RU2046674C1

RU2046674C1 - Pneumatic injector

Info

Publication number: RU2046674C1
Authority: RU
Inventors: Э.И. Эскин; Б.В. Дедков; Б.И. Тузов
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: liquids dispergation. SUBSTANCE: pneumatic injector has three additional swirler with screw-type grooves. Each swirler is located in corresponding cylindric canal, made in body. Axial lines of all canals are located in vertexes of square. Directions of screw-type grooves of neighboring swirlers are chosen opposite. EFFECT: increased quality of liquids dispergation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей, содержащих твердую фазу, в распылительных сушилках и может быть применено в химической промышленности, например, для сушки полимерных материалов. The invention relates to a device for dispersing liquids containing a solid phase in spray dryers and can be used in the chemical industry, for example, for drying polymer materials.

При сушке в распылительных сушилках на дисперсность и однородность готового продукта определяющее влияние оказывают дисперсность и однородность капелек распыла, на равномерное заполнение сушильной камеры капельками продукта, а следовательно, на интенсивность процесса сушки большое влияние оказывает ширина факела распыла, на время пребывания продукта в сушильной камере скорость вылета капелек из форсунки, что может быть охарактеризовано длиной факела распыла. Известно, что с увеличением производительности пневматических форсунок снижается удельный расход распыливающего агента, что приводит к снижению дисперсности и возрастанию неоднородности распыла [1, 2] Однако в то же время к ряду продуктов при сушке в распылительных сушилках предъявляются такие требования, как высокие дисперсность и однородность (дисперсность распыла понятие, характеризующее размер капелек в факеле). Таким образом, пневматические форсунки должны обеспечивать достаточно широкий и короткий факел распыла и однородность капелек требуемых размеров при заданной производительности форсунки. When drying in spray dryers, the dispersion and uniformity of the finished product are determined by the dispersion and uniformity of the spray droplets, the uniform filling of the drying chamber with product droplets, and therefore, the intensity of the drying process is greatly influenced by the width of the spray pattern, the speed of the product in the drying chamber Departure of droplets from the nozzle, which can be characterized by the length of the spray torch. It is known that with an increase in the productivity of pneumatic nozzles, the specific consumption of the spraying agent decreases, which leads to a decrease in dispersion and an increase in atomization heterogeneity [1, 2] However, at the same time, a number of products during drying in spray dryers are subject to requirements such as high dispersion and uniformity (dispersion of a spray is a concept characterizing the size of droplets in a torch). Thus, pneumatic nozzles should provide a sufficiently wide and short spray pattern and uniformity of droplets of the required size for a given nozzle performance.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус, вставку с каналом для жидкости, оканчивающуюся жидкостным соплом, наконечник с воздушным соплом, патрубки подвода жидкости и сжатого воздуха [3]
Недостатком данной пневматической форсунки при использовании ее для сушки распылением является длинный и узкий факел распыла, что обусловлено радиальным подводом сжатого воздуха в форсунку. Кроме того, недостатком является невозможность получения высокой дисперсности распыла при достаточно большой производительности пневмофорсунки.Known pneumatic nozzle containing a housing, an insert with a channel for liquid ending in a liquid nozzle, a tip with an air nozzle, nozzles for supplying liquid and compressed air [3]
The disadvantage of this pneumatic nozzle when using it for spray drying is the long and narrow spray torch, which is due to the radial supply of compressed air to the nozzle. In addition, the disadvantage is the inability to obtain a high dispersion of the spray with a sufficiently large productivity of the pneumatic nozzle.

Известно распылительное устройство для сушки [4] содержащее равномерно размещенные в горизонтальной плоскости форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода распыливающего агента и к распределительному коллектору для высушиваемого материала, причем коллектор образован двумя параллельными пластинами, нижняя из которых выполнена с профилированными каналами, образующими жидкостные полости форсунок, а в верхней закреплены сопловые насадки, подсоединенные к трубопроводу для распыливающего агента и входящие свободными концами в жидкостные полости. A spray drying device [4] is known comprising nozzles uniformly arranged in a horizontal plane, connected to a pipe for supplying a spray agent and to a distribution manifold for the material to be dried, the collector being formed by two parallel plates, the lower of which is made with shaped channels forming liquid nozzle cavities and nozzle nozzles fixed to the top, connected to the pipeline for the spraying agent and entering the free ends into the liquid other cavities.

