ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА ВНЕШНЕГО СМЕШЕНИЯ

Полезная модель относится к технике распыления жидкости и может применяться для распыления жидких агрессивных химических растворов в распылительных сушилках.
Диспергирование жидкости сжатым воздухом может быть использовано в тепло-массообменных аппаратах, например сушилках, испарителях и при обеспыливании. В многочисленных вариантах конструкций пневматических форсунок, основанных на процессе взаимодействия между газовым и жидкостным потоком, должны быть обеспечены приемлемые параметры распыливаемой жидкости при минимальной подводимой энергии распыливающего агента.
Опытная эксплуатация пневматических форсунок для диспергирования вязкой и быстро карамелизующейся жидкости, обладающей сильными коррозийными свойствами доказала, что она создает неоднородность распыла из-за неравномерности кольцевых зазоров для распыла жидкости и распределения сжатого воздуха. После каждого обслуживания необходимо точно выставлять указанные зазоры, кольцевая щель для распыла жидкости требует особой точности установки по всему периметру. Особую сложность настройки требуют форсунки для малотоннажных сушилок производительностью до 150 л/час.
Известна пневматическая форсунка (RU №2015347, кл. E21F 5/04, В05В 7/06, 1994 г.), включающая корпус с патрубком для подачи сжатого воздуха, трубу для подачи жидкости с эластичным кольцом на наружной поверхности для регулировки формы воздушного сопла, втулку в торцевой части и распяливающий насадок. Последний имеет форму усеченного конуса и установлен в трубе для подачи жидкости на регулировочной пружине.
Недостатком такой форсунки является низкая стабильность подачи вязкой жидкости за счет не жесткого удержания кольцевидного щелевого зазора между втулкой и подпружиненным клапаном, что вызывает плохое дробление вязкой карамелизующейся жидкости, а агрессивная среда быстро выводит из строя пружину.
Наиболее близкой по технической сущности является пневматическая форсунка (Д.Г.Пажи, А.А.Корягин, Э.Л.Ламм. Распыливающие устройства в химической промышленности; Москва, «Химия», 1975, стр.125), представляющая собой корпус с центральной трубкой. На корпусе смонтирован наконечник. В центральную трубку ввернута коническая втулка с перфорированными стенками, на которой укреплен дефлектор. Штуцер для подвода распыляющего воздуха расположен относительно корпуса тангенциально. Величина кольцевого зазора между конической втулкой и наконечником регулируется осевым перемещением центральной трубки, которая фиксируется и центрируется винтами. Жидкость подается в центральную трубку и вытекает через отверстия конической втулки. Сжатый воздух подается в корпус и, выходя с большой скоростью из сопла, образованного кольцевым зазором между наконечником и конической втулкой, распыляет жидкость.
Недостатком данной форсунки является затруднение при распылении вязких жидкостей, получение неоднородности распыла жидкости вследствие забивания отверстий в конической втулке. Как результат, необходима частая чистка форсунки, что ведет к понижению производительности сушилки из-за ее простоя. Также недостатком является сложность в выставлении правильного зазора между конической втулкой и наконечником при сборке форсунки, что также ведет к потере производительности.
Задачей полезной модели является создание пневматической форсунки обеспечивающей возможность стабильного распыления вязких жидкостей с использованием специальных наплывов, позволяющих выдерживать кольцевой зазор необходимых размеров и производить обслуживание форсунки без последующей выверки зазора.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение однородности распыла, повышение надежности эксплуатации и сокращение времени на обслуживание и сборку распыляющего устройства форсунки.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что пневматическая форсунка, содержит корпус с центральной трубкой, которая фиксируется и центрируется винтами, съемный диск, штуцер для подвода распыляющего воздуха, расположенный относительно корпуса тангенциально, сопло для истечения жидкости. Согласно полезной модели пневматическая форсунка дополнительно снабжена дефлектором, закрепленного в нижней части центральной трубки, который выполнен в виде усеченного конуса, на внешней боковой поверхности, по всей его длине, образованы три наплыва, расположенные на равном расстоянии друг друга, толщина которых соответствует от 0,5÷1,0 зазора, образованного между дефлектором и соплом. Кроме того, центральная трубка выполнена из сборно-разборных элементов. Причем наплывы на сопле образованы на его внутренней поверхности.
