Низконапорный пневматический распылитель

 

Изобретение относится к распылительным устройствам и может найти применение в химической, пищевой, в частности, в крахмалопаточной промышленности для распыления суспензий, пульп, растворов и других жидких материалов. Устройство содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположена питательная трубка для подачи высушиваемого продукта в поток высокотемпературного распыливающего агента, движущегося в цилиндрическом пространстве. На оси, проходящей внутри питательной трубки, закреплена вращающаяся под действием потока распыливающего агента турбинка. Лопасти выполнены с уменьшением их ширины и увеличения угла атаки по направлению движения продукта. В результате интенсивного динамического взаимодействия фаз резко интенсифицируются процессы межфазного тепломассообмена непосредственно в ходе каплеобразования, что способствует увеличению объемной интенсивности сушки. 1 ил.

Изобретение относится к распылительным устройствам и может быть использовано в химической, пищевой и других областях промышленности для распыления суспензий, пульп, растворов и других жидких материалов.

Известен пневматический распылитель, содержащий корпус с патрубками для подвода распыляющего агента и сжатого воздуха, сопло с охватывающей его камерой приема воздуха, переходящей в воздушное сопло, и размещенный в воздушной камере распределитель рассекатель (авторское свидетельство СССР 1210901, кл. В 05 В 7/06, 1983).

К недостаткам данного распылителя можно отнести необходимость дорогостоящего сжатия распыляющего агента до высокого давления. При этом даже снижение расхода воздуха и повышение дисперсности распыла не компенсируют неспособность увеличить интенсивность тепломассообмена на начальной стадии распыления.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному распылителю является распыливающее устройство для сушки термочувствительных материалов, содержащее корпус с коническим патрубком, на котором укреплен цилиндрический насадок. По оси корпуса установлена питательная труба, выпускной конец которой помещен внутри рабочего насадка и может перемещаться относительно него в осевом направлении для регулирования степени дисперсности готового продукта (авторское свидетельство СССР 157279, кл. В 05 В 3/18, 1963).

Недостатками известного устройства являются необходимость предварительного сжатия распыляющего агента до высокого давления, низкая дисперсность распыла и неоднородный дисперсный состав распыленного продукта.

Основным недостатком всех пневматических форсунок является необходимость сжатия распыляющего газа до высокого давления, что увеличивает стоимость оборудования.

Предлагаемый распылитель состоит из корпуса цилиндрической формы в нижней части, по оси которого расположена трубка для подачи высушиваемого продукта в поток высокотемпературного распыливающего агента, движущегося в цилиндрическом пространстве, и отличается тем, что позволяет использовать для распыления, при увеличении дисперсности, низконапорный поток газа путем применения турбинки, закрепленной на оси, проходящей внутри питательной трубки, и вращающейся под действием потока газа, а также служащей для формирования дисперсного распыла, кроме того, по направлению движения потока происходит уменьшение ширины и увеличение угла атаки (наклона) лопастей данной турбинки.

Заявленный распылитель позволяет использовать для сжатия распыляющих газов центробежный вентилятор с давлением на выходе 0,012 МПа. При этом исключается использование дорогостоящего оборудования (дисковых распылителей, компрессоров), Предлагаемое устройство может быть использовано, например, в распылительных сушилках, в которых распыление традиционно производится быстровращающимися дисками или форсунками. При традиционных способах распыления начальная стадия сушки образующихся капель протекает в условиях "дефицита" подвода теплоты в факеле распыления, следствием чего является большая длина пути свободного движения капель за время их превращения в твердые частицы. Вследствие этого габариты сушильных камер чрезвычайно велики, а объемная интенсивность характеризуется низкими значениями. Предлагаемое устройство создает условия для начала интенсивного тепломассообмена в факеле уже на стадии формирования капель, что резко уменьшает продолжительность сушки и, следовательно, габариты сушильных камер.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Распыливающее устройство содержит корпус 1, по оси цилиндрической части корпуса расположена питательная трубка 2, которая крепится к корпусу с помощью направляющей 3 и может перемещаться относительно него в осевом направлении для регулирования степени дисперсности готового продукта. По центру питательной трубки находится неподвижная ось 4, закрепленная сверху вставкой 5. В нижней части распылителя на неподвижную ось 4 крепится с помощью контргайки 6 вращающаяся турбинка 7 со скошенными лопастями. Ее вращение осуществляется с помощью подшипников скольжения 8 за счет энергии движения газа.

Распылитель работает следующим образом.

Поток нагретого газа движется в корпусе 1 и вращает расположенную на его выходе турбинку 7. По питательной трубке 2 в центральную часть турбинки подается высушиваемый раствор, который растекается по поверхности радиальных лопастей турбинки в виде пленки, за счет центробежной силы и давления газа. При поступлении на кромку лопасти турбинки пленка жидкости срывается с нее за счет центробежных и аэродинамических сил и распадается на капли.

По направлению движения потока газа происходит уменьшение ширины и увеличение угла атаки (наклона) лопастей данной турбинки. Такая форма лопастей турбинки позволяет ей являться одновременно воздушной турбиной и диспергирующим устройством, а также способствует распределению жидкости по всей длине их распыливающей кромки.

Таким образом, достигается равномерное распределение каплеобразования по всему поперечному сечению газового потока, что позволяет использовать для распыления удельную энергию всего потока в плоскости установки турбинки. Поэтому данный распылитель позволяет использовать для распыления низконапорные потоки газов. При использовании в тепломассообменных процессах он создает техническую возможность для распыления нагретым газом, так как при низком давлении предварительного сжатия температура газа при поступлении в сушильную камеру падает незначительно. Центробежное воздействие рассматривается как предварительное для образования струй, которые затем разрушаются поперечным высокоскоростным потоком газа.

В результате интенсивного динамического взаимодействия фаз резко интенсифицируются процессы межфазного тепломассообмена непосредственно в ходе каплеобразования, что способствует увеличению объемной интенсивности сушки.

Формула изобретения

Низконапорный пневматический распылитель, содержащий корпус цилиндрической формы в нижней части, по оси которого расположена трубка для подачи высушиваемого продукта в поток высокотемпературного распыливающего агента, движущегося в цилиндрическом пространстве, отличающийся тем, что на оси, проходящей внутри питательной трубки, закреплена турбинка, вращающаяся под действием потока распыливающего агента и служащая для формирования дисперсного распыла, причем лопасти выполнены с уменьшением их ширины и увеличением угла атаки по направлению движения продукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1