Устройство для распыления жидкости

 

Использование: распыление композиционных полимерных материалов, полимерных растворов и латексов, склонных к коркообразованию, забивке сопла и волокнообразованию. Сущность изобретения: устройство для распыления жидкостей снабжено втулкой, установленной в корпусе и охватывающей питательный патрубок для жидкости с образованием первой по ходу движения газа и жидкости камеры их смещения. В сопловом наконечнике выполнена вторая камера смешения, а шарики размещены в последней. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для распыления труднодиспергируемых материалов в сушильных камерах и может быть использовано для распыления композиционных полимерных материалов, полимерных растворов и латексов, склонных к коркообразованию, забивке сопла и волокнообразованию на выходе из форсунки.

Известна центробежная форсунка, содержащая корпус с камерой закручивания с цилиндрической и конфузорной частями, сопло и тангенциальный подвод жидкости [1].

Однако ее применение ограничено распылением маловязких жидкостей и растворов, так как при распылении в сушильных камерах вязких растворов и латексов происходит волокнообразование и обрастание сопла коркой, а при распылении суспензий - забивка соплового отверстия.

Известна центробежная форсунка, включающая корпус с подводящим и отводящим патрубками, в котором установлена распыляющая насадка, причем с зазором относительно корпуса с отводящим патрубком [2].

Известная форсунка обеспечивает вывод крупных включений и кристаллов за счет зазора и отводящего патрубка, но не устраняет обрастание сопла коркой и волокнами при распылении вязких растворов и латексов в зонах высоких температур.

Известна форсунка, в корпусе которой свободно размещен шарик, а на внутренней поверхности корпуса выполнена винтовая нарезка треугольного сечения для контакта с поверхностью шарика [3].

Присутствие шарика устраняет возможность забивки сопла, но не устраняет обрастание его коркой и волокнами при распылении вязких растворов и латексов в зонах высоких температур.

Известна центробежная форсунка для распыления жидкости, представляющая собой цилиндрический корпус с осевым каналом подачи жидкости, включающий камеру закрутки, в которой свободно размещены один или несколько шариков, и выпускное отверстие [4].

Присутствие шариков в камере закрутки способствует увеличению производительности (за счет разрушения воздушного столба) и равномерности распыла, а также препятствует коагуляции частиц за счет перетирания крупных включений и как следствие, предотвращает забивку выпускного отверстия изнутри, однако обрастание сопла снаружи и волокнообразование не устраняется при распылении вязких растворов и латексов в зонах высоких температур.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для распыления жидкостей, содержащее корпус с соосно расположенными питательными патрубками для подачи распыливающего газа и распыливаемой жидкости, сопловой наконечник, щелевое сопло для направленного выхода сжатого воздуха в зону распыления, центральный стержень и шарики [5].

В устройстве обеспечивается возможность исключить оседание твердых частиц материала распыляемой жидкости на поверхности форсунки и предотвращает забивание выходного отверстия [5]. Однако, являясь пневматической форсункой внешнего смешения, она может обеспечить тонкое и однородное диспергирование высоковязких растворов и композиций только при большом расходе распыливающего газа, т.е. при повышенных энергозатратах.

Задачей изобретения является возможность обеспечить эффективное распыление труднодиспергируемых жидкостей при минимальном расходе распыливающего газа, т.е. при низких энергозатратах.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для распыления жидкости, содержащее корпус с соосно расположенными питательными патрубками для подачи распыливающего газа и распыливаемой жидкости, сопловой наконечник, щелевое сопло для направленного выхода сжатого воздуха, центральный стержень и шарики, согласно изобретению, снабжено втулкой, установленной в корпусе и охватывающей питательный патрубок для жидкости с образованием первой по ходу движения газа и жидкости камеры их смешения, при этом в сопловом наконечнике выполнена вторая камера смешения, а шарики размещены в последней.

Внутреннее диспергирование жидкости в двух последовательных зонах смешения позволяет существенно снизить давление и расход распыливающего газа.

На фиг. 1 показан фронтальный разрез устройства для распыления жидкостей; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для распыления жидкостей содержит корпус 1 с соосно расположенными питательными патрубками 2 и 3 для подачи распыливающего газа и распыливаемой жидкости, сопловой наконечник 4, щелевое сопло 5 для направленного выхода сжатого воздуха в зону распыления, центральный стержень 6 и шарики 7.

Кроме того, устройство снабжено втулкой 8, установленной в корпусе 1 и охватывающей питательный патрубок 3 для подачи распыливаемой жидкости с образованием первой по ходу движения газа и жидкости камеры 9 их смешения. В сопловом наконечнике 4 выполнена вторая камера 10 смешения, а шарики 7 размещены в последней.

Питательный патрубок 2 для подачи газа выполнен с тангенциальными отверстиями 11, питательный патрубок 3 для подачи жидкости - с отверстием 12 и тангенциальными отверстиями 13, и отверстиями 14, а сопловой наконечник 4 - с сопловым отверстием 15.

Устройство работает следующим образом.

По патрубку 3 распыливаемый материал поступает в камеру смешения через отверстие 12, где смешивается с частью распыливающего газа, поступающего через отверстия 14 патрубка 2. Образовавшаяся газожидкостная смесь поступает затем в зону 10 смешения через тангенциальные отверстия 13, показанные на фиг.2, закручивается, приводя в движение шарики 7. Стержень 6 не позволяет шарику 7 перекрывать сопловое отверстие 15 соплового наконечника 4 вследствие подсоса за счет эффекта Бернулли. Поэтому закрученный газожидкостной поток с мелко измельченными под действиями шарика 7 частицами твердого материала может беcпрепят- ственно выходить из соплового отверстия 15, давая тонкий и качественный распыл, реализуя достоинства пневмофорсунок внутреннего смешения. Другая часть инертного газа, пройдя тангенциальные отверстия 11, выходит наружу в виде пневмофакела через щелевое сопло 5 между корпусом 1 и втулкой 8, препятствуя возможному образованию нитей и забивке соплового наконечника 4 извне.

Приведенные результаты испытания свидетельствуют, что при одинаковом качестве распыления (дисперсный размер), давление и удельный расход распыливающего воздуха для устройства уменьшается. Более того, заметен некоторый рост качества, что видно из сужения диапазона изменения максимального диаметра частиц.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее корпус с соосно расположенными питательными патрубками для подачи распыливающего газа и распыливаемой жидкости, сопловой наконечник, щелевое сопло для направленного выхода сжатого воздуха в зону распыления, центральный стержень и шарики, отличающееся тем, что оно снабжено втулкой, установленной в корпусе и охватывающей питательный патрубок для жидкости с образованием первой по ходу движения газа и жидкости камеры их смешения, при этом в сопловом наконечнике выполнена вторая камера смешения, а шарики размещены в последней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2