Ударно-струйная форсунка
Владельцы патента RU 2449838:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение предназначено для распыления жидкостей в химической, пищевой и других отраслях промышленности и может быть использовано при проведении процесса высушивания растворов, при организации реакционных и массообменных процессов. В ударно-струйной форсунке на внешних поверхностях конических тарелок выполнены наклонные отражатели, расположенные в шахматном порядке. Под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина. По поверхности пластины выполнены кольцевые вырезы. Площадь вырезов увеличивается по оси к периферии распределительной пластины. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения монодисперсного распыла высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата. 3 ил.
Изобретение предназначено для распыления жидкостей в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Наиболее целесообразно использование ударно-струйной форсунки при проведении процесса высушивания растворов, при организации реакционных и массообменных процессов.
Известна ударно-струйная форсунка, содержащая устройство подачи, отражатели, выполненные в виде сферических сегментов параболического типа с вершинами, ориентированными в противоположные стороны, и такой формы (кривизны поверхности), что кромки отражателей оказываются взаимно перпендикулярными при расстоянии между основаниями сегментов отражателей не менее величины толщины пленки жидкости на кромке второго отражателя, причем вершина первого отражателя обращена в сторону сопла. При истечении жидкости из сопла часть ее растекается по первому отражателю, а другая часть через отверстие попадает на второй отражатель, где преобразуется в пленку. За счет возвратно-поступательных перемещений отражателей пленки жидкости, истекающие с их поверхностей, турбулизируются, при этом соударение пленок происходит под прямым углом, что усиливает силу соударения и возмущения потоков, способствуя более интенсивному распаду пленки на капли [Патент РФ №2179074].
К недостаткам данной форсунки следует отнести невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в образуемом потоке.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ударно-струйная форсунка, содержащая устройство подачи жидкости, коаксиально расположенные конические тарелки с увеличивающимися углами конусности от нижней тарелки к верхней, и имеющие в верхней части цилиндрические коаксиальные насадки, соединенные между собой пластинчатыми ребрами [Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей/ - М.: Химия, 1979, с/80-82].
К недостаткам данной ударно-струйной форсунки следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в объеме аппарата.
Задачей данного изобретения является создание ударно-струйной форсунки, имеющей высокое качество распыла, позволяющего получить разреженный поток с равномерным распределением объемной плотности капель в аппарате для задач химической и других отраслей промышленности.
Поставленная задача достигается тем, что в ударно-струйной форсунке, содержащей устройство подачи жидкости, коаксиально расположенные конические тарелки с увеличивающимися углами конусности от нижней тарелки к верхней, имеющие в верхней части цилиндрические коаксиальные насадки, соединенные между собой пластинчатыми ребрами, на внешних поверхностях конических тарелок выполнены наклонные отражатели, расположенные в шахматном порядке, а под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина, на поверхности которой выполнены кольцевые вырезы, площадь которых увеличивается от оси к периферии распределительной пластины.
На фиг.1 изображена ударно-струйная форсунка.
На фиг.2 показана поверхность конической тарелки.
На фиг.3 представлена поверхность распределительной пластины.
Ударно-струйная форсунка содержит устройство подачи жидкости 1, конические тарелки 2, в верхней части которых выполнены цилиндрические коаксиальные насадки 3. Цилиндрические коаксиальные насадки соединены между собой пластинчатыми ребрами 4. На поверхностях конических тарелок установлены наклонные отражатели 5, расположенные в шахматном порядке. Для равномерной подачи жидкости на конические тарелки под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина 6 с кольцевыми вырезами 7.
Ударно-струйная форсунка работает следующим образом.
Подлежащая распылению жидкость поступает из устройства подачи жидкости 1 на поверхность распределительной пластины 6, проходит через кольцевые вырезы 7 и попадает в каналы, образованные между цилиндрическими коаксиальными насадками 3. При взаимодействии жидкости с поверхностью конических тарелок происходит ее ударное взаимодействие, приводящее к образованию тонкой пленки. Движущаяся с высокой скоростью пленка взаимодействует с наклонными отражателями 5 и распыляется. Применение наклонных отражателей повышает дисперсный объем распыленной жидкости в аппарате и уменьшает размер образующихся капель, а их расположение в шахматном порядке позволяет распылить практически всю жидкость, движущуюся по поверхностям конических тарелок. Таким образом, при работе предлагаемой ударно-струйной форсунки, совокупность разреженных потоков капель, образованных при ударном взаимодействии распыляемой жидкости с наклонными отражателями, представляет собой поток капель с равномерным распределением объемной плотности во внутреннем объеме аппарата.
Благодаря тому что под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина, на поверхности которой выполнены кольцевые вырезы, находящиеся над каналами между цилиндрическими коаксиальными насадками, жидкость распределяется по коническим тарелкам в зависимости от их размера. То есть на самую крупную (верхнюю) коническую тарелку распыляемая жидкость подается через кольцевой вырез, имеющий наибольшую площадь (расположенный на периферийном участке распределительной пластины).
Данная ударно-струйная форсунка при простой конструкции позволяет получить монодисперсный распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.
Ударно-струйная форсунка, содержащая устройство подачи жидкости, коаксиально расположенные конические тарелки с увеличивающимися углами конусности от нижней тарелки к верхней и имеющие в верхней части цилиндрические коаксиальные насадки, соединенные между собой пластинчатыми ребрами, отличающаяся тем, что на внешних поверхностях конических тарелок выполнены наклонные отражатели, расположенные в шахматном порядке, а под устройством подачи жидкости установлена распределительная пластина, на поверхности которой выполнены кольцевые вырезы, площадь которых увеличивается от оси к периферии распределительной пластины.
