RU2534808C1

RU2534808C1 - Centrifugal fluid sprayer

Info

Publication number: RU2534808C1
Application number: RU2013122499/05A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Зайцев; Антон Евгеньевич Лебедев; Валерий Владимирович Власов; Илья Олегович Кузьмин
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-12-10
Also published as: RU2013122499A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: centrifugal fluid sprayer includes loading device, spray nozzle, on its lateral surface the holes located in horizontal rows are made. Shaft of the spraying nozzle is installed with eccentricity relatively to the axis of symmetry, between the horizontal rows of holes the holes with lesser dimension and square section are made, and counterbalances are installed in top and bottom parts of the spraying nozzle.

EFFECT: simple design of centrifugal fluid sprayer allows obtaining monodisperse high-quality spraying with uniform drop distribution across the section of the device.

Description

Предлагаемое изобретение предназначено для распыления жидкостей в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Наиболее целесообразно использование центробежного распылителя жидкости при проведении процесса высушивания растворов, при организации реакционных и массообменных процессов.The present invention is intended for spraying liquids in the chemical, food and other industries. The most appropriate use of a centrifugal liquid atomizer when carrying out the process of drying solutions, when organizing reaction and mass transfer processes.

Известен центробежный распылитель, содержащий устройства загрузки, распылительную насадку с внутренней камерой, в которой с помощью фланцев закреплены сменные сопловые трубки с цилиндрическими каналами. В распылительной насадке закреплены, по крайней мере, три радиальные цилиндрические сменные сопловые трубки, во внутреннюю полость которых вставлены спиральные стержни с возможностью вращения вокруг своей оси за счет подшипниковых опор, расположенных по обоим концам спиральных стержней и закрепленных во внутренней полости трубок [Патент РФ №2334168].A centrifugal atomizer is known comprising loading devices, a spray nozzle with an internal chamber, in which replaceable nozzle tubes with cylindrical channels are fixed using flanges. At least three radial cylindrical interchangeable nozzle tubes are fixed in the spray nozzle, spiral rods inserted into the inner cavity of which are rotatable around its axis due to bearing bearings located at both ends of the spiral rods and fixed in the inner cavity of the tubes [RF Patent No. 2334168].

К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в аппарате.The disadvantages of this centrifugal atomizer include the complexity of the design, low spray quality and uneven distribution of bulk density of droplets in the apparatus.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный распылитель [Патент РФ №2473011], содержащий устройство загрузки, распылительную насадку, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами. Распылительная насадка в поперечном сечении имеет эллиптическую форму, а диаметр отверстий на поверхности распылительной насадки увеличивается пропорционально возрастанию расстояния от ее оси вращения.Closest to the proposed invention is a centrifugal atomizer [RF Patent No. 2473011], containing a loading device, a spray nozzle, on the side surface of which holes are made, arranged in horizontal rows. The spray nozzle is elliptical in cross section, and the diameter of the holes on the surface of the spray nozzle increases in proportion to the increase in distance from its axis of rotation.

К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель по высоте орошаемой зоны.The disadvantages of this centrifugal sprayer include the complexity of the design, low spray quality and uneven distribution of bulk density of the droplets along the height of the irrigated zone.

Задачей данного изобретения является создание центробежного распылителя жидкости, имеющего высокое качество распыла, позволяющего получить разреженный поток с равномерным распределением объемной плотности капель в аппарате для задач химической и других отраслей промышленности.The objective of the invention is to provide a centrifugal liquid atomizer having a high spray quality, allowing to obtain a rarefied stream with a uniform distribution of bulk density of droplets in the apparatus for the tasks of chemical and other industries.

Поставленная задача достигается тем, что в центробежном распылителе жидкости, содержащем устройство загрузки, распылительную насадку, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, расположенные горизонтальными рядами, вал распылительной насадки установлен с эксцентриситетом относительно оси симметрии, между горизонтальными рядами отверстий выполнены отверстия меньшего размера квадратного сечения, а в верхней и нижней частях распылительной насадки размещены противовесы.The problem is achieved in that in a centrifugal liquid spray containing a loading device, a spray nozzle, on the side surface of which holes are arranged in horizontal rows, the spray nozzle shaft is eccentric about the axis of symmetry, holes of smaller square cross-section are made between the horizontal rows of holes, and counterweights are placed at the top and bottom of the spray nozzle.

На фиг.1 изображен центробежный распылитель жидкости.Figure 1 shows a centrifugal atomizer of liquid.

На фиг.2 показана распылительная насадка 1 в масштабе 2:1.2 shows a spray nozzle 1 at a 2: 1 scale.

На фиг.3 схематично изображено распределение жидкости во внутреннем объеме распылительной насадки.Figure 3 schematically shows the distribution of fluid in the internal volume of the spray nozzle.

