Каскадная ударно-струйная форсунка

с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 66. 069, .83(088.8) Дата опубликования описания 26. 09, 80(72) Авторы изобретения Н. Д. Заварин и В. С. Галустов Ярославский политехнический институт(51)КАСКАДНАЯ УДАРНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА Изобретение относится к техйике цаспыливания жидкостей и может быть использовано для тонкого диспергирования растворов, суспензий и других жидкостей.;Известны распылители жидкости ударно-струйного типа, содержащие сопло и установленный перед ним комплект отражательно. распыливающих элементов (11 .Принцип их работы заключается в преобразовании струйного течения жидкости, вытекающей из сопла впленоч-, ное, - обладающее наибольшей поверхностной энергией. В качестве распылива,:ющих элементов применяются диски, конуса, спирали и т.д..Указанные распылители не засоряются, что позволяет использовать их для. диспергирования весьма загрязнен- ных жидкостей, растворов и суспензий. При этом они создают довольно грубЬтй распыл", часто не удовлетворяющий предъявляемым требованиям. 25Для улучшения качества распыла в известных устройствах увеличивают скорость истечения струи я уменьшают диаметр сопла,что связано с возраста-. нием удельного расхода энергии на 2распыливание,а также применяют пульсационное истечений жидкости из сбпла.Известна также ударно-струйная форсунка, содержащая соединенное с напорным трубопроводом сопло и установленные перед ним на направляющих рабочие диски с центральными отверстиями, диаметр которых умешается по мере удаления от среза сопла 2,Известная форсунка является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Недостатком ее является то, что достигаемый положительный эффект обеспечивается за счет относительного перемещения пульсатора внутри сопла.1"При этом неизбежны потери энергии на трение сопряженных элементов пульса-. тора.Практическое использование дан:ной форсунки требует достаточно точ-: ного иготовления элементов прерыва теля споследующей их сборкой и установкой внутри сопла.. Целью настоящего изобретения яв- ляется повышение качества раслыливания.Это достигается тем, что известная каскадная ударно-струйная форсунка,содержащая соединенное с напорнымтрубопроводом сопло и установленныеперед ним на направляющих рабочиедиски с центральными отверстиями, диа"метр которых уменьшается по мере уда.:ления от среза сопла, согласно изобретению, снабжена двумя коническимикольцами, соединенными между собойнаправляющими и образующими кольцевой конфузор, внутри которого установлены рабочие диски, причем в каждом диске выполнены примыкающая кего кромке кольцевая щель и отделенные от последней перемычками прорези,в которых установлены направляющие.На фиг. 1 изображен общий видфорсунки; на фиг. 2 - рабочий диск.Каскадная ударно-струйная форсунка" содержит соединенное с напорным тру. бопроводом 1 сопло 2 и установленныеперед ним на направляющих 3 рабочиедиски 4 с центральными отверстиями 205, диаметр которых уменьшается по мере удаления от среза сопла 2.Кроме того, Форсунка снабжена двумя коническими кольцами б, соединенными между. собой направляющими 3 и 25образующими кольцевой конфузор 7,внутри которого установлены рабочиедиски 4, причем в каждом диске 4 выполнены примыкающая к его кромкекольцевая щель 8 и отделенные от последней перемычками 9 прорези 10, вкоторых установлены направляющие 3.Коническйе кольца б соединенымежду собой пластинками 11. Глубинапрорезей 10 на дисках 4 по мере удаления от среза сопла 2 возрастает,причем диску 4 с наибольшим диаметромцентрального отверстия 5 соответству"ет минимальная глубина прорезей 10и наоборот. Различная глубина прорезей 10 на дисках 4, а также выступы 4012 на направляющих 3, возрастающейширины по мере удаления от сойла 2,позволяют располагать диски 4 встрого определенной последовательности на определенном расстоянии друг 45от друга и от среза сопла 2,Каскадная -ударно-струйная форсункаработает следующим образом.Распыливаемая жидкость из напорноготрубопровода 1 поступает в сопло 2,откуда вытекает в виде струи с требуемой сКоростью истечения. Благодаряналичию в дисках 4; установлейнйх пе-ред соплом 2 центрального отверстия,5, диаметр которого уменьшается помере удаления,от среза сопла 2, жид - кость струи распределяется по рабочимповерхностям дисков 4 в виде пленки.