РАСПЫЛИТЕЛЬ С ПОРИСТЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Полезная модель относится к области распыления жидкостей и может быть использована в химической, металлургической, лакокрасочной промышленности, в частности, при распыливании воды, топлив, дезинфицирующих составов и т.п.
Известно устройство по авторскому свидетельству СССР №738679 «Центробежный распылитель», содержащее корпус, размещенный в нем диспергатор с диспергирующим элементом и патрубки для подвода и отвода компонентов, при этом с целью упрощения конструкции распылителя и интенсификации процесса массообмена за счет повышения степени дисперсности распыла, диспергирующий элемент выполнен из абразивного материала с зернистостью составляющих его абразивных порошков от одного до двух тысяч пятисот микрон.
Недостатком известного устройства по авторскому свидетельству СССР №738679 является недостаточная эффективность диспергирования, так как дисперсность капель определяется зернистостью абразивного материала, из которого выполнен патрубок.
Известно устройство по авторскому свидетельству СССР №937031 «Центробежный распылитель», принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее диспергирующий пористый элемент в виде полого тела вращения, расположенные по его торцам крышки, одна из которых соединена с приводом вращения, и патрубок подачи жидкости, при этом с целью повышения эффективности распыления загрязненной жидкости и упрощения конструкции, вторая крышка соединена с патрубком подачи жидкости и расположена с зазором к торцу пористого элемента, при этом выходной конец патрубка размещен в полости пористого элемента с зазором к его внутренним стенкам.
Недостатком известного устройства по авторскому свидетельству СССР №937031 является низкая эффективность диспергирования жидкости, так как наличие зазора между второй крышкой и торцом пористого элемента приводит к образованию крупных капель.
Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача получения капель высокой дисперсности (капель малых размеров).
Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается за счет того, что распылитель с пористым элементом содержит корпус с осью симметрии, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг оси симметрии патрубок с каналом для подачи жидкости, при этом с одной стороны корпуса на патрубке установлен пористый элемент в виде тела вращения с внутренней полостью, сообщающейся с каналом для подачи жидкости в патрубке, в корпусе выполнена охватывающая патрубок коллекторная полость, в корпусе выполнено соединенное с коллекторной полостью отверстие для подачи газа, на корпусе расположено охватывающее пористый элемент по крайней мере одно сопло, соединенное с коллекторной полостью.
На корпусе может быть расположено охватывающее пористый элемент сопло в виде кольцевой щели.
На корпусе могут быть расположены охватывающие пористый элемент сопла в виде цилиндрических отверстий.
На корпусе могут быть расположены охватывающие пористый элемент сопла в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа.
Заявленная полезная модель отличается от известного технического решения по авторскому свидетельству СССР №937031 тем, что с одной стороны корпуса на патрубке установлен пористый элемент в виде тела вращения с внутренней полостью, сообщающейся с каналом для подачи жидкости в патрубке, в корпусе выполнена охватывающая патрубок коллекторная полость, в корпусе выполнено соединенное с коллекторной полостью отверстие для подачи газа, на корпусе расположено охватывающее пористый элемент по крайней мере одно сопло, соединенное с коллекторной полостью.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило получение капель высокой дисперсности.
На фиг.1 представлен продольный разрез распылителя с пористым элементом, расположено сопло в виде кольцевой щели.
На фиг.2 представлен вид на распылитель по стрелке А фиг.1.
На фиг.3 представлен продольный разрез распылителя с пористым элементом, расположено шесть дозвуковых сопел в виде цилиндрических отверстий.
На фиг.4 представлен вид на распылитель по стрелке А фиг.3.
На фиг.5 представлен продольный разрез распылителя с пористым элементом, расположено шесть сверхзвуковых сопел в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа.
На фиг.6 представлен вид на распылитель по стрелке А фиг.5.
Распылитель с пористым элементом (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с осью 2 симметрии, установленный в корпусе 1 с возможностью вращения вокруг оси 2 симметрии патрубок 3 с каналом 4 для подачи жидкости, при этом с одной стороны корпуса 1 на патрубке 3 установлен пористый элемент 5 в виде тела вращения с внутренней полостью 6, сообщающейся с каналом 4 для подачи жидкости в патрубке 3, в корпусе 1 выполнена охватывающая патрубок 3 коллекторная полость 7, в корпусе 1 выполнено соединенное с коллекторной полостью 7 отверстие 8 для подачи газа, на корпусе 1 расположено охватывающее пористый элемент 5 по крайней мере одно сопло 9, соединенное с коллекторной полостью 7.
Распылитель с пористым элементом работает следующим образом. Жидкость подают во внутреннюю полость 6 пористого элемента 5 по каналу 4 в патрубке 3. Пористый элемент 5 изготавливают из порошков спеканием, из вспененных пластмасс, из различных перфорированных материалов. Патрубок 3 имеет возможность вращения вокруг оси 2 симметрии корпуса 1. Под действием центробежной силы жидкость из внутренней полости 6 устремляется к пористому элементу 5. Проникая в поры пористого элемента 5, жидкость разделяется на множество отдельных струй, которые движутся от оси 2 симметрии корпуса 1 в радиальном направлении. Струи жидкости истекают из пор пористого элемента 5 и распадаются на множество мельчайших капель. Дисперсность капель определяется диаметром пор в пористом элементе 5 и скоростью вращения со патрубка 3. Газ подают через выполненное в корпусе 1 отверстие 8 в коллекторную полость 7. Распределяясь в коллекторной полости 7, газ истекает через сопла 9, охватывающие вращающийся патрубок 3 с пористым элементом 5. Образовавшиеся при истечении из пористого элемента 5 капли жидкости попадают в поток газа, истекающий из сопел 9. В потоке газа капли дробятся на более мелкие, что значительно повышает дисперсность капель. Дисперсность капель зависит от следующих параметров: скорость вращения ω патрубка 3, размер пор в пористом элементе 5, скорость истечения газа из сопел 9, соотношение объемного расхода жидкости и газа. Для увеличения дисперсности капель следующие параметры должны увеличиваться: скорость вращения ω патрубка 3, скорость истечения газа из сопел 9, расход газа; размер пор в пористом элементе 5 должен уменьшатся. Увеличивая скорость истечения газа из сопел 9, можно значительно повысить дисперсность капель при постоянном расходе газа. При дозвуковых скоростях истечения газа сопло 9 выполняют в виде кольцевой щели (фиг.1, 2), также сопла 9 выполняют в виде цилиндрических отверстий (фиг.3, 4). При сверхзвуковых скоростях истечения сопла 9 выполняют в виде сопла Лаваля или в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа (фиг.5, 6). При сверхзвуковой скорости истечения газа возникают скачки уплотнения. Вылетевшие из пористого элемента 5 капли, попадая на скачок уплотнения, подвергаются интенсивному силовому воздействию и распадаются на множество мельчайших капель. Поэтому применение сверхзвуковых сопел 9 позволяет резко повысить дисперсность капель.
Полезная модель позволила получить технический результат, а именно, обеспечила получение капель высокой дисперсности.