распылитель жидкости с регулируемым обтекателем

Формула изобретения

Распылитель жидкости с регулируемым обтекателем, содержащий вертикально расположенный корпус с коллекторной полостью и соединенное с ней отверстие в стенке корпуса для подачи рабочего газа, установленный в корпусе патрубок, охватываемый коллекторной полостью, с одним или более продольными каналами для подачи жидкости, расположенными по окружности относительно оси симметрии патрубка, не менее двух сопел, соединенных с коллекторной полостью, расположенных на корпусе по окружности относительно оси симметрии патрубка, каждое сопло установлено с возможностью изменения угла наклона сопла в плоскости, проходящей через ось симметрии этого сопла и ось симметрии патрубка, перед торцом патрубка со стороны сопел подачи рабочего газа соосно оси симметрии патрубка установлен с возможностью осевого перемещения вдоль оси симметрии патрубка обтекатель, отличающийся тем, что обтекатель выполнен в виде цанги, представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги установлен регулирующий винт для раскрытия лепестков цанги, на наружную поверхность цанги надета эластичная трубка, охватывающая лепестки цанги.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области распыления жидкостей и может быть использовано в химической, металлургической, лакокрасочной, пищевой промышленности, в частности при приготовлении коллоидных растворов, смесей, нанесении лакокрасочных и защитных покрытий, а также при охлаждении проката и т.п.

Известно устройство для распыления по авторскому свидетельству СССР №485777, МПК В05В 7/00, 1968 год, «Распылитель жидкости», содержащее корпус с воздушной камерой цилиндрической формы, кольцевое сопло, трубки подачи воздуха и жидкости, в котором с целью ограничения угла распыления трубка подачи жидкости выполнена регулируемой по высоте и установлена с зазором в трубку подачи воздуха перпендикулярно к ее поверхности.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность диспергации, так как изменение положения трубки подачи жидкости относительно трубки подачи воздуха не приводит к значительному изменению дисперсности капель.

Известно «Устройство для пневматического распыления жидкости» по авторскому свидетельству СССР №1209309, 4 МПК В05В 7/30, 1986 год, принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее корпус с распыляющим соплом, размещенный внутри корпуса вкладыш в виде насадки, у которой каналы на цилиндрическом участке выполнены прямолинейными по образующей, а сужающийся участок вкладыша выполнен в виде усеченного конуса, центральный канал вкладыша сообщается с источником подачи жидкости, вкладыш образует с корпусом кольцевую камеру, сообщающуюся с патрубком подачи сжатого воздуха.

Недостатком известного устройства по авторскому свидетельству №1209309, 4 МПК В05В 7/30 «Устройство для пневматического распыления жидкости» является отсутствие возможности бесступенчатого регулирования степени диспергации распыляемого вещества. Для достижения определенного размера капель, то есть их дисперсности, требуется установка соответствующего вкладыша.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача обеспечения бесступенчатого регулирования степени диспергации жидкости.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что распылитель жидкости с регулируемым обтекателем содержит вертикально расположенный корпус с коллекторной полостью и соединенное с ней отверстие в стенке корпуса для подачи рабочего газа, установленный в корпусе патрубок, охватываемый коллекторной полостью, с одним или более продольными каналами для подачи жидкости, расположенными по окружности относительно оси симметрии патрубка, не менее двух сопел, соединенных с коллекторной полостью, расположенных на корпусе по окружности относительно оси симметрии патрубка, каждое сопло установлено с возможностью изменения угла наклона сопла в плоскости, проходящей через ось симметрии этого сопла и ось симметрии патрубка, перед торцом патрубка со стороны сопел подачи рабочего газа соосно оси симметрии патрубка установлен с возможностью осевого перемещения вдоль оси симметрии патрубка обтекатель, при этом обтекатель выполнен в виде цанги, представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги установлен регулирующий винт для раскрытия лепестков цанги, на наружную поверхность цанги надета эластичная трубка, охватывающая лепестки цанги.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по авторскому свидетельству СССР №1209309 тем, что обтекатель выполнен в виде цанги, представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги установлен регулирующий винт для раскрытия лепестков цанги, на наружную поверхность цанги надета эластичная трубка, охватывающая лепестки цанги.

Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно обеспечило бесступенчатое регулирование степени диспергации жидкости.

На фиг.1 представлен продольный разрез распылителя жидкости с регулируемым обтекателем.

На фиг.2 представлен вид на заявляемое устройство по стрелке А фиг.1.

На фиг.3 изображен разрез заявляемого устройства по Б-Б фиг.1.

Распылитель жидкости с регулируемым обтекателем (фиг.1) содержит вертикально расположенный корпус 1 (фиг.1) с коллекторной полостью 2 (фиг.1) и соединенное с ней отверстие 3 (фиг.1) в стенке корпуса 1 для подачи рабочего газа, установленный в корпусе 1 патрубок 4 (фиг.1, 3), охватываемый коллекторной полостью 2, с одним или более продольными каналами 5 (фиг.1, 3) для подачи жидкости, расположенными по окружности относительно оси 6 (фиг.1) симметрии патрубка 4, не менее двух сопел 7 (фиг.1-3), соединенных с коллекторной полостью 2, расположенных на корпусе 1 по окружности относительно оси 6 симметрии патрубка 4, каждое сопло 7 установлено с возможностью изменения угла наклона сопла 7 в плоскости, проходящей через ось 8 (фиг.1) симметрии этого сопла 7 и ось 6 симметрии патрубка 4, перед торцом 9 (фиг.1) патрубка 4 со стороны сопел 7 подачи рабочего газа соосно оси 6 симметрии патрубка 4 установлен с возможностью осевого перемещения вдоль оси 6 симметрии патрубка 4 обтекатель 10 (фиг.1, 2), при этом обтекатель 10 выполнен в виде цанги 11 (фиг.1, 2), представляющей собой тело вращения, с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, внутри цанги 11 установлен регулирующий винт 12 (фиг.1, 2) для раскрытия лепестков 13 (фиг.1, 2) цанги 11 на наружную поверхность 14 (фиг.1) цанги 11 надета эластичная трубка 15 (фиг.1, 2), охватывающая лепестки 13 цанги 11.

