Газожидкостная форсунка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. с вид- ву -— (22) Заявлено 04.12.80 (21) 3212799/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 05 В 7/04

В 05 В 1/1.4

Государственный конитет

СССР (53) УДК 66.069..83 (088.8) Опубликовано 23.06.82. Бюллетень №23

Дата опубликования описания 28.06.82 по делан лаооретений и открытий (72) Автор изобретения

А.,Л. Душкин

Г г

Московский ордена, Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе -т» ф мД (71) Заявитель (54) ГАЗОЖИД КОСТНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к форсункам, предназначенным для диспергирования жидкости в энергетике и химической технологии.

Известна газожидкостная форсунка, содержащая корпус, в котором установлена перфорированная цилиндрическая перегородка, разделяющая корпус на кольцевую полость, снабженную подводом газа, и аксиальную полость, снабженную подводом жидкости. Корпус снабжен выходным соплом, через которое эмульсированная жид- ð кость истекает (1).

Однако, хотя эта форсунка позволяет при определенном соотношении расходов газа и жидкости диспергировать жидкость, она не обеспечивает возможность изменения размеров капель из-за образования и последующего дробления жидкой пленки на стенках сопла.

Известна также газожидкостная форсунка, содержащая корпус с каналами подачи газа и жидкости и перфорированную пластину, закрепленную в торце корпуса (2).

За счет интенсификации смешения газа и жидкости на перфорированной, в данном случае пористой, пластине форсунка обеспечивает равномерный распыл жидкости без образования пленки.

Однако диспергирование жидкости на капли заданного размера возможно только при определенных расходах газа и жидкости. Регулирование размеров капель диспергированной жидкости связано с изменением как величины расходов фаз, так и их соотношения, что ограничивает диапазон работы форсунки.

Цель изобретения — обеспечения возможности регулирования размеров кайель диспергируемой жидкости независимо от расходов газа и жидкости.

Эта цель достигается тем, что газожидкостная форсунка, содержащая корпус с каналами подачи газа и жидкости и перфорированную пластину, закрепленную в торце корпуса, снабжена установленной в корпусе с возможностью вращения диафрагмой со сквозными отверстиями для прохода жидкости, смонтированной по отношению к перфорированной пластине и корпусу с осевыми зазорами, сообщенными соответственно с каналом подачи газа и с каналом. подачи жидкости, причем между корпусом и диафраг937037 мой по периферии последней смонтировано кольцевое уплотнение.

Кроме того, газожидкостная форсунка снабжена устройством для изменения скорости вращения диафрагмы.

На торцовой поверхности диафрагмы со стороны перфорированной пластины выполнены чередующиеся со сквозными отверстиями диафрагмы радиальные каналы.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

l0

Газожидкостная форсунка содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из двух частей, с каналами 2 и 3 подачи газа и жидкости и перфорированную пластину 4, закрепленную в торце корпуса 1.

Для подачи газа и жидкости предусмотрены соответственно штуцеры 5 и 6.

Форсунка снабжена установленной в корпусе I с возможностью вращения от электродвигателя 7 диафрагмой 8 со сквозными отверстиями 9 для прохода жидкости, смон- 20 тированной по отношению к перфорированной пластине 4 и корпусу 1 с осевыми зазорами, сообщенными соответственно с каналом 2 подачи газа и с каналом 3 подачи жидкости.

Между корпусом 1 и диафрагмой 8 по периферии последней смонтировано кольцевое фторопластовое уплотнение IO.

В зазоре между диафрагмой 8 и перфорированной пластиной 2 установлены шарики 11 для выдерживания определеннои вели- зо чины зазора.

Диафрагма 8 закреплена в корпусе 1 посредством шарикового подшипника 12.

На торцовой поверхности диафрагмы 8 со стороны перфорированной пластины 4 выполнены чередующиеся со сквозными отверс- 3s тиями 9 диафрагмы 8 радиальные каналы 13.

ДЛя обеспечения возможности изменения скорости вращения диафрагмы 8 электродвигатель 7 подключен к источнику напряжения (не показан) через лабораторный автотрансформатор 14.

Газожидкостная форсунка работает следующим образом.

При подаче газа через штуцер 5 и жидкости через штуцер 6 в зазоре между пер- qg форированной пластиной 4 и диафрагмой 8 образуется двухфазная смесь, которая истекает через сквозные отверстия 9 перфорированной пластины 4. При этом по периферии перфорированной пластины 4 проходит газ, что препятствует пленкообразованию.

При вращении диафрагмы 8 посредством электродвигателя 7 в каналы перфориро-. ванной пластины 4 жидкость попадает дискретно порциями, которые чередуются с порциями газа. Объем порций жидкости, которые истекают из каналов перфорированной пластины 4 под перепадом давления, опредеЛяется временем нахождения сквозных отверстии 9 диафрагмы 8 с текущеи по ним жидкостью над каналами неподвижной перфорированной пластины 4. Так как сквозные отверстия диафрагмы 8 не пересекаются, а чередуются с радиальными каналами 13, заполненными газом, жидкости полностью выдуваются из каналов пластины 4. Прошедшие через .перфорированную пластину 4 объемы жидкости определяют размеры полученных капель. Изменяя скорость вращения диафрагмы 8 путем изменения числа оборотов вала электродвигателя 7, изменяют размер капель диспергируемой жидкости независимо от расходов газа и жидкости. Увеличение или уменьшение числа оборотов электродвигателя 7 осуществляют изменением напряжения на его обмотках лабораторным автотрансформатором 14.

Экспериментальные испытания показали высокую эффективность работы форсунки.

При диаметре каналов перфорированной пластины примерно 1 мм и диаметре сквозных каналов диафрагмы около 3 мм были получены капли жидкости размером в диапазоне 17 — 21 мкм при оборотах двигателя и = — 1200 об/мин, 24-30 мкм и ри и = 740 об/мин, 40 — 51 мкм при и = 420 об/мин. При тех же расходах газа (воздуха) около 10г/с и воды около 150 r/ñ известная газожидкостная форсунка с той же перфорированной пластиной генерирует капли с размерами в диапазоне

40 — 1?5 мкм.

Предлагаемое устройство может быть широко использовано за счет обеспечения возможности регулирования размеров капель диспергируемой жидкости независимо от расходов газа и жидкости.

Формула изобретения

1. Газожидкостная форсунка, содержащая корпус с каналами подачи газа и жидкости и перфорированную пластину, закрепленную в торце корпуса, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования размеров капель диспергируемой жидкости независимо от расходов газа и жидкости, она снабжена установленной в корпусе с возможностью вращения диафрагмой со сквозными отверстиями для прохода жидкости, смонтированной по отношению к перфорированной пластине и корпусу с осевыми зазорами, сообщенными соответственно с каналом подачи газа и с каналом подачи жидкости, причем между корпусом и диафрагмой по периферии последней смонтировано кольцевое уплотнение.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для изменения скорости вращения диафрагмы.

3. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что на торцовой поверхНости диафрагмы со стороны перфорированной пластины выпол937037

Составитель И. Волгина

Редактор И. Николайчук Техред А. Бойкас Корректор И. Муска

Заказ 4303/11 Ч ираж 727 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 иены чередующиеся со сквозными отверстиями диафрагмы радиальные каналы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CilIA № 3897007, кл. 239 — 403, опуолик. 1975.

2. Патент ФРГ № 2537953, кл. В 05 В 1/14, выкл. 1976 (прототип).