RU2271872C1

RU2271872C1 - Centrifugal-stream nozzle

Info

Publication number: RU2271872C1
Application number: RU2004119943/12A
Authority: RU
Inventors: Ильдус Гамирович Ибрагимов (RU); Ильдус Гамирович Ибрагимов; Елена Юрьевна Туманова (RU); Елена Юрьевна Туманова
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-03-20

Abstract

FIELD: liquid spraying equipment used in chemical, petroleum chemical industry, petroleum processing industry and other branches of industry.

SUBSTANCE: nozzle has casing with outlet opening, vortex chamber mounted in casing and communicated with casing cavity through tangential channels provided in side wall and with aperture provided in its cover, said aperture being axially aligned with outlet opening of casing, and spring-loaded bushing mounted in cover opening for axial displacement relative to vortex chamber. Tangential channels in side wall of vortex chamber are furnished with axially aligned branch pipes.

EFFECT: increased efficiency in spraying of liquid by forming continuously rotating annular flow and producing of uniformly filled flare of sprayed liquid with various parameters of supplied liquid.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области распыливания, в частности к устройствам для распыливания жидкости, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of spraying, in particular to a device for spraying liquid, and can be used in chemical, petrochemical, oil refining and other industries.

Известна центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус, внутри которого расположена камера закручивания, имеющая крышку с осевым отверстием для ввода центральной струи жидкости, выходное сопло и тангенциальные каналы для ввода кольцевого потока жидкости [Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. М., "Химия", 1979, с.68-69].Known centrifugal jet nozzle containing a housing, inside which there is a swirl chamber having a cover with an axial hole for introducing a central jet of liquid, an output nozzle and tangential channels for introducing an annular fluid flow [Pages, D. G., Galustov B.C. Sprays of liquids. M., "Chemistry", 1979, S. 68-69].

Недостаток этой форсунки заключается в том, что она обеспечивает равномерное заполнение конического факела распыленной жидкости лишь при постоянных параметрах подводимой жидкости (при постоянном расходе и давлении) вследствие того, что каждая конструкция форсунки рассчитывается для определенных параметров.The disadvantage of this nozzle is that it provides uniform filling of the conical torch of the sprayed liquid only at constant parameters of the supplied fluid (at a constant flow rate and pressure) due to the fact that each nozzle design is calculated for certain parameters.

При уменьшении расхода и давления распыливаемой жидкости степень взаимодействия центральной сплошной струи с вращающимся кольцевым потоком снижается, в результате чего не обеспечивается равномерное заполнение факела распыленной жидкости и регулирование распыливания жидкости. При увеличении же расхода и давления подводимой жидкости за счет повышения турбулентности степень взаимодействия центральной сплошной струи с вращающимся кольцевым потоком возрастает, что также не обеспечивает требуемое качество факела из-за образования мелкого распыла, способствующего уносу жидкости.With a decrease in the flow rate and pressure of the sprayed liquid, the degree of interaction of the central continuous stream with the rotating ring flow decreases, as a result of which the spray of the sprayed liquid is not evenly filled and the spraying of the liquid is regulated. As the flow rate and pressure of the supplied fluid increase due to increased turbulence, the degree of interaction of the central continuous jet with the rotating annular flow increases, which also does not provide the required quality of the torch due to the formation of a fine spray that promotes fluid entrainment.

Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому эффекту является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус с выходным отверстием, концентрично установленную в корпусе камеру завихрения, связанную с полостью корпуса тангенциальными каналами в боковой стенке и отверстием в ее крышке, и установленную с возможностью аксиального перемещения относительно камеры завихрения подпружиненную втулку [Авторское свидетельство СССР № 1118420, кл. В 05 В 1/30; В 05 В 1/34 1984 г.].The closest to the claimed object in technical essence and the achieved effect is a centrifugal jet nozzle containing a housing with an outlet, a swirl chamber concentrically mounted in the housing, connected with the housing cavity by tangential channels in the side wall and an opening in its cover, and mounted with the possibility of axial displacements relative to the swirl chamber spring-loaded sleeve [USSR Author's Certificate No. 1118420, cl. 05V 1/30; B 05 B 1/34 1984].

В данной форсунке камера закручивания имеет наружную и внутреннюю поверхности цилиндрической формы, что делает длину тангенциальных каналов много меньше их диаметра, что приводит к срыву жидкости на острых кромках отверстий и не обеспечивает направленного вдоль стенки камеры завихрения движения жидкости. В результате форсунка имеет низкую эффективность работы.In this nozzle, the swirl chamber has an outer and inner surface of a cylindrical shape, which makes the length of the tangential channels much smaller than their diameter, which leads to a breakdown of the liquid at the sharp edges of the holes and does not provide fluid movement directed along the chamber wall. As a result, the nozzle has a low efficiency.

Изобретение направлено на повышение эффективности работы форсунки.The invention is aimed at improving the efficiency of the nozzle.

Это достигается тем, что в центробежно-струйной форсунке, содержащей корпус с выходным отверстием, концентрично установленную в корпусе камеру завихрения, связанную с полостью корпуса тангенциальными каналами в боковой стенке и отверстием в ее крышке, выполненным соосно с выходным отверстием корпуса, и установленную в отверстии крышки с возможностью аксиального перемещения относительно камеры завихрения подпружиненную втулку, согласно изобретению тангенциальные каналы в боковой стенке камеры завихрения снабжены соосно установленными патрубками.This is achieved by the fact that in a centrifugal jet nozzle containing a housing with an outlet, a swirl chamber concentrically mounted in the housing is connected to the housing cavity by tangential channels in the side wall and an opening in its cover is made coaxially with the housing outlet and installed in the hole axially displaceable covers relative to the swirl chamber a spring-loaded sleeve, according to the invention, the tangential channels in the side wall of the swirl chamber are coaxially mounted E nozzles.

