Генератор капель

(19) Й НОМИТЕТ ССС РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУсл р.А, Мусташкинов и Н.А.Н н, кола В.Н. ев (71) ного инст пуск "Орг (53) Казанс Энамен тут им ка ты не ны пу(54).(57) 1. ГЕНЕРАТ жащий приводной пол щенный с источником в его полость, и ра равномерно рядами в и725826 1969тельство С 3/12, 1980 ьгиК е лнавы ер б- ти КАПЕЛЬ, с корпус, с одачи жидк оложенные араллельны ниеленн 4 А ий ордена Трудового Красхимико-технологическийС.М.Кирова и Казанскоечное управление треста,заводы".83(088,8) стях на его поверхности каплеющие элементы в виде игл, о та ю.щ и й с я тем, чтос повышения эффективности рабоератора эа счет обеспечения можности образования равномерных ель и повыдения надежности рабопри эксплуатации, корпус выполв виде плоских дисков, соединен- между собой с образованием выкных щелевых зазоров, а иглы мещены в зазорах с наклоном к расу дисков. 2, Генератор по п. 1, о т л ию щ и й с я тек, что угол наклоигл равен 10-85. 3. Генератор по пп. 1 и 2, о т ".ч а ю щ и й с я тем, что дливыступающей части игл равна 1"2 отам зазора между дисками. 4, Генератор по пп.1-3, о т л ию щ и й с я тем, что внутрен- кромки дисков выполнены закруг" р ыми.Изобретение относится кцентробежным устройствам для распыления жидкости, преимущественно для использования в лабораторных установках с целью получения большого количества капель жидкости строго одинаково го размера,и может найти применение в качестве распыливающего орга. на в тепло-массообменных. аппаратах, а именно в полых механических распыливающих абсорберах, грануляторах 10 плана и других подобных аппаратах.Известно:устройство пленочного типа для образования капель расплавов, выполненное в виде конуса и установленного над ним питателя для подачи расплава, на нижней кромке конуса укреплены проволочные элементы. Расплав подается на верши,ну конуса, по понерхности которого в виде пленки:стекает к нижней кромке конуса и затем на проволочные2 элементы, стекая с которых расплав образует капли Г 13.Недостатками известного устройства являются хрупкость конструкции, невысокая производительность. Тонкие проволочки обладают незначительной удерживающей способностью, поэ тому формирование капель на них мокет быть обеспечено только при очень малых расходах Кроме того, разрыв стекающей пленки и формирование капель, на концах проволочек может быть обеспечено только при использовании" расплавон,обладающих малой вязкостьюи большим поверхностнымнатяжением, З 5 а это ограничивает область применения данного устройства.Наиболее близким к изобретению по технической сущности .и достигаемому результату является генератор 40 капель, содержащий принодной полый корпус, сообщенный с источником подачи жидкости в его полость, и расположенные равномерно рядами в параллельных плоскостях на его по верхности каплеобразующие элементы в виде игл 2 1.Недостатками данного устройства янляются невозможность. получения всех капель распылинаемой жидкоСти одинакового размера и недостаточная надежность эксплуатации распылителя, так как иэ-эа значительной длиныигл, выступающих эа окружность барабана и установки их в радиальном направлении на боковую поверх- ность игл по нормали действует на.бегающий поток газа и поэтому часть жидкости сдувается с. боконой поверхности иглы, не достигая ее острия. Процесс образования капель 60 жидкости с боковой поверхности игл носит случайный характер и жидкость сдувается с нее в виде капель непра вильной формы, имеющих различные диаметры, и отличающиеся по размеру 65 от капель, образующихся с острияигл. Нестабильный поднод жидкостик острию игл (из-за сдува части жидкости с боковой поверхности игл 1бтрицательно сказывается на регулярности каплеобразонания и на размерах капель, распыливаемых с острия игл.,Из-за резкого сужения и расширения проходного сечения кольцевогозазора между отверстием и иглой инедостаточной его длины н зазоревозникает сильная турбулиэация потока жидкости, что отрицательносказывается наравномерности подводажидкости к острию игл и препятствует образованию одинаковых капель.