Ротационный распылитель жидкости

Союз Соеетокик Социалистических Реевблик(61) Дополнительное к авт. свид 24.10,79 (21) 2834082/2322) Зая 05 В 3/ с присо тнснием заявкирственныи квинтет(088.8) 5) Дата опубликования описания 07.12.81(72) Авторы изобретения 7 ретьяк,сС.ститута Б, Г. Хол И, Баранов, Е.и И. А, Гелетаполитехническог Ленина н, Л. А, Хохлов, Э И Д Панченко иал Харьковского имени В. И(54) РОТАЦИОННЫЙ РАСПЫЛ ИТЕЛ КОС Изобретение относится к области тсплои массообменных устройств, в частности, к ротационным распылителям жидкости для тепло- и массообменных аппаратов, работающих с системой жидкость-газ (пар), и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности при проведении процессов аосорбции, сушки, упаривания, увлажнения и мокрои очистки газов.Известен ротационный распылитель жидкости, содержащий распределительное устройство для жидкости в виде пустотелого вала с чашеобразным вращающимся элементом, имеющим вогнутую поверхность, лопастный ротор, установленный коакспально с элементом, при этом лопастный ротор приводится во вращение вокруг горизонтальной оси в направлении, противоположном направлению вращения элемента 1.При работе такого устройства образуется малая высота факела распыла в осевом направлении, обусловленная конструктивными особенностями распределительного устройства для жидкости, так как в радиальном направлении оно формирует только одну жидкую пленку, и это приводит к неполной обработке газа жидкостью,2что значительно снижает общую эффективность процессов тепло- и массообмена.Известен также ротационный распылитель жидкости, содержащий вертикально установленный приводной вал, размещенный на нем ротор в виде радиально расположенных лопаток, коаксиально установленный в нем распределитель жидкости и патрубок для подвода жидкости 2.10 Данный распылитель является наиболееблизким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако у известного устроиства сложная 5 конструкция, так как для ротора, имеющего значительную высоту, требуется множество ступеней распределения. Ширина пленки жидкости, образующейся на лопатке ротора, лежит в пределах 10 - 40 мм.20 Это значит, что для ротора, высотой 1 м,необходимо не менее 25 ступеней распределения, Если же с целью уменьшения количества ступеней распределения в пределах одной ступени расположить более одного 25 горизонтального ряда отверстий, то тогданарушается равномерность распределения жидкости между рядами отверстий, так как через нижние отверстия из-за влияния гравитационных сил будет протекать большее 30 количество жидкости, чем через верхние,что приведет к нарушению равномерности по высоте объемного факела распыла.У известного устройства также недостаточная надежность при длительной эксплуатации, так как при работе на загрязненных твердыми включениями жидкостях и суспензиях возможно забивание и зарастание тангенциальных патрубков и отверстий перфорированной оболочки.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности эксплуатации.Указанная цель достигается тем, что в ротационном распылителе жидкости, содержащем вертикально установленный приводной вал, размещенный на нем ротор в виде радиально расположенных лопаток, коаксиально установленный в нем распределитель жидкости и патрубок для подвода жидкости, распределитель жидкости выполнен в виде расположенной на оси ротора неподвижной опоры с размещенными на ней с равными интервалами с зазором к лопаткам ротора кольцами и установленным над ними диском, причем проходное отверстие каждого последующего по ходу движения жидкости кольца выполнено меньше проходного отверстия предыдущего кольца. Кроме того, с целью повышения эффективности распыления, лопатки ротора установлены под углом к радиусу его вращения.Лопатки ротора могут быть также выполнены изогнутыми,Выполнение распределителя в виде неподвижной опоры с кольцами и диском позволяет подавать жидкость в виде свободных горизонтальных пленок непосредственно на вращающиеся лопатки ротора, что дает возможность жидкости под действием сил Кориолиса и инерции, обусловленных набеганием,вращающихся лопаток, разгоняться на них в радиальном направлении и одновременно значительно интенсивнее растекаться по лопаткам в направлении, параллельном оси вращения, чем в устройствах, где выход струй жидкости на лопатки производится через отверстия вращающейся вместе с ротором оболочки, за счет того, что, во-первых, закрутка жидкости до попадания на лопатку равна нулю, во-вторых, жидкость не стеснена стенками отверстия в начальный момент воздействия на нее вращающегося ротора, в-третьих, взаимно перпендикулярное расположение плении жидкости и лопаток в момент попадания жидкости на ротор также ведет к получению максимально возможной скорости растекания жидкости по лопаткам в направлении, параллельном оси вращения. При этом получаются в несколько раз более широкие пленки жидкости на лопатках, что приводит к умвньшению,необходимых ступеней распределения и, следовательно, су 5 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 щественно упрощает конструкцию распылителя.