РАСПЫЛИТЕЛЬ ДИСКОВЫЙ
DISC-TYPE SPRAYER

Изобретение относится к центробежным распылителям, применяемым в химической и других отраслях промышленности для процессов, связанных с переработкой суспензий, растворов и эмульсий.
Известен центробежный распылитель жидкости по а.с. СССР №154177, F26B 3/12, 1961 г., который представляет собой быстровращающийся диск и цилиндр с внутренними каналами различной формы (прототип).
Недостатком такого распылителя является то, что получение тонкодисперсных распылов (капель диаметром 50…200 мкм) посредством таких распылителей сопряжено со значительными энергозатратами (около 15 кВт на 1 т жидкости) и необходимостью использования сложных и дорогостоящих приводных механизмов, так как он имеет большое лобовое сопротивление, обусловленное отрывом пограничного слоя и вихреобразованием при обтекании цилиндрических сопловых вставок. Другими существенными недостатками соплового распылителя являются высокая степень полидисперсности получаемого распыла и малый смоченный периметр каналов.
Технический результат - повышение эффективности распыла и снижение энергозатрат.
Это достигается тем, что в распылителе дисковом, содержащем корпус с внутренней камерой, в которой закреплены сопла, каждое из сопел содержит полый цилиндрический корпус, который состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода, подводящего жидкость, конической переходной части и цилиндрической части с большим размером диаметрального сечения, и с внутренней резьбовой поверхностью, а соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью корпуса, при этом цилиндрическая поверхность сопла переходит в коническую поверхность и замыкается торцевой, перпендикулярной оси корпуса, глухой перегородкой с жиклером в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке сопла, при этом корпус и сопло образуют три соосные между собой внутренние цилиндрические камеры, а на сопле со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов для прохода жидкости и горизонтальных каналов, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера, при этом парные каналы расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса, а коническая боковая поверхность сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.
На фиг.1 изображен общий вид предложенного распылителя, на фиг.2 - схема сопла.
Распылитель дисковый (фиг.1) имеет полый корпус 1 с крышкой 2, имеющей центральное отверстие 3 для подачи жидкости. Корпус 1 жестко соединен с валом 4, ось которого расположена перпендикулярно оси, соединяющей, по крайней мере, три радиальных сопла 5, которые закреплены на боковой поверхности корпуса 1.
Каждое из сопел 5 (фиг.2) содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 6 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, конической переходной части 7 и цилиндрической части 8 с большим размером диаметрального сечения с внутренней резьбовой поверхностью.
Соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью 11 с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью 8 корпуса. Цилиндрическая поверхность 11 сопла переходит в коническую поверхность 9 и замыкается торцевой, перпендикулярной оси корпуса, глухой перегородкой 10 с жиклером 15 в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке 10 сопла.
Корпус и сопло образуют три соосные между собой внутренние цилиндрические камеры. Камера 12 служит для подвода жидкости, камера 13 является расширительной камерой, камера 14 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления.
На сопле со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 17 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 16, которые пересекаются на конической боковой поверхности 9 сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. При этом вертикальные каналы 17 соединены с полостью расширительной камеры 13, а горизонтальные каналы 16 - с полостью нагнетательной камеры 14. Парные каналы 16 и 17 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 9 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.
Распылитель дисковый работает следующим образом.
Рабочая жидкость через центральное отверстие 3 в крышке 2 подается во внутреннюю полость корпуса 1, где распределяется под действием центробежной силы кольцевым слоем по его боковой поверхности, равномерно создавая давление во всех радиальных соплах 5. При вращении жидкостного кольца создается давление, благодаря которому жидкость преодолевает местное сопротивление входа и поступает во внутреннюю полость сопел 5.
При подаче жидкости в корпус каждого из сопел 5 под действием перепада давления в каналах 16 и 17 образуются встречные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным отверстиям жиклеров, образованных этими каналами. После столкновения потоков жидкости в каналах 16 и 17 и истечения через выходные отверстия жиклеров происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол, в диапазоне от 45 до 60°, в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под жиклером 15 в глухой перегородке 10 сопла 5. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.
При среднем диаметре дроссельного отверстия 8, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Распылитель прост в изготовлении и обслуживании.
Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известными позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения вала 4 приводного механизма корпуса 1 и за счет этого упростить его конструкцию и повысить надежность, не менее чем в 2 раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.