Кроме того, часть жидкости,вследствие. высокой турбулентностипотока в зазоре и действующего нанее при выходе из кольцевого зазорапотока набегающето газа, стекаетиз отверстия не на иглу, а на наруж-",ную поверхность барабана и распыливается с нее в виде пленок и брызгухудшается монодисперсность факелараспыливаемой жидкости. При вращении барабана иглы под действиемцентробежной силы и силы сопротивления от окружающего газа отклоняютсяот оси отверстий н барабане и перекашиваются в них, что при соотношении диаметров игл к диаметру отверстий, равным 0,75-0,9, приводит ксущественному почти полному 1 уменьшению проходного сечения кольцевогозазора, что значительно снижает производительность распылителя. Иалое:проходное сечение кольцевого зазорамежду иглой и отверстием и его дополнительное уменьшение при перекосеиглы приводит к. забиванию отверстий прираспыливании загрязненных жидкостейи малоэффективной его работе при распыливании вязких жидкостей, В случаеже выполнения игл Ч -образной формыодна из .игл, составляющих этот элемент, оказывается .повернута остриемв сторону вращения барабана, т.е.навстречу, потоку газа, который сдуваетжидкость к основанию иглы,Центробежная сила, в данном случае,также препятствует движению жидкостик острию иглы, с которой жидкостьне распыливается, а вытекает из отверстия и попадает на боковую поверхность барабана и .распыливаетсяс нее в виде пленок и струйВ данном устройстве. высокая сложность изготовления большого количества отверстий малого диаметра встенках барабана. Неудобство установки игл в отверстия барабана изнутри при сборке распыливателя. Отсутствует фиксация игл от выскакивания их внутрь барабана, что приводит,к сложностям при сборке, храненииф устанонке распыливателя.1052271 Иглы в неработаюцем распылителе поддействием какой-либо силы могутпровалиться внутрь барабана. Всеэто значительно уменьшают эффективность и надежность эксплуатации распылителя.Цель изобретения - повышение эф.Фективности работы генератора путемобеспечения. возможности образованйяравномерных капель и повышение на-,дежности Работы при эксплуатации.Поставленная цель достигаетсятем, что в генераторе капель, содержащем приводной полый корпус, сооб".,щенный с.источником. подачи жидкости в его полость, и расположенныеравномерно рядами в параллельныхплоскостях на его поверхности кап-,леобразующие элементы в виде игл,корпус выполнен в виде плоских дисков, соединенных между собой с об",разованием выпускных целевых зазоров, а иглы размещены в зазорах снаклоном к радиусу дисков,Кроме того, в генераторе капельугол наклона игл равен 10-85 ф,При этом длина выступающей частиигл равна 1-2 высотам зазора междудисками, .Причем внутренние крсмки дисков "выполнены закругленными.На фиг. 1 изображен предлагаемыйгенератор, продольный разрез; наФиг 2 - разрез А-А на фиг. 1,Генератор капель содержит корпус,выполненный в виде плоских дисков1, соединенных между собой с образованием щелевых зазоров, закрытыхс верхнего торца крышкой 2. Корпусгенератора закреплен на крыдке-патрубке 3, служащей для подвода распыливаемой жидкости и привода вовращение корпуса генератора капельВ зазорах между дисками 1 и междукрышками 2 и 3 и близлежащими дисками 1. равномерно установлены капле 1образующие элементы, выполненные ввиде игл 4, хвостовые части которыхзакреплены между дисками, а острыеконцы выходят за внешнюю окружностьдисков. Каплеобразующие элементы .повернуты в сторону, противоположнуювращению корпуса генератора, а уголнаклона,их к радиусу окружности дисковсоставляет 10-85 ф. Длина каплеобра-,зуюцих элементов, выступаюцих завнешнюю окружность дисков 1, равна.1-2 высоты цели между дисками. Острие каплеобразующих элементов вЫ-:.полнено в Форме тел у которых конечная их часть имеет практически нулевую поверхность, например, в видеконуса, пирамиды, сегмента шара.Внутренние кромки кольцевых дисков, образующих начала цели, выпол-нены закругленными.Генератор работает следующим образом. Жидкость подается во внутреннююполость корпуса через врацающийего крышку-патрубок Э. Под действиемцентробежной силы, возникающей при.врацении корпуса, жидкость устремляется в щели, образованные дисками.Закругленные внутренние входные кромки дисков способствуют ламинаризации .потока на входе в кольцевую щель.