Водоразбрызгивающее устройство

 

Изобретение относится к устройствам для распыления воды или других жидкостей, в частности к водоразбрызгивающим устройствам ударного типа для градирен и дождевальных установок, используемых в процессах распылительной сушки, мокрого пылеулавливания, кондиционирования воздуха, скрубберных процессах и т. п. , а также в системах искусственного полива и внесения жидких удобрений в сельском хозяйстве. Водоразбрызгивающее устройство, в частности для градирен, включает в себя соосно расположенные сопло для подачи жидкости, первый отражатель и второй отражатель. По периметру нижней кромки второго отражателя выполнены рассеивающие зубья. При этом согласно изобретению второй отражатель выполнен с конусной водоотражающей поверхностью, первый отражатель выполнен с плоской водоотражающей поверхностью круглой формы и установлен вблизи нижней кромки второго отражателя выше уровня расположения рассеивающих зубьев. Отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_отр и наибольшим диаметром конусной водоотражающей поверхности второго отражателя d_кон находится в пределах от 0,36 до 0,44. Отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_отр и выходным диаметром сопла d_соп находится в пределах от 2,7 до 3,3. Угол конусности ϕ водоотражающей поверхности второго отражателя находится в пределах от 20 до 30^o. Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, состоит в повышении эффективности работы, надежности устройства и снижении требований к гидравлическим характеристикам систем, в которых может использоваться устройство. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для распыления воды или других жидкостей, в частности к водоразбрызгивающим устройствам ударного типа для градирен и дождевальных установок, используемых в процессах распылительной сушки, мокрого пылеулавливания, кондиционирования воздуха, скрубберных процессах и т.п., а также в системах искусственного полива и внесения жидких удобрений в сельском хозяйстве.

Известны водоразбрызгивающие устройства для градирен, описанные, в частности, в авторских свидетельствах SU 593744 А, 07.02.1978 В 05 В 1/26, SU 313567 А, 17.XI.1971 В 05 В 1/26, патентах RU 2125492 С1, 1999.01.27 В 05 В 1/26, US 4700893 A, Oct. 20, 1987 239/498 и др., включающие в себя соосно расположенные сопло для подачи жидкости и отражатель, по периметру наружной кромки которого выполнены водорассеивающие зубья.

Основными недостатками указанных аналогов являются ограниченный диаметр факела распыла и недостаточная равномерность рассеивания воды, а также необходимость создания большого напора воды для обеспечения приемлемых характеристик рассеивания.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного устройства является водоразбрызгивающее устройство для градирен, раскрытое в заявке FR 1522450 А, 26.04.1968, В 05 В и включающее в себя соосно расположенные сопло для подачи жидкости, первый отражатель и второй отражатель, при этом по периметру наружной кромки второго отражателя выполнены водорассеивающие зубья.

Основными недостатками прототипа являются большие гидравлические потери в устройстве и возможность его быстрого засорения вследствие малой ширины зазоров для прохода жидкости.

Таким образом задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в предотвращении засорения устройства за счет исключения вогнутых поверхностей, замкнутых прорезей и т.п., увеличении зазоров для прохода воды через устройство, уменьшении гидравлических потерь в устройстве за счет уменьшения количества изменений направления движения жидкости, обеспечении равномерной картины рассеивания и исключения образования "мертвой" зоны при рассеивании воды, а также обеспечении возможности рассеивания при низком напоре воды.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, состоит в повышении эффективности работы и надежности устройства и снижении требований к гидравлическим характеристикам систем, в которых может использоваться устройство.

Конструкция водоразбрызгивающего устройства, обеспечивающая достижение указанного выше технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем испрашиваемой правовой охраны, может быть охарактеризована следующей совокупностью признаков.

Водоразбрызгивающее устройство, в частности для градирен, включает в себя соосно расположенные сопло для подачи жидкости, первый отражатель и второй отражатель. По периметру нижней кромки второго отражателя выполнены рассеивающие зубья. При этом согласно изобретению второй отражатель выполнен с конусной водоотражающей поверхностью, первый отражатель выполнен с плоской водоотражающей поверхностью круглой формы и установлен вблизи нижней кромки второго отражателя выше уровня расположения рассеивающих зубьев. Отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_oтp и наибольшим диаметром конусной водоотражающей поверхности второго отражателя d_кон находится в пределах от 0,36 до 0,44. Отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_oтp и выходным диаметром сопла d_coп находится в пределах от 2,7 до 3,3. Угол конусности ϕ водоотражающей поверхности второго отражателя находится в пределах от 20 до 30^o.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения водоразбрызгивающее устройство может включать в себя водоподводящий патрубок, который может быть выполнен за одно с соплом и вторым отражателем с образованием корпуса водоразбрызгивающего устройства.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения могут быть подтверждены описанием конструкции водоразбрызгивающего устройства для градирен, выполненного в соответствии с заявленным изобретением. Описание конструкции поясняется графическими материалами, на которых изображено следующее: на фиг.1 дана принципиальная схема устройства; на фиг.2 - вид А по фиг.1 (водорассеивающие зубья условно не показаны); на фиг.3 - водорассеивающие зубья; на фиг.4 - схема распыления воды.

