RU2102158C1

RU2102158C1 - Injector

Info

Publication number: RU2102158C1
Application number: RU94025424A
Authority: RU
Inventors: А.В. Беспалов; Е.Б. Зотов; К.Б. Григорьев
Original assignee: Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1998-01-20
Also published as: RU94025424A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this is used in processes of cleaning exhaust gases, absorption and other heat- and mass-exchanging processes in chemical and other industries. In injector for spraying liquid media, walls of nozzle passage for outcome of medium are made of flexible material which ensures self-adjustment of root angle, spray widening angle and high discharge flow rate of liquid phase at minimal specific cost. EFFECT: high efficiency. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей и суспензий к механическим (гидравлическим) форсункам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической, металлургической и других. The invention relates to devices for dispersing liquids and suspensions to mechanical (hydraulic) nozzles and can be used in various industries, for example, in the chemical, metallurgical and others.

Известна форсунка для распыливания жидкостей или суспензий, содержащая корпус, переходящий в сопловой канал и завихритель с лопастями, каждая лопасть которого закреплена на поворотном штоке. Known nozzle for spraying liquids or suspensions, containing a housing that passes into the nozzle channel and a swirl with blades, each blade of which is mounted on a rotary rod.

угол регулирования лопастей завихрителя составляет 5-85^o к оси форсунки;
лопасти завихрителя расположены в один или несколько ярусов.the angle of regulation of the blades of the swirl is 5-85 ^o to the axis of the nozzle;
swirl blades are located in one or more tiers.

Лопасти во вкладышах могут быть плоскими или изогнутыми [1]
Однако форсунка не обеспечивает равномерность дисперсного состава факела распыла в процессе эксплуатации при изменении угла наклона лопастей в пределах от 5 до 45^o по отношению к осевой линии корпуса форсунки из-за ограниченной возможности регулирования кинетической энергии осевой струи среды; при изменении угла наклона лопастей в пределах от 45 до 85^o возрастает гидравлическое сопротивление форсунки и происходит перерасход энергии на диспергирование, как следствие вышесказанного; сложность обеспечения оптимальных условий распыливания жидкостей (или суспензий) в широком диапазоне изменения расходов и давлений при минимальных удельных затратах на распыливание.The blades in the liners may be flat or curved [1]
However, the nozzle does not ensure uniform dispersion of the spray pattern during operation when the angle of the blades varies from 5 to 45 ^o relative to the axial line of the nozzle body due to the limited ability to control the kinetic energy of the axial stream of the medium; when you change the angle of inclination of the blades in the range from 45 to 85 ^o increases the hydraulic resistance of the nozzle and there is a waste of energy on dispersion, as a consequence of the above; the difficulty of providing optimal conditions for spraying liquids (or suspensions) in a wide range of flow rates and pressures with minimal specific spraying costs.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является форсунка для распыливания жидких сред, содержащая корпус со входным отверстием и сопловым каналом для вывода среды, закрепленный в корпусе лопастной завихритель с центральным каналом для осевого потока среды, подвижный шток, две прилегающие друг к другу пластины, одна из которых подвижно, а другая неподвижно закреплена в корпусе над завихрителем и выполнена с отверстием, площадь сечения которого не больше 0,5 площади сечения корпуса и не меньшей 1,0 площади сечения соплового канала [2]
Недостатком известной форсунки является невозможность регулирования корневого угла раскрытия факела в широких пределах, а также недостаточная производительность по жидкости.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a nozzle for spraying liquid media, comprising a housing with an inlet and a nozzle channel for outputting the medium, a blade swirl mounted in the housing with a central channel for the axial flow of the medium, a movable rod, two adjacent to each other plates, one of which is movable and the other is fixedly mounted in the casing above the swirl and made with an opening, the cross-sectional area of which is not more than 0.5 of the cross-sectional area of the casing and not less than 1.0 loschadi sectional nozzle channel [2]
A disadvantage of the known nozzle is the inability to adjust the root angle of the flare opening within wide limits, as well as insufficient fluid performance.

Задачей настоящего изобретения является саморегулирование корневого угла раскрытия факела и производительности форсунки по жидкости в широких пределах путем выполнения соплового канала для вывода среды из эластичного материала. The objective of the present invention is to self-regulate the root opening angle of the torch and the performance of the nozzle in liquid over a wide range by performing a nozzle channel for withdrawing the medium from an elastic material.

