площадей и существенно повышает КПД процесса диспергирования.

Формула изобретения

1. РАСПЫЛИТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СМЕШЕНИЯ, состоящий из трубопровода с патрубком подвода жидкости и сжатого воздуха, размещенными на его стенке выходными каналами и заглушенным торцом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и обеспечения возможности обработки больших площадей, трубопровод выполнен прямолинейным, причем отношение площади поперечного сечения трубопровода к суммарной площади выходных каналов составляет не менее двух, а патрубок подачи жидкости снабжен регулятором расхода.

2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что к выходному каналу трубопровода подсоединен заглушенный патрубок с радиальными отверстиями.

3. Распылитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что радиальные отверстия выполнены в виде щелевых сопл.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5