Струйно-вихревая форсунка

театр тло еС А-Н Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное т. свил-ву 1) 2457605/23-0 1) М.) Заявлено 1/3 В присоединением заяв осударстеенныи комет СССР по делам изобретений04.7 ан Опублико Дата опу нрытии икования описания М. ОФ. 79 72) Авторы изобретения Чернышов, А. С. Коливашко, В. А. Мизин и И. М. Ханин Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского(71) Заявител 4) СТРУЙНО-ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА Изобретение относится к технике распыления жидкостей, к устройствам, распыливающим технологические жидкости в тепло- и массообменных аппаратах, являющихся одним из основных видов оборудования коксохимического, нефтехимического и смежных с ними производств. Широкое применение, например, в насадочных и полых аппаратах указанных производств распыливающих устройств и повышение надежности их работы позволяет повысить эффективность аппаратуры в целом при производстве кислот, щелочей, солей и т. д.Известна струйно-вихревая форсунка, содержащая камеру, по оси которой через отверстие в торцовой стенке, противоположной соплу, подается осевая струя, а по тангенциально расположенным каналам в камеру направляется жидкость, образующая вихрь, коаксиальный с осевой струей 1.Для этой форсунки характерны низкое качество распыливаемого продукта и невысокая производительность.Известна и другая струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и соплом, расположенный в камере завихритель с тангенциальными каналами и средство создания осевого потока 2. Данная форсунка является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату.Олнако осевое отверстие в завихрнтелечасто забивается включениями, особенно в форсунках с производительностью 0,5 - 20 м Уч что приводит к образованию полого конического факела жидкости. Забиваемость,в первую очередь, осевого отверстия завихрителя обусловлена его меньшей, как правило, площадью, чем тангенциальных каналов. Образование полого факела распыливаемой жидкости, вместо требуемого заполненного, приводит к резкому ухудшению распределения жидкости по верхнему сечению насадки в насадочных колоннах или в объеме полого аппарата. Ухудшение распределения жидкости приводит к значительному снижению коэффициентов тепло- и массообмена,Кромеэтого, в известной форсунке неэффективно вязкое взаимодействие вращаю щегося коаксиального потока с осевой незакрученной струей, имеющей компактную структуру и большую скорость, пропорциональную корню квадратному из величины давления жидкости перед форсункой, что6 758 уменьшает возможность ооес)сч зц-. у сонлетворительцц рдсцрс,ссхи ж:дс гцшироком дцддзоге )глод факела до 12)0).М хац;х здсорсИ 5 Вклксци 5 х Осного отверстия завихрггеля здклочнется вт)ъ, чт) чдс ццы с рззмсми, несколько5цревосхсдяпими его диаметр, зацрессоцывдются в отверстия здвихрителя в результате действия цд них со сторонь потока силы,направленной по осц форсунки,Величина этой силы пропорциональнапроизведению площади среднего сечения час отицы на величину давления торможения обтекаюгцего ее потока. Этд сила запрессовывает частицу в осевое отверстие завихрителя,что ведет к его быстрейшему засорению, вкотором уже участвуют и более мелкие частицы.В струйно-вихревых форсунках длина осевого отверстия завихрителя, как правило,больше его диаметра, что приводит к повышению его засоряемости.Целью изобретения является обеспечениевозможности получения равномерно заполненного факела и повышение надежностиработы форсунки.Указанная цель достигается тем, что средство создания осевого потока выполнено ввиде радиальных пазов, размещенных на торновой поверхности завихрителя, обращен)Й к соплу.Нд фиг.изображена струйно-вихреваяфорсунка, общий вид; ца фиг. 2 - завихритель, вид спереди и сбоку; на фиг. 3вид по стрелке А ца фиг. 2.Струйно-вихревая форсунка содержиткорпусс камерой завихрения 2 и соплом3, расположенный в камере 2 завихритель4 . т;цгсцсидгыь каналами 5. Средствосоздания осевого потока выполнено в виде 35радиальных пазов 6, размещенных на торцовой пверхцсти завихрителя 4, обращенной к си г Внешняя пверхность завихрителя 4 и пасть вцутрс ц;ц й поверхности корпуса 1 вы цолнецы коническими, что позволяет исключить из конструкции форсунки элементы крепления здвихрцтсля. г 1 д внутренней поверхгти корпусаимеется резьба (ца чертежах не цскдзд,д для подсосдинения к трх 45 бо рс)вс;су, ццт)цех)у форсуцку жидкостью.Форс цк; работает следуюцим образом.11 одвод )кидкости осуществляется цо оси форсунки. Жидкость по тангенциальцым каналам 5 поступает в камеру 2 завихрения, где происходит ее интенсивное вращательцо о поступательное движение. Результатом вращательного движения является положительный радиальный градиент статического давления, при котором статическое давление возрастает с увеличением расстояния от оси камеры 2. В связи с этим часть жидкости 4от внутренних стенок камеры 2 по пазам 6 поступает к оси форсунки, образуя осевой поток. В результате взаимодействия осевого потока с потоком, образованным тангецциальными каналами 5 и имеющим врдщательно-поступательное движение, образуется заполненный факел.Иазы 6 выполнены обтекаемой формы, имеют значительную ширину, небольшую глубину, и их количество при необходимости может быть увеличено. Целесообразно выбирать количество пазов 6, равным количеству тангенциальных каналов 5. Размещать пазы 6 следует симметрично оси форсунки в плоскости торца завихрителя 4, однако в тех случаях, когда диаметр сопла 3 форсунки невелик (5 - 10 мм), для формирования осевого потока можно число пазов 6 увеличить до 5 - 10 с выбором числа тангенциальных каналов 5, равного 3 - 5,Обтекаемая форма лазов 6 (например, сечение, перпендикулярное оси паза, представляет собой часть круга), их незначительная глубина, расположение в верхней части камеры 2 завихрения, возможность увеличения их числа, при необходимости до требуемого для формирования осевого потока снижает возможность забивания форсунки включениями по сравнению со струйно-вихревой, имеющей одно осевое отверстие в завихрителе.Таким образом, данная форсунка обеспечивает повышение надежности работы на технологических жидкостях, содержащих механические и другие включения, склонные к отложению в тепло- и массообменных аппаратах, получение необходимого заполнения факела в широком диапазоне углов. формула изобретенияСтруйно-вихревдя форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и сОплом, расположенный в камере завихритель с тангецциальными каналами и средство создания осевого потока, отоииающаяе тем, что, с целью обеспечения возможности получения равномерно зацолцецного факела и повышения надежности работы форсунки, средство создания осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размещенных ца торцовой поверхности завихрителя, обращенй к соплу.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Гоовачевский 1 О. А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышленцости. М., Машиностроение, 1974, с. 241,рис. 91.2. Ханин И. М. и др. Механические форс) цкц гсххп,огц сскцх дцпардо. Кцсв. Укр И 111 И,971, с.3, рс 3657858 Риг. ЦН И И П И Государственпо делам изобрет113035, Москва, Ж - 35, илиал П ПП Патент, г. 4,5 1 ная, едактор О. Кузнецовааказ 1933/6 Соста ехред ираж итель А. Чал-Боро. Луговая Корректор О. КовинскаПодписное ного комитета С еннй и открытий Раушская наб.,Ужгород, ул. Про