Кроме того, выполнение распределительных ступеней в виде колец и дисков, подающих жидкость непосредственно на лопатки ротора, и увеличение расстояния между ступенями орошения позволяет обеспечить в несколько раз более широкие проходы для жидкости на участке от входного патрубка до разгонных лопаток, что значительно, повышает надежность и устойчивость в эксплуатации при работе на загрязненных жидкостях и суспензиях.Выполненне лопаток ротора изогнутыми или плоскими, наклонными к радиусу вращения, значительно усиливает эффект растекания пленки жидкости в направлении, параллельном оси вращения, так как при этом давление, прижимающее пленку жидкости к лопатке и заставляющее ее растекаться, увеличивается за счет добавления к силе Кориолиса составляющей центробежной силы, нормальной к поверхности лопатки, что также ведет к уменьшению необходимого количества ступеней распределения и, следовательнок упрощению конструкции распылителя.На фиг. 1 изображен ротационный распылитель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с лопатками ротора, установленными под углом к радиусу его вращения; на фиг. 4 - то же, с изогнутыми лопатками.Ротационный распылитель жидкости содержит вертикально установленный приводной вал 1, размещенный на нем ротор, состоящий из ступицы 2, ребер 3 жесткости, опорных колец 4 и б и радиально расположенных лопаток б,Кроме того, распылитель содержит патрубок 7 для подвода жидкости и распределитель жидкости, который выполнен в виде расположенной на оси ротора неподвижной опоры 8 с размещенными на ней с равными интервалами с зазором к лопаткам б ротора кольцами 9 и установленным над ними диском 10, причем проходное отверстие каждого последующего по ходу движения жидкости кольца 9 выполнено меньше проходного отверстия предыдущего кольца 9.Лопатки б ротора могут быть установлены под углом к радиусу его вращения и выполнены изогнутыми.Ротационный распылитель жидкости работает следующим образом.Струя жидкости под давлением поступает из патрубка 7 на кольца 9 распределителя и диск 10, разделяется на равные объемы и формируется в жидкие пленки, движущиеся на,каждом кольце 9 и диске 10 перпендикулярно оси вращения ротора от центра к периферии, которые за счет центробежных сил сбрасываются с верхних кромок колец 9 и диска 10.Под действием сил Кориолиса и инерции, обусловленных набеганием вращающихся лопаток 6 ротора, жидкость на них разгоняется в радиальном направлении и одновременно интенсивно растекается в направлении оси вращения в тонкие и равномерные по толщине пленки. Полученная сплошная пленка жидкости, достигнув, кромки лопаток 6 ротора, истекает в газовую среду, где и происходит ее диспергирование.Предлагаемый ротационный распылитель жидкости более прост по конструкции, вопервых, за счет упрощения конструкции самой распределительной ступени и, во-вторых, за счет уменьшения количества необходимых ступеней распределения при сохранении одинаковых параметров факела распыла. Стендовые иопытания опытных образцов распылителей показали, что ширина пленки на роторной лопатке, полученная с одной ступени распределения, превышает в 3 - 4 раза ширину пленки, истекающей на лопатку из перфорированной оболочкипри прочих равных условиях. Данный распылитель имеет 7 ступеней рас пределения, в то время как известный распылитель - 25 ступеней.Предлагаемое устройство более надежно в эксплуатации, так как наличие широких проходов для жидкости на участке проте- ЗО кания жидкости от входного патрубка до лопаток ротора исключает забивание и зарастание распылителя при работе на загрязненных твердыми включениями жидкостях и суспензиях. 35 Формула изобретения 1. Ротационный распылитель жидкости, содержащий вертикально установленный приводной канал, размещенный на нем ротор в виде радиально расположенных лопаток, коаксиально установленный в нем распределитель жидкости и патрубок для подвода жидкости, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности эксплуатации, распределитель жидкости выполнен в виде раоположенной на оси ротора неподвижной опоры с размещенными на ней с равными интервалами с зазором к лопаткам ротора кольцами и установленным под ними диском, причем проходное отверстие каждого последующего по ходу движения жидкости кольца выполнено меньше проходного отверстия предыдущего кольца,2, Распылитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности распыления, лопатки ротора установлены под углом к радиусу его вращения.3. Распылитель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющи й с я тем, что лопатки ротора выполнены изогнутыми.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Акцептованная заявка Великобритании1126095, кл. В 2 Р, опублик, 1968.2. Холин Б. Г. Центробежные и вибрационные грануляторы плавов и распылители жидкости. М Машиностроение, 1977, с. 90 - 91, рис, 54 г (прототип), 887007887007 Составитель А, Чал-БорюТехред А. Камышникова Корректор А, Галахова Редактор И. Марголис Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 512/15 Изд.612 Тираж 784 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5