Центробежный распылитель жидкости

(5 ээ В ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ И И НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ФОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(71) Московский ордена ТрудовотоКрасного Знамени технологическийинститут пищевой промышленности"Химия", 1979 с,119-124,рис; Ш 8, Ш 9,2. Липатов Н.Н., Харитонов В.Д.Сухое молоко. И., "Легкая и пищевая промьппленность", 1981, с. 108.рис. 51 (прототип), (54) (57) 1 ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрытой крышкой с отверстием для подачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки, отверстия которых сообщены с камерой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на распыление и повышения однородности факела распьша, он.снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок обтекателями каплевидной Формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверх- з ностью корпуса, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу. С:2. Распылитель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый обтекатель выполнен со ступенчатым выходным каналом, сообщающимся с отверстием соответствующей 1159649трубки, при этом последняя в направлении выхода ступень выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой час" ти обтекателя, Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей в тепломассообменных аппаратах, например распылительных сушилках, грануляторах, кондиционерах, скрубберах и т.п., и можетбыть использовано в пищевой, химической и других отраслях промьппленности,Известен распылитель жидкости,содержащий корпус с дисками, установленными с возможностью вращенияи устройство для подачи жидкостина диски Я ,Однако, чтобы получить тонкодисперсный распыл (капли диаметром 50-200 мкм) этим распылителем,необходимо использовать сложный идорогостоящий приводной механизм созначительными знергозатратами 20(около 15 кВт на 1 т жидкости).Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является центробежныйраспылитель жидкости, содержащий 25корпус с выполненной в нем камерой,эакрьггой крышкой с отверстием дляподачи жидкости в камеру, и установленные в корпусе сопловые трубки,отверстия которых сообщены с каме- З 0рой 21 .Недостатками известного распылителя являются наличие большого лобового сопротивления, обусловленногоотрывом пограничного слоя и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок, а такжевысокая степень полидисперсности получаемого распыла и малый смоченныйпериметр каналов. 40 Целью изобретения является сни- жение удельных энергозатрат на распыление и повышение однородности факела распыла. 45 Укаэанная цель достигается тем,что центробежный распылитель жидкости, содержащий корпус с выполненной в нем камерой, закрьггой крышкойс отверстием для подачи жидкости вкамеру, и установленные в корпусесопловые трубки, отверстия которыхсообщены с камерой, снабжен закрепленными на выходных торцах соплЬвых трубок обтекателями каплевидной формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью корпуса, а другой торецскруглен по радиусу концентричнокорпусу.Кроме этого, каждый обтекательвыполнен со ступенчатым выходнымканалом, сообщающимся с отверстиемсоответствующей трубки, при этомпоследняя в направлении выходаступень выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторонухвостовой части обтекателя,На фиг.1 показан центробежныйраспылитель жидкости, общий вид; нафиг.2 - обтекатель со ступенчатымвыходным каналом; на фиг.З - вид Ана фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Бна фиг.2.Центробежный распылитель жидкости содержит корпус 1 с выполненной в.нем камерой 2, закрытой крышкой 3 с отверстием 4 для подачи жидкости в камеру 2, и установленные в корпусе 1 сопловые трубки 5, отверстия 6 которых сообщены с камерой 2,Распылитель снабжен закрепленными на выходных торцах сопловых трубок 5 обтекателями 7 каплевидной формы, каждый из которых сопряжен одним торцом с наружной поверхностью ;корпуса 1, а другой торец скруглен по радиусу концентрично корпусу 1,159649 з 1Каждый обтекатель 7 выполнен со ступенчатым выходным каналом 8, сообщающимся с отверстйем 6 соответствующей трубки 5, при этом последняя в направлении выхода ступень 9 выполнена со смещением в горизонтальной плоскости в сторону хвостовой части обтекателя 7.