При таком конструктивном выполнении тангенциальных каналов длина последних становится, по меньшей мере, в 1,5 раза больше их диаметра, что позволит обеспечить направленное движение тангенциальных потоков жидкости вдоль внутренней стенки камеры завихрения.With such a constructive implementation of the tangential channels, the length of the latter becomes at least 1.5 times their diameter, which will allow for directed movement of the tangential fluid flows along the inner wall of the swirl chamber.

На фиг.1 изображена центробежно-струйная форсунка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.In Fig.1 shows a centrifugal jet nozzle, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Центробежно-струйная форсунка содержит корпус 1 с отверстием для подвода жидкости 2, выходным отверстием 3, концентрично установленную в корпусе камеру 4 завихрения с крышкой 5 и установленную в отверстии крышки с возможностью аксиального перемещения относительно камеры завихрения подпружиненную втулку 6, причем указанное отверстие выполнено соосно с выходным отверстием 3 корпуса. Камера 4 завихрения соединена с полостью корпуса 1 при помощи тангенциальных патрубков 7, установленных в тангенциальных каналах, выполненных в боковой стенке камеры 4, и отверстием во втулке 6.The centrifugal jet nozzle comprises a housing 1 with a fluid inlet 2, an outlet 3, a swirl chamber 4 with a cover 5 concentrically mounted in the housing and a spring-loaded sleeve 6 axially moving relative to the swirl chamber, the hole being made coaxially with outlet 3 of the housing. The turbulence chamber 4 is connected to the cavity of the housing 1 by means of tangential nozzles 7 installed in tangential channels made in the side wall of the chamber 4 and an opening in the sleeve 6.

Форсунка работает следующим образом.The nozzle works as follows.

Жидкость для распыления поступает через отверстие 2 в полости корпуса 1, затем по тангенциальным патрубкам 7 и втулке 6 - в камеру 4 завихрения. Тангенциальные патрубки 7 направляют струи жидкости вдоль камеры 4 завихрения, образуя вращающийся равномерный кольцевой поток жидкости, который взаимодействует с центральной сплошной струей. При этом создается равномерно заполненный факел распыленной жидкости.The spray liquid enters through the hole 2 in the cavity of the housing 1, then through the tangential nozzles 7 and the sleeve 6 into the swirl chamber 4. Tangential nozzles 7 direct the liquid stream along the turbulence chamber 4, forming a rotating uniform annular liquid stream, which interacts with the central continuous stream. This creates a uniformly filled spray torch.

При снижении параметров подводимой жидкости (расхода и давления) усилие на подпружиненную втулку 6 уменьшается, при этом втулка 6 поднимается, а расстояние от верхней кромки втулки 6 до выходного отверстия 3 увеличивается, повышая степень взаимодействия центральной сплошной струи с вращающимся кольцевым потоком за счет увеличения продолжительности взаимодействия. В результате этого дисперсность распыленной жидкости становится равной первоначальной дисперсности.With a decrease in the parameters of the supplied fluid (flow and pressure), the force on the spring-loaded sleeve 6 decreases, while the sleeve 6 rises, and the distance from the upper edge of the sleeve 6 to the outlet 3 increases, increasing the degree of interaction of the central continuous jet with a rotating annular flow by increasing the duration interactions. As a result, the dispersion of the sprayed liquid becomes equal to the initial dispersion.

При увеличении же параметров подводимой жидкости усилие на втулку 6 увеличивается. При этом расстояние от нижней кромки втулки 6 до выходного отверстия 3 уменьшается, что снижает степень взаимодействия центральной сплошной струи с вращающимся кольцевым потоком за счет уменьшения продолжительности взаимодействия. В итоге дисперсность распыленной жидкости также становится равной первоначальной дисперсности.As the parameters of the supplied fluid increase, the force on the sleeve 6 increases. In this case, the distance from the lower edge of the sleeve 6 to the outlet 3 decreases, which reduces the degree of interaction of the central continuous stream with a rotating annular flow by reducing the duration of the interaction. As a result, the dispersion of the sprayed liquid also becomes equal to the initial dispersion.

Таким образом, использование предлагаемой форсунки позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность распыливания жидкости за счет образования вращающегося равномерного кольцевого потока и получения заполненного факела распыленной жидкости, что становится возможным путем направления тангенциальных потоков распыливаемой жидкости вдоль стенки камеры завихрения. В прототипе же жидкость поступает в камеру завихрения через тангенциальные каналы, при этом струи жидкости направляются к центру камеры, а не вдоль внутренней стенки камеры как это требуется для создания вращающегося кольцевого потока.Thus, the use of the proposed nozzle will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of atomization of the liquid due to the formation of a rotating uniform annular flow and to obtain a filled torch of atomized liquid, which becomes possible by directing the tangential flows of the atomized liquid along the wall of the swirl chamber. In the prototype, the liquid enters the turbulence chamber through the tangential channels, while the liquid jets are directed to the center of the chamber, and not along the inner wall of the chamber as required to create a rotating circular flow.

Claims

A centrifugal jet nozzle comprising a housing with an outlet, a swirl chamber concentrically mounted in the housing, connected with a housing cavity by tangential channels in the side wall and an opening in its cover, arranged coaxially with the housing outlet, and mounted in the cover opening with the possibility of axial movement relative to swirl chamber spring-loaded sleeve, characterized in that the tangential channels in the side wall of the swirl chamber are equipped with coaxially mounted nozzles.