Уплотнение соединения корпуса 1 и патрубка 4 осуществлено прокладками 16 (фиг.1) и 17 (фиг.1). Закрепление сопел 7 осуществлено с помощью механизма фиксации, состоящего из гайки 18 (фиг.1-3), фиксатора 19 (фиг.1-3), уплотнений 20 (фиг.1) и 21 (фиг.1). Гайка 18 установлена на корпусе 1 на резьбе 22 (фиг.1). Обтекатель 10 установлен в патрубке 4 на резьбе 23 (фиг.1) и зафиксирован контргайкой 24 (фиг.1, 3).

Устройство работает следующим образом. Распыляемую жидкость подают самотеком или под давлением через продольные каналы 5 в патрубке 4 в факел распыления. Уплотнение корпуса 1 и патрубка 4 осуществлено прокладками 16 и 17. Рабочий газ подают под давлением через отверстие 3 в стенке корпуса 1 в коллекторную полость 2. Распределяясь в коллекторной полости 2 корпуса 1, рабочий газ истекает из сопел 7, расположенных вокруг патрубка 4 для подачи распыляемой жидкости в виде системы газодинамических струй, в факел распыления. Жидкость, истекая из продольных каналов 5 в патрубке 4, под действием струй рабочего газа растекается по поверхности обтекателя 10, охватываемого каналами 5 для подачи жидкости, в виде пленки. Частицы жидкости, образующие пленку, под аэродинамическим воздействием со стороны струй рабочего газа движутся по поверхности обтекателя 10 вниз по потоку. Так как обтекатель 10 представляет собой тело вращения с увеличивающейся в направлении истечения струй рабочего газа площадью поперечного сечения, то жидкостная пленка, движущаяся вниз по потоку, растягивается из-за действия сил адгезии и сил поверхностного натяжения жидкости между поверхностью обтекателя 10 и жидкостной пленкой, а также сил вязкости между частицами жидкости, что приводит к уменьшению ее толщины. Далее жидкостная пленка достаточно малой толщины достигает кромки эластичной трубки 15, с которой она срывается потоком рабочего газа. При этом пленка моментально теряет устойчивость и распадается на облако капель. Для получения более мелких капель, то есть увеличения степени диспергации жидкости, необходимо уменьшение толщины пленки жидкости, сдуваемой с обтекателя 10 струями рабочего газа. Уменьшение толщины жидкостной пленки происходит при более резком увеличении площади поперечного сечения обтекателя 10 вниз по потоку, то есть подъем жидкостной пленки по обтекателю 10 должен быть более крутым. Угол (фиг.1) между осью 6 симметрии патрубка 4 и образующей обтекателя 10 изменяется с помощью регулирующего винта 12, установленного внутри цанги 11, при вращении которого происходит раскрытие лепестков 13 цанги 11, которые в свою очередь растягивают эластичную трубку 15, охватывающую лепестки 13 цанги 11. При этом происходит увеличение угла , что приводит к уменьшению толщины жидкостной пленки сдуваемой с обтекателя струями рабочего газа и, следовательно, уменьшению размеров образующихся капель. Возможность изменения положения обтекателя 10 в осевом направлении, изменение направления истечения струй рабочего газа при его многоструйной подаче в факел распыления позволяет производить настройку и оптимизировать процесс распыления, обеспечивая необходимую степень диспергации жидкости. Бесступенчатое регулирование устройства и получение необходимого режима распыления осуществляют изменением угла (фиг.1) между осью 8 симметрии каждого сопла 7 и осью 6 симметрии патрубка 4 с помощью механизма фиксации, состоящего из гайки 18, фиксатора 19, уплотнений 20 и 21. Вращение гайки 18 по резьбе 22 позволяет уменьшить зажим сопел 7 уплотнениями 20 и 21, что дает возможность поворота каждого сопла 7. При этом изменяется угол наклона оси 8 симметрии каждого сопла 7 относительно оси 6 симметрии патрубка 4, следовательно, изменяется направление истечения струй рабочего газа из каждого сопла 7. Обратное вращение гайки 18 позволяет зафиксировать сопла 7 в определенном положении. Для изменения дисперсности капель в устройстве предусмотрено регулирование положения обтекателя 10 вдоль оси 6 симметрии патрубка 4. Для этого обтекатель 10 вращают по резьбе 23, выставив обтекатель 10 на необходимом расстоянии от торца 9 патрубка 4, обтекатель 10 стопорят контргайкой 24.

Изобретение позволило получить технический результат, а именно: обеспечило бесступенчатое регулирование степени диспергации жидкости.