Форсунка для распыления высоковязких систем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

394I04

Союз Советских

Социалистинеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18Х.1971 (Ko 1651931/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.VIII.!973. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 20.XII.1973

М. Кл. В 05Ь 3/00 гасударственныи камите1

Савета Министрав СССР аа делам изааретений и аткрытий

УДК 678.026.34 (088.8) Авторы изобретения Г. В. Виноградов, Л. А. Гордиевский, Н. В. Скобелева, А. И. Исаев, В. Г. Фиш и Н. М. Плотникова

Зая,витель, ":т

ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к устройствам, применяемым в химической технологии для распыления концентрированных растворов, суспензий, пастообразных продуктов и других неньютоновских жидкостей, т. е. систем, обладающих значительной вязкостью и большим пределом сдвиговой прочности, например, в сушильной технике, в анилино- и лакокрасочной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны различные пневматические форсунки. Характерной особенностью форсунок, предназначенных для распыления вязких продуктов, является установка в продуктовом сопле в непосредственной близости от него каких-либо насадок, используемых для перемешивания, перетирания, гомогенизации, диспергирования перерабатываемого продукта.

Известна форсунка, в которой с целью получения равномерной кольцевой пленки распыляемой пасты расположенная в продуктовом сопле воздухоподводящая труба совершает колебательные движения от прикрепленного к ней вибратора. В указанной форсунке паста подвергается объемному вибрированию, при котором снижение вязкости материала происходит под влиянием скорости деформации, возникающей благодаря движению частиц различной массы относительно друг друга с различными линейными скоростями.

В этом случае имеет место неравномерность распределения скорости деформации по толщине слоя обрабатываемого материала, существенно зависящей от размера частиц и

5 распределения их по размерам, что препятствует достижению значительного эффекта.

Кроме того, недостатком форсунки является ограниченный диапазон применения по вязкости распыляемых продуктов.

10 Предлагаемая пневматическая форсунка построена с использованием нового принципа воздействия на структурно-механические свойства неньютоновских сред, которое осуществляется путем наложения на обрабатываемый

15 материал сдвиговых колебаний с регулируемой амплитудой скорости деформации, практически одинаковой по толщине слоя материала. Это позволяет существенно повысить текучесть обрабатываемых паст и получить

20 качественный тонкодисперсный распыл.

В продуктовом сопле форсунки концентрично ему располагается тело вращения (в простейшем случае — цилиндр), совершающее реверсивное движение с частотой и амплиту25 дой, опредсляемыми реологическими свойствами распылясмого продукта. Это обеспечивает снижение вязкости рас ыляемого матсриата, выходящего из продуктового сопла, более чем в 100 раз, что существенно влияет на качеЗО ство распыления, особенно прп работе (даже

394104 в области незначительных градиентов скорости сдвига) на высоковязких материалах, обладающих большими значениями предела сдвиговой прочности.

11а чертеже показана форсунка для распыления высоковязких систем.

Форсунка состоит из корпуса 1, ротора 2, воздушного сопла 8, продуктового сопла 4, образованного внутренней и внешней поверхностями соответственно корпуса и ротора, привода 5 с эксцентриком б для придания ротору возвратно-вращательного движения через поводок 7, жестко закрепленный на валу ротора.

Прижатие поводка к эксцентрику осуществляется при помощи пружины 8. Ротор движется в подшипниках 9, которые отделены от продуктовой камеры продуктового сопла манжстным уплотнителем 10. Воздушное сопло крепится к корпусу шпильками 11, которые используются для регулирования скорости выхода газа, подаваемого на распыление.

Газовое сопло разделено распределительной диафрагмой 12 на две камеры — входную и рабочую. В диафрагме отверстия направлены под углом по отношению к оси форсунки, что способствует болсе равномерному распределению потока газа на выходе из воздушного сопла. В корпусе сопла просвсрлсгия каналы 18 для подвода газа и каналы 14 для распыляемого продукта.

Форсунка работаст следующим образом.

Распыляемый продукт, например, винтовым насосом подается в зазор между корпусом форсунки и ротором (продуктовое соп Io) где в результате реверсивного движения ротора в тонком слое распыляемого продукта возбуждаются интснсивные циклические деформации, вследствие чего происходит глубокое разрушение структуры продукта, приводящсе к резкому снижению ОГО Вязкости, Так, например, при работе на пасте пигмента фталоцианипа меди в смеси с диспсргатором 1-IФ (динафтилдиметилдисульфокислый натрий), взятых в соотношении 1: 1, с содержанием сухих веществ 72",О вязкость системы снижается в 400 раз.

10 Собственно распыление (как и в известных пневматических форсунках) осуществляется на выходе из сопла в результате соударения пленки пасты с кольцевой струей распыляющего агента, обладающсго на выходе из газо15 вого сопла значительной кинетической энергией.

Эффект воздействия циклических сдвиговых деформаций на структуру системы во много раз превышает структурные изменения, 20 вызываемые собственно течением. Поэтому предлагаемая форсунка обеспечивает необходимое качество распыла при больших расходах распылясмого продукта, что необходимо для автоматизации сушильных и других уста25 новок.

Предмет изобретения

30 Форсунка для распыления высоковязких систем, включающая корпус, продуктовое и воздушное сопла, от.шчающаяся тем, что, с целью снижения вязкости распыляемого продукта и получения качественного тонкодис35 псрсного распыла, в продуктовом сопле соосно с ним установлен ротор, имеющий форму тела враи сния и снабженный приводом реВСРСИВНОГО ДВИ)КСПИЯ.

394104

Составитель А. Исаев

Текред 3. Тараненко

Корректор В. Жолудева

Редактор Н. Корченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3378/1 Изд. М 1823 Тираж 647 Подшгсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 475