Поставленная задача решается тем, что в форсунке для распыливания жидких сред, содержащей корпус со входным отверстием и сопловым каналом для вывода среды, закрепленный в корпусе лопастной завихритель с центральным каналом для осевого потока среды, подвижный шток, две прилегающие друг к другу пластины, одна из которых подвижна, а другая неподвижно закреплена в корпусе над завихрителем и выполнена с отверстием, площадь сечения которого выбрана не больше 0,5 площади сечения корпуса и не меньше 1,0 площади сечения соплового канала, согласно изобретению, стенки соплового канала для вывода среды выполнены из эластичного материала. The problem is solved in that in the nozzle for spraying liquid media, comprising a housing with an inlet and a nozzle channel for outputting the medium, a blade swirler fixed to the housing with a central channel for the axial flow of the medium, a movable rod, two adjacent plates, one of which is movable, and the other is fixedly mounted in the casing above the swirl and made with an opening, the cross-sectional area of which is chosen not more than 0.5 of the cross-sectional area of the casing and not less than 1.0 of the cross-sectional area of the nozzle channel, according to upon acquisition, the walls of the nozzle channel for outputting the medium are made of elastic material.

Режим распыла среды обеспечивается регулированием площади сечения соплового отверстия ввода среды путем изменения его свободного сечения - перемещением подвижной пластины соплового отверстия ввода среды путем изменения его свободного сечения перемещением подвижной пластины соплового отверстия и, как следствие, изменения соотношения взаимодействующих масс осевой и закрученной на лопастях завихрителя струй потоков, а саморегулирование раскрытия корневого угла и повышение производительности форсунок выполнением соплового канала для вывода среды из эластичного материала. The medium spray mode is provided by adjusting the cross-sectional area of the nozzle of the medium inlet by changing its free section by moving the movable plate of the nozzle inlet of the medium by changing its free section by moving the movable plate of the nozzle and, as a result, changing the ratio of the interacting masses of the axial and swirling jets of the jet swirler flows, and self-regulation of the disclosure of the root angle and increased nozzle performance by performing the nozzle channel for I display medium of an elastic material.

Форсунка для распыливания жидких сред (см. чертеж) содержит корпус 1 со входным отверстием 2 и сопловым каналом 3 для вывода среды, закрепленный в корпусе лопастной завихритель 4 с центральным каналом для осевого потока среды, подвижный шток 5, две прилегающие друг к другу пластины 6 и 7, одна из которых подвижна, а другая неподвижно закреплена в корпусе 1 над завихрителем 4 и выполнена с отверстием 8. The nozzle for spraying liquid media (see drawing) contains a housing 1 with an inlet 2 and a nozzle channel 3 for outputting the medium, fixed in the housing of a blade swirler 4 with a central channel for the axial flow of the medium, a movable rod 5, two adjacent plates 6 and 7, one of which is movable, and the other is fixedly mounted in the housing 1 above the swirl 4 and is made with a hole 8.

Площадь сечения отверстия 8 выбрана не больше 0,5 площади сечения корпуса 1 и не меньше 1,0 площади сечения соплового канала 3. The cross-sectional area of the hole 8 is selected not more than 0.5 of the cross-sectional area of the housing 1 and not less than 1.0 of the cross-sectional area of the nozzle channel 3.

Форма корпуса 1 форсунки может быть выполнена, например, в виде цилиндра или многогранника, имеющего три и более граней. The shape of the nozzle body 1 may be, for example, in the form of a cylinder or a polyhedron having three or more faces.

Стенки соплового канала 3 для вывода среды выполнены из эластичного материала, например, вакуумной резины, микропористой и т.д. The walls of the nozzle channel 3 for outputting the medium are made of an elastic material, for example, vacuum rubber, microporous, etc.

Для перемещения пластины 6 служит исполнительный механизм 9-10, соединенный со штоком 5. To move the plate 6 is the actuator 9-10, connected to the rod 5.

В корпусе 1 выполнена камера 11 с тангенциальным вводом газового потока через штуцер 12. In the housing 1 there is a chamber 11 with a tangential inlet of a gas stream through the nozzle 12.

