РАЗБРЫЗГИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов абсорбции, пылегазоочистки, увлажнения, охлаждения газов, и может быть использована в химической, нефтехимической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности.
Угол факела разбрызгивания устройства является важным фактором, влияющим на эффективность процессов. Достижение развитого (максимального объема) факела разбрызгивания обуславливает большую поверхность контакта фаз, что увеличивает эффективность проводимых физико-химических процессов.
Известно разбрызгивающее устройство, содержащее патрубок для подвода воды и соединенный с ним стойками отражатель, выполненный в виде конуса с вершиной, обращенной в сторону патрубка, снабженный порогами разной высоты, которые размещены по образующим конуса в шахматном порядке по концентрическим окружностям, и отверстиями, примыкающими к порогам [патент RU 73808, B05B 1/26, 2007]. Отверстия выполнены перед порогами по ходу подачи воды.
Недостатками устройства являются  малый угол разбрызгивания жидкости и сложность конструкции.
Известно универсальное разбрызгивающее устройство, содержащее подводящий патрубок с прилегающими к нему ребрами и примыкающий к ребрам обтекаемый отражатель с порогами [патент RU 57150, B05B 1/26, 2006]. Обтекаемый отражатель выполнен из установленных друг  в друге соосно и с зазором конических тарелок в виде усеченных конусов, торцы малых оснований которых, кроме наружной конической тарелки жестко соединены с ребрами, установленными в подводящем патрубке, и соединены с ним.
Недостатками данного устройства являются небольшой угол разбрызгивания жидкости, сложность конструкции и повышенная металлоемкость.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является разбрызгивающее устройство, содержащее патрубок для входа жидкости, корпус, выполненный в виде конуса, опоры и пластины, установлены на расстоянии друг от друга, на внешней стороне опор, обращенной к потоку жидкости [патент RU 89000, B05B 1/26, 2009]. Между поверхностью корпуса, опорами и пластинами имеется пространство для прохода жидкости, а углы между направляющей конуса и опорами уменьшаются, т.е. угол между направляющей конуса и опорами каждой последующей опоры меньше угла предыдущей.
Недостатком устройства является малый факел разбрызгивания жидкости у основания конуса.
Технической проблемой является разработка устройства с широким углом факела разбрызгивания жидкости, обеспечивающего формирование капельного слоя вокруг всего устройства.
Технический результат достигается разбрызгивающим устройством, содержащим патрубок для подвода воды и соединенный с ним стойками отражатель, выполненный в виде конуса с вершиной, обращенной в сторону патрубка, и снабженный опорами, размещенными по образующим конуса в шахматном порядке по концентрическим окружностям, при этом опоры установлены под углом к образующей конуса, а угол наклона между направляющей конуса и опорами для каждого последующего ряда опор меньше угла наклона предыдущего. На внешней стороне опор, обращенной к потоку жидкости, установлены пластины, причем между поверхностью конуса, опорами и пластинами имеется пространство для прохода жидкости. На основании конуса имеется кольцеобразный выступ.
Техническим результатом является широкий угол факела разбрызгивания жидкости, который обеспечивает формирование капельного слоя вокруг всего устройства, достигаемый за счет кольцеобразного выступа в основании конусного отражателя.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-2, на которых изображены
на фиг. 1 - общий вид разбрызгивающего устройства;
на фиг. 2 - схема расположения опор с пластинами на конусе вид сверху.
Устройство содержит подводящий патрубок 1, который соединен с конусным отражателем 3 с помощью стоек 2 таким образом, что вершина конуса отражателя 3 обращена к патрубку 1 (фиг. 1). На поверхности конусного отражателя 3 выполнены опоры 4, размещенные по образующим конуса в шахматном порядке по концентрическим окружностям (фиг. 2). Опоры 4 установлены под углом к образующей конуса, причем угол наклона между направляющей конуса и опорами для каждого последующего ряда опор меньше угла наклона предыдущего, т. е. α3 < α2 < α1 < 90°. Каждая опора 4 на внешней стороне, обращенной к потоку жидкости,  имеет пластину 5, при этом между поверхностью конуса, опорами и пластинами имеется пространство для прохода жидкости. На основании конусного отражателя 3 выполнен кольцеобразный выступ 6.
Разбрызгивающее устройство работает следующим образом.
Через патрубок 1 жидкость подается на конусный отражатель 3 и равномерно растекается по его поверхности. При достижении опор 4 с установленными пластинами 5 жидкость разбивается на струи и капли, которые отбрасываются в разные стороны, образуя факел разбрызгивания. Шахматный порядок расположения опор 4 способствует тому, что часть жидкости стекает в виде пленки по поверхности конусного отражателя 2 между соседними опорами и попадает строго на опоры с установленными пластинами 5 последующего ряда, где также дробится на капли. Опоры 4 установлены под углом к образующей конуса таким образом, что отражающиеся от них струи воды пересекаются между собой, обеспечивая объемный факел распыла по высоте устройства и дробление капель при их соударении друг с другом.
Наличие кольцеобразного выступа 6 на основании конусного отражателя 3 способствует тому, что пленка жидкости, стекающая к основанию конуса, ударяется о выступ и дробится, обеспечивая формирование капельного слоя у основания конуса.
3
3
Экспериментальные данные по исследованию картины распада потока жидкости разбрызгивающим устройством c углами 30°, 45°, 60° при вершине конуса отражателя и при изменении расхода жидкости от 0,1 м/ч до 3,6 м/ч показали формирование объемного разбрызгивающего факела, соответственно наблюдается развитие непрерывно обновляющейся поверхности межфазного контакта, что обеспечивает высокую эффективность проводимых физико-химических процессов.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать развитый разбрызгивающий факел жидкости вокруг всего устройства, тем самым увеличить площадь межфазного контакта, что обеспечивает высокую эффективность проводимых процессов абсорбции, пылегазоочистки, увлажнения, охлаждения газов в различных отраслях промышленности.