Пленка жидкости течет по диску 4 в" направлении его периферии, проходячерез кольцевую сквозную цель 8. На- щличие кольцевой щели 8 вблизи кромкидиска 4 турбулизирует поток пленки,Что улучшает условия ее дробления;способствуя уменьшению длины нерасйавшегося участка пленки,Такосущест- у вляется первая стадия - дроблеиие пленки с широким диапазоном дисперсМости преобладанием значительного ,количества крупных капель. Назначениекольцевой сквозной щели как турбулизатора в этой стадии сводится к получению большого количества капель дляулучшения, последующей эжекции газа в конфузор 7.Вторая стадия - вторичное дробление капельв конфузоре 7 - приобретает все достоинства пневматическогораспыления с внутренним смешением с той лишь разницей,что транспорт газа и увеличение относительных скоростей Фаз осуществляется за счет кинетической энергии самой жидкости. Основной недостаток пневматического распыления - большой расход энергии на сжатие и транспорт газа - здесь устраняется. В результате эжекциигаза и увеличения в конфузоре относительных скоростей фаз происходит сильная турбулизация, перемешивание и газонасыщение двухфазного газожидкостного потока. Следствием этого является вторичное дробление крупныхкапель - приближение распыла к монодисперсному, а также выравниваниеплотности заполнения факела. Вследствие увеличения газонасыщения возможно частичное растворение газа в жидкости, что также улучшает условия вторичного дробления. Таким образом, на выходе из конфузора 7 получается равномерно заполненный жидкостью тонкодисперсный факел. Предварительная турбулизация пленки на дисках и эжекция газа в конфузоре значительно повышают качество и упрощают конструкцию каскадного ударно: струйного распылителя.Улучшение качества распыливания данным устройством не требует увеличения удельных энергозатрат, поскольку турбулизация пленки и эжекция газа осуществляется за счет энергии самой жидкости. Приэтом происходит увеличение части энергии жидкости расходуемой непоСредственно на образование новой поверхности(при эжекции в конФузоре)и увеличивается КПД распыливания. Частичное растворение газа в жидкости и интенсивная десорбция его на выходе из конфузора вследствие резкого перепада давления также способствует более тонкому и . равномерноМу. дроблению крупных капель жидкости. Данное устройство может быть с успехом использовано ,для интенсификации различных тепло-массообменных процессов, прбтекающих в дисперсных средах. Улучшение качества распыла в таких процессах является необходимым условием Йовышения их эффективности. использование предлагаемогоустройства несомненно принесет народному хозяйству существенный, экономи-.ческий зФФект,Данная ударно-струйная Форсункаотличается простотой конструкции,исключает воэможность засорения, чтопозволяет эФФективно использовать еедля диспергирования весьма загрязненных технологическихжидкостей и обеспечивать надежность в работе.Формула изобретенияКаскадная ударно-струйная Форсунка, содержащая соединенное с напорным трубопроводом сопло и установленные перед ним на направляющих рабочие диски с центральными отверстиями, диаметр которых уменьшайтся по мере удаления от среза сопла, о т л и ч а " ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества распыливания, онаснабжена двумя коническими кольцами,, соединенными между собой направляю"щими и образующими кольцевой конфузор, внутри которого установлены рабочие диски, причем в каждом дискевыполнены примыкающая-к его кромке"кольцевая щель и отделенные от последней перемычками прорези, в которых установлены направляющие.Источники информацйи,принятые во внимание нри экспертизе1. Пажи Д. Г. и др. Распыливающиеустройства в химической промышленнос 15 ти. М., Химия, 1975, с. 154-166,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2501069/23-05,кл. В 05 В 3/14, 1977 (прототип).Борю Корректор Е. Пацп Редактор В. 1 олышк илиал ППП"Патент, Ы, Ужгород, ул. Проектная,4 Заказ б 388 7 Тираж 810 . ВНИИПИ ГосударсТвейногб комите по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж Рауюская н