Попадая в щель, жидкость под дейст- О вием центробежной силы, двигаетсяот центра к периферии. При этоми 3-за небольшой высоты цели и достаточной ее длины (как у капилляратечение жидкости носит ламинарный .15 характер (ползущее течение,(. Двигаясь в начале кольцевого зазора,жидкость вследствие проскальзыванияимеет меньшую угловую скорость, чемкорпус генератора и поэтому натека"ет на хвостовые части каплеобразующнх элементов, увлекается ими искапливается вдоль них. Дальнейшийсвой путь к наружной кромке дисковжидкость проходит вдоль каплеобразующих элементов. Скорость движенияжидкости в цели по мере удаленийее от центра растет (так как с увеличением радиуса растет центробежная сила ), в результате чего сплошной кольцевой поток жидкости, суцествующий в начале цели, разрываетсяи к внешней кромке дисков жидкостьподходит, сгруппировавшись и двигаясь вдоль каплеобразуюцих элементов.Достигая внешней окружности дискови проходя дальше, жидкость течет поповерхности каплеобразующих элемен-,тов к их остриям нетолько за счетцентробежной силы, но н силы сопротивления газовой среды, действующим 40 в одном направлении, что достигается расположением каплеобразующихэлементов под углом к радиусу и направлением их в сторону, противоположную вращению корпуса. Достигая 45 остРия каплеобразующих элементов,жидкость стремится сформировать поверхность с минимальной энергией,что соответствует поверхности шара.Достигнув. острия каплеобразующегоэлемента, капля жидкости растет доопределенных размеров и, когда силаее сцепления с поверхностью каплеобразуюцего элемента становитсяменьше (за счет. уменьшения поверхности соприкосновения жидкости сострием) центробежной силы и напорагаза, действующих на каплю, она срывается с поверхности острия каплеобразующего элемента и начинаетсярост следующей капли. Равномерное 60 расположение игл по окружности распылителя, при котором радиус, проведенный из центра к любой точкеокружности, диаметром, равным 0,9диаметра наружной. окружности дисков, у пересекает", как минимум, одну иглу,1052271 НИИПИ Заказ 8729/5 ираж 68 Подписно фклиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектн препятствует проскоку жидкости иэ полости распыпителя наружу, минуя каплеобраэующие элементы и не позаоляя, тем садним,распыли вать жид-." кость непосредственно. нз цели.Установка игл наклонно к радиусу в пределах 10-85 б против направления вращения и установка длин, выступающих эа окружность частей каплеобразующих элементов, равными 1-2 высоты щели, сводит на нет вредное сдувающее воздействие окружающего газа и процесс каплеобразования протекает стабильно.Проведены испытания генератора капель с кольцевыми зазором, в котором наклонно к радиусу дисков были установлены в сторону, противоположную вращению корпуса генератора острием наружу каппеобразукщие элементы, выполненные в виде игл. При этом угол наклона игл к радиусу меняется от О до 88 ф. Изменяется также длина части игл, выступающих за внещнню окружность дисков в пределах от 0 до 4 высоты зазора.В результате испытаний установлено, что при угле наклона игл менее ,10 е происходит интенсивное сдувание. жеости с боковой поверхности иглы, увеличивающееся с уменьшением угла. При увеличении угла наклона нгл крадиусу от 10-85 сдувание жидкостиес боковой поверхности нгл не наблюдалось При угле наклона более 85появляются трудности в надежной фиксации игл в зазоре между дисками,При измерении длины вцотупающей занаружную окружность части иглы впределах от 0-1 высоты щели наблюдается каплеобразование одновременно 10 с игл н боковой поверхности дисков.При увеличении длины иглы более двумвысотам щели наблюдается сдувающеевоздействие окружающего воздуха иразмер капель становится неодинако вым. При длине выступающей части иглв пределах от 1-2 высот щели каплеобразование идет стабильно.Учитывая широкое применение центробежных распылителей в различных щ областях промьищенности, внедрениепредлагаемого изобретения дает существенный экономический эффект засчет улучшения качества распыливаемой жидкости,а также позволяет получить более достоверные результаты,при лабораторных исследованиях процесса распыливания жидкости за счетполучения систем капель с заданнойкачественной и количественной структурой.