устройство для распыления жидкости

Формула изобретения

Устройство для распыления жидкости, содержащее неподвижный корпус, узел подачи рабочей жидкости, вертикальный приводной вал с упругими стержнями, концы которых перекрывают трубки, расположенные равномерно по горизонтальной окружности с центром на оси вала, отличающееся тем, что на приводном валу соосно установлен диск, а упругие стержни установлены на нем попарно радиальными рядами с наклоном от центра к периферии под углом (45 5)^o к его поверхности, при этом трубки выполнены рифлеными и установлены в корпусе под углом (70 5)^o к оси вала с возможностью поворота вокруг своей оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей вращающимися элементами и может быть использовано в химической промышленности, сельском хозяйстве, пищевой промышленности и ряде других отраслей.

Известно устройство для распыления жидкости [1], содержащее неподвижный корпус, узел подачи рабочей жидкости, вертикальный приводной вал с продольными и поперечными упругими стержнями, образующими распылительный стакан. Кромка распылительного стакана выполнена только из продольных стержней.

Из узла подачи жидкость поступает в распылительный стакан и движется по его стенкам, испытывая тормозящее действие стержней, установленных поперечно потоку. Затем, при достижении кромки распылительного стакана, жидкость попадается на продольные стержни. Здесь тормозящее действие отсутствует и жидкость срывается с концов продольных стержней со значительной скоростью, образуя монодисперсный факел распыления. При этом происходит вибрация стержней, что активизирует распыление и приводит к повышению дисперсности потока.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность его сборки и регулировки. Недостаточная производительность обусловлена тем, что срыв капель происходит лишь с кромки стакана. Кроме того, дисперсность факела распыления сравнительно невелика из-за слабого вторичного распыливающего воздействия продольных стержней кромки стакана при их вибрации.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому является устройство для распыливания жидкости [2], принятое за прототип. Оно содержит неподвижный корпус, узел подачи рабочей жидкости, вертикальный приводной вал с упругими стержнями, концы которых перекрывают трубки, расположенные равномерно по горизонтальной окружности с центром на оси вала.

Распыливаемая жидкость подается через выпускные отверстия трубок на их внешнюю поверхность, обращенную к упругим стержням.

При вращении приводного вала стержни, укрепленные на нем, касаются поверхности труб, изгибаются и их концы смачиваются жидкостью. После выхода упругих стержней из контакта с трубками, их концы выпрямляются и захваченная ими жидкость распыляется, образуя факел распыла, направленный в сторону вращения. Стержни имеют длину, непревышающую ту, при которой контакт с трубками начинается с их вершин, что исключает лобовой удар, снижает износ стержней.

Данное устройство имеет небольшую производительность из-за недостаточного смачивания стержней. Смачиваются лишь концы упругих стержней, а небольшие порции распыляемой жидкости не создают устойчивого факела и значительной площади распыления. Устройство также недолговечно и энергоемко вследствие повышенного износа стержней при контакте с трубками. Целью изобретения является повышение эффективности устройства для распыления жидкости, исключение указанных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для распыления жидкости, содержащем неподвижный корпус, узел подачи рабочей жидкости, вертикальный приводной вал, упругими стрежнями, концы которых перекрывают трубки, расположенные равномерно по горизонтальной окружности с центром на оси вала, на приводном валу соосно установлен диск, а упругие стержни укреплены на диске попарно, радиальными рядами с наклоном от центра к периферии под углом 455^o к его поверхности, при этом трубки выполнены рифлеными и установлены в корпусе под углом 70^o5^o к оси вала с возможностью поворота вокруг своей оси.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая конструкция отличается использованием в ней диска, соосного с вертикальным приводным валом и креплением упругих стержней непосредственно на этом диске попарно радиальными рядами с наклоном от центра к периферии, а также выполнением трубок рифлеными и установкой их в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для распыления жидкости; на фиг 2 - вид А фиг. 1. Оно содержит неподвижный корпус 1, узел подачи рабочей жидкости 2, вертикальный приводной вал 3, установленный на нем соосно диск 4 с укрепленными на его поверхности попарно радиальными рядами с наклоном от центра к периферии упругими стержнями 5. В корпусе устройства с помощью цилиндрических шарниров 6 установлены рифленые трубки 7.

Устройство работает следующим образом. Жидкость из узла подачи 2 поступает в центр диска 4 и движется по его поверхности в виде пленки - к периферии. Достигая стержней 5, установленных попарно, часть жидкости смачивает эти упругие стержни и движется по ним - к их концам. Распыление происходит при срыве капель с концов стержней и кромки диска. Дополнительное распыление происходит следующим образом. Смоченные эластичные стержни набегают на трубки 7 и концы их фиксируются в углублениях рифления. При повороте диска происходит деформация смоченных эластичных стержней с одновременным поворотом трубок (что исключает скольжение эластичных стержней и снижает их износ). После выхода из контакта эластичные стержни разгибаются и сбрасывают жидкость в направлении вращения, перпендикулярном оси трубок. При этом происходит дополнительное высокодисперсное распыление и расширение факела.

При износе концов упругих стержней и вследствие этого снижении эффективности устройства, угол установки трубки может быть изменен поворотом их в шарнирах 6 с целью компенсации износа.

Таким образом, повышение производительности устройства дисперсности распыления, расширение факела распыления достигается за счет получения в устройстве нескольких эффектов распыления: распыление при срыве капель с кромки диска, с концов упругих стержней, а также при сбрасывании капель жидкости со стержней после их распрямления.

Данные эффекты имеют место благодаря применению в устройстве для распыления жидкости предлагаемой конструктивной совокупности.

Использование в устройстве трубок, установленных в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси, в совокупности с диском, на котором радиальными рядами укреплены с уклоном от центра к периферии упругие стержни, концы которых перекрываются трубками, позволяет повысить эффективность устройства за счет увеличения свободной поверхности жидкости и площади факела распыления. Это происходит поскольку при вращении диска помимо распыления при срыве капель с концов стержней и кромки самого диска, происходит дополнительное высокодисперсное распыление при деформации и последующем выпрямлении упругих стержней со значительной скоростью.

С другой стороны значительно повышается смачиваемость стержней вследствие их попарного крепления с уклоном от центра к периферии диска, что ведет к повышению производительности устройства. Это происходит из-за того, что жидкость течет по желобу, образованному парными стержнями, наклоненными по ее ходу и хорошо удерживается на нем.

Применение в устройстве рифленых трубок позволяет фокусировать концы упругих стержней во впадинах рифлений на время контакта. Поэтому деформация и последующее выпрямление концов стержней происходит в плоскостях перпендикулярных оси трубки, что создает направленный поток распыления и приводит к увеличению площади факела распыления. Исключается пересечение и взаимное гашение факелов распыления.

Установка трубок с возможностью поворота вокруг своей оси позволяет избежать конденсации жидкости на поверхности трубки и стекания с нее крупных капель, а также снизить трение скольжения между концами упругих стержней и поверхностью трубок и повысить долговечность устройства.

Проведенные исследования показали, что наилучшие условия смачивания стержней и последующего распыления жидкости возникают при установке их с наклоном от центра к периферии под углом 455^o () к поверхности диска и пересечении оси трубки с осью диска под углом 70^o5^o ().

Таким образом, применение в устройстве для распыления жидкости предлагаемой конструктивной совокупности позволяет повысить его эффективность за счет увеличения производительности дисперсности потока и площади факела распыления, а также - долговечности.