В данном устройстве повышение качества распыла (повышение дисперсности) достигается путем подачи распыливаемой жидкости через несколько форсунок. In this device, improving the quality of the spray (increasing dispersion) is achieved by feeding the sprayed liquid through several nozzles.

Недостатком устройства является необходимость значительного увеличения количества форсунок и площади устройства для получения достаточно широкого факела распыла, что приводит к невозможности использования его в выпускаемых типовых распылительных сушилках. Кроме того, недостатком устройства является большая длина факела распыла, что обусловлено радиальным истечением сжатого воздуха из воздушного сопла. The disadvantage of this device is the need for a significant increase in the number of nozzles and the area of the device to obtain a sufficiently wide spray pattern, which makes it impossible to use it in manufactured typical spray dryers. In addition, the disadvantage of this device is the large length of the spray jet, due to the radial outflow of compressed air from the air nozzle.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является пневматическая форсунка, содержащая корпус с цилиндрическим каналом и коническим воздушным соплом на конце и установленный в сопле завихритель с винтовыми канавками на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом внутри него [5]
Благодаря завихрителю с винтовыми канавками сжатый воздух приобретает вращательное движение, что приводит к формированию широкого и короткого факела распыла. Недостатками данной форсунки являются низкая дисперсность и неоднородность распыла.Closest to the technical nature of the proposed device is a pneumatic nozzle containing a housing with a cylindrical channel and a conical air nozzle at the end and a swirl mounted in the nozzle with screw grooves on the outer surface and a cylindrical liquid channel inside it [5]
Thanks to the swirl with helical grooves, the compressed air acquires a rotational movement, which leads to the formation of a wide and short spray pattern. The disadvantages of this nozzle are low dispersion and inhomogeneity of the spray.

Техническим результатом изобретения является повышение дисперсности и однородности распыла. The technical result of the invention is to increase the dispersion and uniformity of the spray.

Этот результат достигается тем, что пневматическая форсунка, содержащая корпус с цилиндрическим каналом и коническим воздушным соплом на конце и установленный в сопле завихритель с винтовыми канавками на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом внутри него, согласно изобретению, снабжена тремя дополнительными завихрителями с винтовыми канавками, каждый из которых расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале, причем осевые линии всех каналов расположены в вершинах квадрата, а направления винтовых канавок соседних завихрителей выбраны противоположными. This result is achieved in that the pneumatic nozzle comprising a housing with a cylindrical channel and a conical air nozzle at the end and a swirl mounted in the nozzle with screw grooves on the outer surface and a cylindrical fluid channel inside it, according to the invention, is equipped with three additional swirls with screw grooves, each of which is located in an additional corresponding cylindrical channel made in the housing, and the axial lines of all channels are located at the vertices of the square, and the directions of the helical grooves of the adjacent swirlers are chosen opposite.

На фиг. 1 показана пневматическая форсунка, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А. In FIG. 1 shows a pneumatic nozzle, a longitudinal section; figure 2 view along arrow A.

Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с цилиндрическим каналом 2 и коническим воздушным соплом 3 на конце и установленный в сопле 3 завихритель 4 с винтовыми канавками 5 на внешней поверхности и цилиндрическим жидкостным каналом 6 внутри него. The pneumatic nozzle comprises a housing 1 with a cylindrical channel 2 and a conical air nozzle 3 at the end and a swirler 4 installed in the nozzle 3 with screw grooves 5 on the outer surface and a cylindrical liquid channel 6 inside it.

Форсунка также снабжена тремя дополнительными завихрителями 4 с винтовыми канавками 5, каждый из которых расположен в выполненном в корпусе дополнительном соответствующем цилиндрическом канале 2 с коническим воздушным соплом 3. The nozzle is also equipped with three additional swirls 4 with screw grooves 5, each of which is located in an additional corresponding cylindrical channel 2 made in the housing with a conical air nozzle 3.