Центробежный распылитель жидкости содержит распылительную насадку 1, устройство загрузки 2, отверстия 3 и 4, расположенные горизонтальными рядами. Вращение распылительной насадки производится от привода 5. Для снижения инерционной нагрузки, вызванной смещением оси вращения насадки (эксцентриситета) установлены противовесы 6.The centrifugal liquid atomizer contains a spray nozzle 1, a loading device 2, openings 3 and 4 arranged in horizontal rows. The rotation of the spray nozzle is made from the drive 5. To reduce the inertial load caused by the displacement of the axis of rotation of the nozzle (eccentricity), counterweights 6 are installed.

Центробежный распылитель работает следующим образом.Centrifugal atomizer operates as follows.

Подлежащая распылению жидкость или раствор поступает из устройства загрузки 2 во внутреннюю полость распылительной насадки 1, вращающейся от привода 5. Под действием центробежных сил жидкость поднимается по ее внутренней стенке, проходит через отверстия 3 и 4 в боковой поверхности и распыляется.The liquid or solution to be sprayed flows from the loading device 2 into the internal cavity of the spray nozzle 1, which rotates from the actuator 5. Under the action of centrifugal forces, the liquid rises along its inner wall, passes through holes 3 and 4 in the side surface and is sprayed.

С целью получения равномерного распределения концентрации жидкой фазы по длине орошаемой зоны (расстояния от оси вращения) распылительная насадка установлена с эксцентриситетом. При таком исполнении распылительной насадки толщина столба жидкости в ней увеличивается пропорционально расстоянию от оси вращения.In order to obtain a uniform distribution of the concentration of the liquid phase along the length of the irrigated zone (distance from the axis of rotation), the spray nozzle is installed with an eccentricity. With this design of the spray nozzle, the thickness of the liquid column in it increases in proportion to the distance from the axis of rotation.

С ростом толщины жидкостного столба, а следовательно и давления жидкости на стенку, скорость истечения жидкости из отверстий повышается, что приводит к возрастанию дальности полета струй и образованных при их распаде капель.With an increase in the thickness of the liquid column and, consequently, of the pressure of the liquid on the wall, the rate of flow of liquid from the holes increases, which leads to an increase in the range of the jets and droplets formed during their decay.

Таким образом, частицы жидкости, вылетающие из отверстий наименее удаленных от центра распылительной насадки, движутся ближе к оси распылительной камеры, чем капли струй, вылетающих из отверстий, находящихся на большем удалении.Thus, liquid particles emanating from openings least distant from the center of the spray nozzle move closer to the axis of the spray chamber than droplets of jets emanating from openings located at a greater distance.

Для получения равномерного распределения объемной плотности капель по высоте орошаемой зоны между горизонтальными рядами отверстий размещены отверстия меньшего размера квадратного сечения, обеспечивающие заполнение «пустых» участков между потоками капель, вытекающими из отверстий 3.To obtain a uniform distribution of the bulk density of the droplets along the height of the irrigated zone between the horizontal rows of holes, holes of a smaller square section are placed, which ensure the filling of "empty" sections between the streams of drops flowing from the holes 3.

Наличие таких областей обусловлено тем, что при истечении жидкости из отверстий 3 сформированные факелы имеют в сечении нормальный закон распределения, при этом по краям потоков наблюдается образование зон с пониженным содержанием капель.The presence of such regions is due to the fact that when the liquid flows out of the holes 3, the formed flares have a normal distribution law in cross section, and formation of zones with a reduced droplet content is observed at the edges of the flows.

Квадратная форма отверстий 4 позволяет получить разреженные потоки, структура которых наиболее полно позволяет выровнять концентрацию частиц в общем потоке.The square shape of the holes 4 allows you to get rarefied streams, the structure of which most fully allows you to even out the concentration of particles in the total stream.

Достижение равномерного распределения объемной плотности (концентрации) частиц приведет к повышению эффективности массотеплообменных процессов и снижению энергозатрат.Achieving a uniform distribution of bulk density (concentration) of particles will increase the efficiency of heat and mass transfer processes and reduce energy consumption.

Данный центробежный распылитель жидкости при простой конструкции позволяет получить распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.This centrifugal liquid sprayer with a simple design allows you to get a high-quality spray with a uniform distribution of droplets over the cross section of the apparatus.

Claims

A centrifugal liquid sprayer containing a loading device, a spray nozzle, on the lateral surface of which holes are arranged in horizontal rows, characterized in that the spray nozzle shaft is eccentric about the axis of symmetry, holes of smaller square cross-section are made between the horizontal rows of holes, and in the upper and the lower parts of the spray nozzle are equipped with counterweights.