ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к механическим устройствам для монодисперсного распыливания загрязненных жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности в качестве распыливающего устройства тепломассообменных аппаратов, аппаратов для охлаждения и очистки газов, пылеулавливания и испарительного охлаждения, а также в процессах грануляции, сушки и т.д.
Известен центробежный распылитель, содержащий вращающуюся на приводном валу распределительную чашу с набором распыливающих концентрично установленных усеченных конусов и средство регулирования расхода жидкости (см. а.с. №797784, Кл. В05В 3/12, 1984). Указанное устройство относится к многоярусным чашечным распылителям и предлагается для работы с загрязненными жидкостями.
Основным недостатком такого устройства является узкий неравномерный факел распыла с высокой степенью полидисперсности (см. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. - М.: Химия, 1979, стр. 137). Кроме того, формирование распыливающей поверхности путем набора нескольких конусовидных чаш со сложными элементами крепления между собой, а также использование системы рычагов и шарниров для регулирования расхода жидкости путем изменения ширины зазоров между чашами обуславливает сложность конструкции и низкую надежность работы распылителя.
Известен центробежный распылитель, содержащий вращающийся на приводном валу проницаемый корпус в виде пакета дисков, выполненных из упругого сетчатого материала, и соединенных в пакет болтами. Регулирование расхода жидкости и дисперсности распыла предусматривается путем изменения формы и размеров ячеек сеточного материала при сжатии дисков болтами (см. а.с. №501770, Кл. В05В 1/08, 1976).
Однако использование слоев сетки в качестве материала корпуса распылителя приводит к засорению ячеек по глубине и высоте дисков, особенно интенсивному при работе устройства с жидкостями, загрязненными механическими примесями. В результате не только увеличивается степень полидисперсности капель и ухудшается однородность факела по высоте, но чаще всего распылитель быстро становится полностью неработоспособным.
Очистка сетчатых или поролоновых дисков от скопившегося в ячейках загрязнителя требует существенных затрат времени, связанных с разборкой корпуса распылителя на большое число отдельных дисков, их тщательную промывку в лотках. При частых процедурах это также приводит к деформации дисков, нарушениям концентричности упаковки и, соответственно, к биениям при вращении распылителя и увеличения степени полидисперсности распыла. Проблемы с биениями сильнее проявляются при увеличении диаметра и высоты распылителя и не позволяют применять данную конструкцию в высокоинтенсивных аппаратах, в которых требуется получение объемного монодисперсного факела распыленной жидкости большой высоты со стабильными характеристиками.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому распылителю является устройство, содержащее вращающийся на приводном валу проницаемый корпус в виде пакета жестких дисков с радиально установленными в зазорах между ними каплеобразующими элементами, выполненными в виде гибких упругих смачиваемых нитей, а также верхнюю и нижнюю крышки и патрубок для подвода жидкости (см. патент №2042438 (Россия). Механический распылитель. Р.Г. Сафиуллин, А.А. Колесник, В.Н. Посохин, Н.А. Николаев. Опубл. в Б.И. №24, 1995).
Основным недостатком данного устройства является его непригодность для распыливания жидкостей, загрязненных крупными механическими примесями. Посторонние включения (песок, кусочки ржавчины, окалины и т.п.) закупоривают проходные зазоры между дисками и основаниями нитей. Процесс распыливания при засорении затрудняется или прекращается, что требует остановок для прочистки устройства.
Очистка распылителя от скопившегося в его внутренней полости загрязнителя сложна и требует затрат на полную разборку корпуса из дисков и их промывку. Обратный монтаж также сложен, так как требует тщательной установки между дисками каплеобразующих элементов в радиальном направлении и определенными интервалами один от другого. Это необходимо для обеспечения устойчивого подвода жидкости к рабочей кромке распылителя и ее последующего монодисперсного распыла с каплеобразующих элементов.
Целью полезной модели является упрощение монтажа и очистки распылителя с каплеобразующими элементами при работе с загрязненными жидкостями при обеспечении монодисперсности факела распыла.
Технический результат - повышение эффективности распыливания за счет обеспечения монодисперсности факела распыла в широком диапазоне изменения расхода жидкости при работе с загрязненными жидкостями.
Поставленная цель достигается тем, что в распылителе, содержащем вращающийся на приводном валу проницаемый цилиндрический корпус с установленными в его зазорах каплеобразующими элементами в виде гибких упругих смачиваемых нитей, патрубок подвода жидкости, верхнюю и нижнюю крышки, согласно полезной модели корпус выполнен в виде пружины, сжатой между крышками с помощью регулирующих болтов, а основания нитей жестко закреплены в зазорах спирального вкладыша, имеющего одинаковые с корпусом количество витков и диаметр проволоки.
На фиг.1 изображен предлагаемый распылитель, поперечный разрез. На фиг.2 показаны режимы каплеобразования на нитях при работе распылителя.
Центробежный распылитель содержит приводной вал 1, установленный на нем проницаемый корпус из сжатой цилиндрической пружины 2 с установленными в зазорах между ее спиралями каплеобразующими элементами в виде гибких упругих смачиваемых нитей 3. Основание каждой нити 3 жестко закреплено в зазорах спирального вкладыша 4, размещенного по оси распылителя и имеющего одинаковое с пружиной 2 количество витков и диаметр проволоки. Кроме того, распылитель содержит патрубок 5 для подвода жидкости, верхнюю 6 и нижнюю 7 крышки. Усилие сжатия пружины 2 крышками 6 и 7 и, соответственно, регулирование величины зазора между витками пружины 2 и расхода жидкости на распыливание, обеспечивается болтами 8.
Распылитель работает следующим образом. Жидкость через патрубок 5 под давлением поступает в центральную полость вращающегося распылителя, образованную верхней 6, нижней 7 крышками и пружиной 2. Под действием центробежной силы жидкость выталкивается через зазоры между витками пружины 2 на ее внешнюю поверхность и сбрасывается с нитей 3 в виде одноразмерных капель.
В зависимости от скорости вращения и расхода жидкости, который может регулироваться как от сети питания, так и изменением зазоров между витками пружины 2, в работе распылителя возможны три режима монодисперсного распыления, аналогичные известным из прототипа, а именно: режим «основных капель» с получением капель крупного размера; режим «вторичных капель» или «струйный» с распадом на одноразмерные капли тонких жидких струй, формирующихся на каплеобразующих элементах, а также, режим «тонкодисперсного» распыливания (фиг.2). В первых двух режимах образующиеся при распаде жидких перемычек мелкие капли-спутники удерживаются на поверхности гибких упругих нитей, принимающих при вращении распылителя форму, соответствующую траекториям капель (дуги спиралей или эвольвенты круга), чем достигается получение практически монодисперсного факела распыла.
Расход жидкости на распыливание устанавливается за счет изменения степени сжатия пружины 2 болтами 8. Благодаря жесткому закреплению оснований нитей 3 в зазорах дополнительного спирального вкладыша 4, имеющего одинаковое с пружиной корпуса 3 число витков и диаметр проволоки, не нарушается радиальное расположение каплеобразующих нитей 3 при изменении степени сжатия пружины 2 и обеспечивается постоянство интервалов между ними. Это значительно упрощает процедуру очистки распылителя от осевшего в его внутренней полости загрязнителя, которая может заключаться лишь в промывке распылителя в разжатом состоянии пружины 2 без его разборки.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет получать практически монодисперсный распыл в широком диапазоне изменения расхода жидкости. Конструкция распылителя дает возможность работать с жидкостями, содержащими механические примеси, позволяет сократить затраты на монтаж и очистку от загрязнителя.