Осевые линии всех каналов 2 и 6 корпуса 1 расположены в вершинах квадрата, а направления винтовых канавок 5 соседних завихрителей 4 выбраны противоположными (на фиг.2 направление канавок 5 условно показано стрелками). The axial lines of all channels 2 and 6 of the housing 1 are located at the vertices of the square, and the directions of the helical grooves 5 of the adjacent swirlers 4 are chosen opposite (in FIG. 2, the direction of the grooves 5 is conventionally shown by arrows).

С торца корпус 1 форсунки закрыт крышкой 7. Жидкостные каналы 6 внутри завихрителей 4 оканчиваются жидкостными соплами 8. Для подачи сжатого воздуха в корпус 1 подведен патрубок 9. From the end, the nozzle body 1 is closed by a cover 7. The liquid channels 6 inside the swirlers 4 end with liquid nozzles 8. A pipe 9 is connected to supply compressed air to the body 1.

Пневматическая форсунка работает следующим образом. Pneumatic nozzle operates as follows.

Сжатый воздух подается через патрубок 9 в корпус 1. Проходя по завихрителям 4 с винтовыми канавками 5, он приобретает вращательное движение в направлениях, указанных стрелками. Распыливаемый продукт по четырем жидкостным каналам 6 поступает к соплам 9 и на выходе, взаимодействуя с закрученными потоками сжатого воздуха, распыливается, образуя четыре пересекающихся факела. Каждый из четырех факелов взаимодействует с тремя другими. По отношению к любому рассматриваемому факелу у двух ближайших направление вращения воздушных потоков противоположно по отношению к рассматриваемому, благодаря чему направление движения воздушных потоков совпадает в пересекающихся зонах, что исключает снижение скоростей ближайших воздушных потоков при их взаимодействии. Compressed air is supplied through the pipe 9 to the housing 1. Passing through the swirlers 4 with screw grooves 5, it acquires a rotational movement in the directions indicated by the arrows. The sprayed product through four liquid channels 6 enters the nozzles 9 and at the outlet, interacting with swirling streams of compressed air, is sprayed, forming four intersecting flames. Each of the four torches interacts with the other three. In relation to any torch under consideration, the direction of rotation of the air flows of the two nearest ones is opposite to the considered one, due to which the direction of movement of the air flows coincides in the intersecting zones, which eliminates the decrease in the speeds of the nearest air flows during their interaction.

Направление вращения воздушных потоков у противоположных факелов совпадает, поэтому направление движения воздушных потоков противоположно в пересекающейся зоне, но их пересечение происходит на достаточно большом расстоянии от корня факела, где процесс диспергирования уже закончен, благодаря чему это не приводит к ухудшению дисперсности распыла. The direction of rotation of the air flows at opposite torches coincides, therefore the direction of movement of the air flows is opposite in the intersecting zone, but their intersection occurs at a sufficiently large distance from the root of the torch, where the dispersion process is already completed, so that this does not lead to a deterioration in the dispersion of the spray.

Таким образом, расположение жидкостных каналов, оканчивающихся соплами, так, что их осевые линии проходят через вершины квадрата, и выполнение винтовых канавок у ближайших завихрителей в противоположном направлении приводит к повышению дисперсности и однородности распыла заявляемой пневматической форсунки по сравнению с прототипом. Thus, the location of the fluid channels ending in the nozzles, so that their axial lines pass through the vertices of the square, and the execution of the helical grooves at the nearest swirls in the opposite direction increases the dispersion and uniformity of the spray of the inventive pneumatic nozzle compared to the prototype.

Claims

PNEUMATIC NOZZLE, comprising a housing with a cylindrical channel and a conical air nozzle at the end and a swirl mounted in the nozzle with screw grooves on the outer surface and a cylindrical fluid channel inside it, characterized in that it is equipped with three additional swirls with screw grooves, each of which is located in made in the housing an additional corresponding cylindrical channel, and the axial lines of all channels are located at the vertices of the square, and the direction of the helical grooves with the neighboring swirls are opposites.