ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ
CENTRIFUGAL FLUID SPRAYER

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.
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].
К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель в аппарате.
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.
К недостаткам данного центробежного распылителя следует отнести сложность конструкции, невысокое качество распыла и неравномерность распределения объемной плотности капель по высоте орошаемой зоны.
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.
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.
На фиг.1 изображен центробежный распылитель жидкости.
На фиг.2 показана распылительная насадка 1 в масштабе 2:1.
На фиг.3 схематично изображено распределение жидкости во внутреннем объеме распылительной насадки.
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.
Центробежный распылитель работает следующим образом.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Квадратная форма отверстий 4 позволяет получить разреженные потоки, структура которых наиболее полно позволяет выровнять концентрацию частиц в общем потоке.
Достижение равномерного распределения объемной плотности (концентрации) частиц приведет к повышению эффективности массотеплообменных процессов и снижению энергозатрат.
Данный центробежный распылитель жидкости при простой конструкции позволяет получить распыл высокого качества с равномерным распределением капель по сечению аппарата.