Устройство работает следующим образом. Во входное отверстие 2 камеры форсунки подается поток жидкости (или суспензии). Поток проходит отверстие 8 и поступает в камеру 11 с тангенциальным вводом газового потока через штуцер 12. Часть потока закручивается с помощью лопастей завихрителя 4, а другая часть пропускается через свое осевое отверстие. Осевая струя разбивает вращающийся поток жидкости (или суспензии) внутри выходного соплового канала, выполненного из эластичного материала (например, из вакуумной резины), что обеспечивает интенсивное дробление жидкости, получение равномерного дисперсного состава факела распыла, развитой поверхности образующихся капель, а также саморегулирование раскрытия корневого угла распыла (18-22^o) и повышение производительности до 800-850 м³/ч.The device operates as follows. In the inlet 2 of the nozzle chamber, a stream of liquid (or suspension) is supplied. The flow passes through the hole 8 and enters the chamber 11 with a tangential inlet of the gas flow through the nozzle 12. A part of the flow is twisted using the blades of the swirler 4, and the other part is passed through its axial hole. The axial jet breaks the rotating fluid (or suspension) flow inside the outlet nozzle channel made of elastic material (for example, from vacuum rubber), which ensures intensive crushing of the liquid, obtaining a uniform dispersion composition of the spray torch, the developed surface of the droplets formed, as well as self-regulation of the opening of the root spray angle (18-22 ^o ) and increased productivity up to 800-850 m ³ / h.

При изменении технологических параметров (например, давления на форсунке или расхода распыливаемой жидкости) необходимо в процессе работы восстанавливать оптимальные режимы распыливания. Регулирование работы форсунки осуществляется автоматически, путем восстановления заданного постоянного давления за счет изменения проходного сечения отверстия 8, которое обеспечивается возвратно-поступательным перемещением пластины 6 при помощи штока 5, а саморегулирование раскрытия корневого угла распыла за счет изменения свободного сечения соплового канала 3 для вывода среды, выполненного из эластичного материала. When changing process parameters (for example, pressure at the nozzle or the flow rate of the sprayed liquid), it is necessary to restore optimal spraying conditions during operation. The nozzle is controlled automatically by restoring a predetermined constant pressure by changing the orifice of the hole 8, which is provided by the reciprocating movement of the plate 6 using the rod 5, and self-regulation of the opening of the root angle of the spray by changing the free section of the nozzle channel 3 to output the medium, made of elastic material.

Анализ таблицы показывает, что данная конструкция форсунки позволяет обеспечить оптимальные условия распыливания жидкостей или суспензий в широком диапазоне по производительностям распыливаемых жидкостей (до 800-850 м³/ч) при минимальных удельных затратах энергии на распыливание жидкости. Кроме того, в процессе изменения технологических параметров, например, давления, подаваемой на охлаждение жидкости в производстве фосфорной кислоты, где проходили испытания данные конструкции форсунок, удавалось поддерживать заданные технологические режимы путем изменения свободного сечения соплового канала подачи диспергируемой среды и саморегулированием корневого угла раскрытия факела распыла путем изменения свободного сечения соплового канала вывода среды, выполненного из эластичного материала.Analysis of the table shows that this nozzle design allows optimal conditions for spraying liquids or suspensions in a wide range of sprayed liquid capacities (up to 800-850 m ³ / h) with minimal specific energy consumption for liquid atomization. In addition, in the process of changing technological parameters, for example, the pressure applied to cooling the liquid in the production of phosphoric acid, where the nozzle design data were tested, it was possible to maintain the specified technological conditions by changing the free section of the nozzle channel for supplying the dispersible medium and self-regulating the root angle of the spray nozzle by changing the free section of the nozzle channel of the output of the medium made of an elastic material.

Форсунка по сравнению с лучшими образцами аналогичного оборудования позволяет обеспечить оптимальные условия распыливания жидкостей (или суспензии) в широком диапазоне расходов и давлений, при минимальных удельных затратах на распыливание и увеличить производительность по жидкой фазе. Устройство позволяет также без остановки технологического оборудования поддерживать заданные режимы тепломассопередачи путем саморегулирования раскрытия корневого угла факела распыла. The nozzle, in comparison with the best examples of similar equipment, allows to provide optimal conditions for spraying liquids (or suspensions) in a wide range of flow rates and pressures, with minimal specific costs for spraying and to increase productivity in the liquid phase. The device also allows, without stopping technological equipment, to maintain specified heat and mass transfer modes by self-regulation of the disclosure of the root angle of the spray torch.

Claims

A nozzle for spraying liquid media, comprising a housing with an inlet and a nozzle channel for outputting the medium, a blade swirler fixed to the housing with a central channel for the axial flow of the medium, a movable rod, two adjacent one plate to another, one of which is movable and the other is fixedly mounted in the casing above the swirl and made with a hole, the cross-sectional area of which is selected not more than 0.5 of the cross-sectional area of the casing and not less than 1.0 of the cross-sectional area of the nozzle channel, characterized in that the walls of the nozzle channel for The medium outlet is made of elastic material.