Водоразбрызгивающее устройство 1 включает в себя соосно расположенные водоподводящий патрубок с соплом 2, первый отражатель 3 и конусообразный второй отражатель 4, причем патрубок, сопло и второй отражатель выполнены заодно и образуют корпус водоразбрызгивающего устройства. Второй отражатель 4 выполнен с конусной внутренней водоотражающей поверхностью 5, причем по периметру его нижней кромки расположены водорассеивающие зубья 6, сформированные открытыми внизу прорезями 7 в кольцеобразном элементе 8, образующем нижнюю кромку второго отражателя 4. Первый отражатель 3 выполнен с плоской водоотражающей поверхностью 9 круглой формы и установлен во внутренней полости первого отражателя 4 вблизи его нижней кромки выше уровня расположения рассеивающих зубьев 6. Если водоотражающая поверхность 9 первого отражателя будет находиться глубже в полости второго отражателя, то резко сократится радиус факела распыла, а если указанная поверхность будет располагаться на уровне или ниже водорассеивающих зубьев 6, то картина распыления полностью исказится и указанный выше технический результат в части, касающейся эффективности работы устройства, не будет достигнут. Первый отражатель 3 закреплен на упомянутом кольцеобразном элементе 8 с помощью четырех установочных штанг 10 с крепежными элементами 11. Штанги 10 выполнены заодно с центральным элементом 12 первого отражателя 4, на котором сформирована упомянутая водоотражающая поверхность 9.

Для обеспечения высоких гидравлических характеристики устройства 1 должны быть соблюдены определенные соотношения его геометрических характеристик: - отношение между диаметром d_oтp водоотражающей поверхности 9 первого отражателя 3 и наибольшим диаметром d_кон конусной водоотражающей поверхности 5 второго отражателя 4 должно находиться в пределах от 0,36 до 0,44; - отношение между диаметром d_oтp водоотражающей поверхности 9 первого отражателя и выходным диаметром d_coп сопла 2 должно находиться в пределах от 2,7 до 3,3; - угол конусности ϕ водоотражающей поверхности 5 второго отражателя 4 должен находиться в пределах от 20 до 30^o.

В таблице представлены экспериментальные данные, иллюстрирующие указанные выше зависимости и выделено оптимальное значение геометрических характеристик для заданных значений напора (Н = 0,7 м вод.ст.) и расхода жидкости через устройство (Q = 4,3-4,6 м³/м): d_кон = 150 мм, d_oтp = 60 мм, ϕ = 30°.

Устройство работает следующим образом.

Вода из подводящего патрубка через сопло 2 попадает на водоотражающую поверхность 9 первого отражателя 3, по которому она растекается в виде пленки и направляется на внутреннюю коническую водоотражающую поверхность 5 второго отражателя 4, далее поток воды в виде пленки попадает на цилиндрическую поверхность кольцеобразного элемента 8 с водорассеивающими зубьями 6, где происходит формирование факелов распыла. Меньшая часть воды отражается от водоотражающих зубьев 6 и образует внутренний факел распыла А, а большая часть проходит через прорези 7 и образует внешний факел распыла В. В совокупности внешний и внутренний факелы формируют равномерную картину распыла без "мертвых" зон.

На фиг. 4 показан график распределения воды по радиусу внешнего факела распыла (R_ф) для указанных выше оптимальных значений геометрических характеристик устройства, где R_ф=1,2 - номинальное значение радиуса факела распыла, м; q/q_ср - отношение расхода воды на текущем расстоянии от центра факела распыла к среднему расходу по площади факела.

Описанная выше конструкция водоразбрызгивающего устройства для градирен, выполненного в соответствии с заявленным изобретением, доказывает возможность реализации назначения изобретения и достижения указанного выше технического результата, но при этом не исчерпывает всех возможностей осуществления изобретения, охарактеризованного совокупностью признаков, приведенной в формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Водоразбрызгивающее устройство, включающее в себя соосно расположенные сопло для подачи жидкости, первый отражатель и второй отражатель, при этом по периметру нижней кромки второго отражателя выполнены рассеивающие зубья, отличающееся тем, что второй отражатель выполнен с конусной водоотражающей поверхностью, первый отражатель выполнен с плоской водоотражающей поверхностью круглой формы и установлен вблизи нижней кромки второго отражателя выше уровня расположения рассеивающих зубьев, отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_отр. и наибольшим диаметром конусной водоотражающей поверхности второго отражателя d_кон. находится в пределах от 0,36 до 0,44, а отношение между диаметром водоотражающей поверхности первого отражателя d_отр. и выходным диаметром сопла d_соп. находится в пределах от 2,7 до 3,3, при этом угол конусности ϕ водоотражающей поверхности второго отражателя находится в пределах от 20 до 30^o.

2. Водоразбрызгивающее устройство, по п.1, отличающееся тем, что включает в себя водоподводящий патрубок, который выполнен за одно с соплом и вторым отражателем с образованием корпуса водоразбрызгивающего устройства.

РИСУНКИ

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