Крепление обтекателя 7 на сопловой трубке 5 осуществляется, например, с помощью резьбового соединения. Фиксация положения сменных . сопловых трубок 5 относительно корпуса 1 и крепление крышки.З с .центральным отверстием 4 для ввода жидкости производится винтами 10. Для устранения вихреобраэования нри обтекании сменных сопловых трубок 5 внутренние и внешние торцы обтекателей 7 скругляются.по радиусам корпуса и распылителя.Смещение ступени 9 соответствует расстоянию г = 0,5 + 0,95 (г+г, ), где г, и г, - радиусы отверстия и ступени 9, Смещение оси ступени 9выбирается в зависимости от отношения г, /г и смоченного периметра на.выходе из ступени 9С уменьшением г, /гс и смоченного периметра С увеличивается.Известно, что с уменьшением относительной. толщины профиля отношение высоты профиля Ь к его длине 1 его лобовое сопротивление снижается. Выбор отношения Ь 4 производйтся с учетом геометрических параметров распылителя (число и диаметр каналов, диаметр корпуса), которые, в свою очередь, определяются общей производительностью распылителя и конструктивными особенностями аппаратов.Распылитель установлен на приводном вану 11.Корпус 1, крьппка 3 и сопловые трубки 5 изготавливаются из металла, например нержавеющей стали, обтекатели 7 - из легкого сплава или термостойкого полимерного материала. Во втором случае задняя (по направлению вращения распылителя) стенка ступени 9 защищается пластиной 12 из износостойкого материала, например карбида кремния.Центробежный распылитель жидкости работает следующим образом,Жидкость через отверстия 4 в крышке 3 подаетея во внутреннюю ка 4 меру 2 корпуса 1, располагаясь под дейст ием центробежной силы кольцевым слоем по ее боковой поверхности, При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа поступает в отверстие 6 распределяясь равномерно по всему их сечению. Попадая в канал 81 10 жидкость прижимается. к его задней стенке и движется под действием центробежной силы с нарастающей скоростью, при этом смоченный периетр канала 8 по направлению движе ия жидкости уменьшается (фиг.2) . При истечении жидкости из канала 8 происходит соударение струи с задней стенкой ступени 9, приводящее к растягиванию жидкости в тонкую турбу лизованную пленку равномерной толщины, дробящуюся при взаимодействии с окружающей средой на однородные по размерам капли. Центральный угол, соответствующий смоченному периметру 25 ступени 9, при ударе скачкообразно возрастает до значений близких О) 180 , и уменьшается по ходу движения жидкости. Оптимальная длинаступени 9, соответствующая максимальному ЗО смоченному периметру, зависит от физических свойств жидкости, расхода жидкости через канал 8, его диаметра и длины, диаметра ступени 9 и частоты вращения распылителя, 35 В опытах по распылению воды при изменении частоты вращения распылителя в диапазоне 2000-6000 об/минЭ расхода жидкости через канал 20- 60 кг/ч м, диаметра каналов 0,05" 0,015 м, длины каналов 0,04- О, 15 м, диаметра ступени 0,005- 0,02 м, смещения оси канала 0,005- 0,015 м оптимальная длина ступени 9 находилась в интервале 0,007-0,020 м.Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известным позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения приводного механизма и за счет этого упростить его конструкцию и повысить надежность, не менее чем в два раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.Кроме того повышение однороднос ти распыления, достигаемое за счет получения на выходе из распылителя тонкой турбулизованной пленки равномерной толщины, позволяет при распылительной сушке термочувствительных продуктов повысить температуру теплоносителя в объеме аппарата без опасности перегрева мельчайших частиц (например, при повышении температуры в дна раза удельные расходы тепла на 503), улучшить качество сухого продукта и снизить затраты на сооружение систем улавли вания частиц уноса.1159 Ь 49 Румянцев Корректор И. Мус оставитель Н ехред Л.Мике Сабо акт аказ 36 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.: Проектная,4 Тира ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москв89ствобрЖ-З Подписноенного комитета СССРтенин и открьггийРаушская наб , д,