При толщине наплыва меньше 0,5 размера зазора происходит быстрое истирание наплыва, что приводит к смещению дефлектора относительно сопла. При толщине наплыва больше 1,0 зазора происходит разрыв струи, что вызывает неравномерность диспергирования вязкой и быстро карамелизующейся жидкости.
Установка наплывов на дефлекторе или на внутренней поверхности отверстия сопла обеспечивает равномерность зазора между соплом и дефлектором, что в свою очередь обеспечивает равномерность распыла вязкой жидкости.
Выполнение центральной трубки в разборном виде облегчает сборку, чистку форсунки, а также, обеспечивает установку требуемого зазора для выхода сжатого воздуха между соплом и корпусом.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 - продольный разрез форсунки; фиг.2 - вид сверху на форсунку; фиг.3 - вставка; фиг.4 - поперечный разрез вставки; фиг.5 - сопло; фиг.6 - вид снизу на сопло.
Пневматическая форсунка содержит корпус 1 с центральной трубкой 2, состоящей из основания 3, промежуточной части 4, сопла 5, которая фиксируется и центрируется установочными винтами 6. Тангенциально относительно корпуса 1 расположен съемный диск 7 и штуцер 8 для подвода распыляющего воздуха. Сверху корпус 1 закрыт крышкой 9, которая прикручивается к нему болтами 10. Также пневматическая форсунка снабжена дефлектором 11 в виде усеченного конуса с тремя наплывами 12 на ее конической поверхности. Дефлектор 11 фиксируется в промежуточной части 4 центральной трубки 2. Основание 3 трубки 2 фиксируется на крышке 9 с помощью стопорной гайки 14.
Форсунка работает следующим образом. В корпус 1 тангенциально, для создания закручивающего эффекта, подается сжатый воздух через штуцер 8. Вязкая жидкость через основание 3 и промежуточную часть 4 поступает в сопло 5 и выходит, распыляясь из кольцевого зазора 15, образованного дефлектором 11 и отверстием сопла 5. Распыляемая жидкость, смешиваясь со сжатым воздухом, выходящим из кольцевого зазора 15 между выходным отверстием корпуса 1 и соплом 5, образуют факел дисперсной среды в форме кольца, включающий мелкие капли. Размер факела можно регулировать, перемещая сопло 5 вдоль вертикальной оси форсунки или заменяя съемный диск 7. Положение сопла 5 фиксируется тремя установочными винтами 6, расположенными на одинаковом расстоянии относительно друг друга.
Для истечения вязких жидкостей экспериментально определено, что форма и размер факела должны быть в виде кольца, это играет решающую роль для обеспечения высокой дисперсности распыляемой вязкой жидкости.
Наплывы 12, расположенные как на внутренней поверхности сопла 5, так и на внешней поверхности дефлектора 11, позволяют при сборке распыляющего устройства строго ориентировать их в соответствии с необходимым кольцевым зазором 15 без последующих действий для его калибровки. При обслуживании форсунки, отпадает необходимость производить калибровку и выставления необходимого кольцевого зазора 15, что существенно сокращает регламентные работы и повышает производительность сушильных установок. Размер наплывов 12 не должны влиять на форму факела и производить разрыв струи жидкости, а также обладать необходимой жесткостью исключающей быстрый их износ при регламентном обслуживании и сборки.
Для получения стабильного кольцевого зазора на вставке 11 или на внутренней поверхности сопла 5 выполнены наплывы 12 (фиг.3), толщина h=(0,5÷1,0) S между дефлектором и соплом, а размер кольцевого зазора для воздуха выставляется тремя установочными винтами.
Предлагаемая форсунка предназначена для диспергирования вязких жидкостей в малотонажных распылительных сушилках. В настоящее время форсунка находится на стадии опытно-лабораторных испытаний.