SU1012995A1 - Пневматическа форсунка с индукционной электризацией капель - Google Patents

Abstract

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА С индакционной ЭЛЕКТРИЗАТЩЕЙ КАПЕЛЬ, содержаща  корпус с конфузорным участком и каналами подачи жидкости й воздуха, сопло в виде диффузора. центральный индуцирукшшй электрод и контакт заземлени , отличающ a   с   тем, что, с целью снижени  .энергозатрат процесса индукционной электризации жидкости, ока снабжена охватывающей центральный индуцирующий электрод с кольцевым зазором дл  прохода жидкости вставкой с койусным наконечником, размещенным в конфузорном участке корпуса, с образованием конической кольцевой сужакнцепс  щели, сообщенной с каналом подачи воздуха, причем сопло выполнено из электропроводного материала, соединено , с контактом заземлени  и охватывает центральный индуцирующий электрод ,, a вход сопла расположен в одной § плоскости с выходом конфузорного участка корпуса и концом конусного наконечника. 2. Форсунка ПОП.1, отлича ю щ a   с   тем, что угол наклона оси симметрии конической кольцевой щели к оси форсунки 30-50, a угол конусности диффузора - 12-18®,

Description

Ю

0

со

СП Изобретение относитс  к электронл но-ионной технологии, конкретнее к пневматическим форсункам дл  получени  электрически зар жённых частиц жидкости в газовой среде и может при мен тьс  в медицине в системах кондиционировани  воздуха бароопераци рнных камер, в химической промышленности в системах очистки промыишен-: ных газов и воздуха от взвешенных жидких частиц при улавливании в элек тростатическом поле, дл  осаждени  распыливаемых жидких веиеств на различные поверхности, дл  нейтрализации электростатических зар дов, например в авиации. Известна форсунка с индукционной электризацией капель жидкости, содержаща  корпус, выполненный из электроизол ционного материала, с каналами дл  подачи жидкости и ежатого воздуха, центральный цилиндрический индуцирующийэлектрод, установленные в нижней части индуцирующего электрода съемные втулки дл  ре гулировани  сечени  воздушного канала , и съемный наконечник с резьбой дл  регулировани  расходе распыл емой жидкости 11Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  эффективность зар д ки капель, так как значительна  част частиц распыл емой жидкости имеет электрический зар д, противоположный по знаку основному зар ду, что снижа ет эффективность зар дки. Кроме того подводимое к индуцирующему электроду напр жение составл ет 600-1200 В (от носительно высокий потенциал электро да) , что ограничивает возможность ис пользовани  известной форсунки,напри мер, в медицине, в барокамерах в услови х повышенного давлени  кислорода . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности к достигаемому результату  вл етс  пневматйчес ка  форсунка с индукционной электриза111ией капель, содержаща  корпус р . конфузорным участком и каналами подачи жидкости и воздуха, сопло в виде диффузора/ центральный индуцирую адий электрод и контакт, заземлени  t2) Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в нем дл  осущест- . влени  процесса электризации требуетс  подвод к индуци руюцему центральному электроду высокого потенциала пор дка 1-10 кВ, что обуславливает необходимость применени  дорогосто щих и сложных в изготовлении источни ков высокого наШр жени  и повышает энергоемкость устройства. В этом устройстве факел зар женных частиц также не изолирован от поверхности насадки, имеющей противоположный знак, что приводит к непроизводительным энергозатратам. Цель изобретени  - снижение энергозатрат процесса индукционной электризации жидкости. Дл  достижени  этой цели пневматическа  форсунка с индукционной электризацией капель, содержаща  корпус с конфузорным участком и каналами подачи жидкости и воздуха, сопло в виде диффузора, центральный индуцирующий электрод и контакт ваземлени , Снабжена охватывающей центральный индуцирующий электрод с , кольцевым зазором дл  прохода жидкости вставкой с конусным наконечником , размещенным в конфузорном участке корпуса с образованием конической кольцевой сужающейс  щели, сообщенной с каналом подачи воздуха , причем сопло выполнено из электропроводного материала, соединено с контактом заземлени  и охватывает центрс1льный индуцирующий электрод, .- а зхоц сопла расположен в одной плоскости с выходом конфуаорного участка корпуса и концом конусного наконечника . Кроме того, угол наклона оси симметрии конической кольцевой щели к оси Форсунки 30-50°, а угол конусности диффузора - IZ-IS. На фиг.1 изобрс1жена пневматическа  форсунка с индукционной электризацией жидкости, общий вид, поперечный разрез; на ф г,2 - схема механизма индукционной зар дки капель жидкости . Пневматическа  форсунка с индукционной электризацией жидкости содержит корпус 1 из электроизол ционного материала , например фторопласта, с конфузорным участком и каналами 2 и 3 подачи соответственно жидкости и воздуха, сопло 4 в виде диффузора и центральный индуцирующий электрод 5 из нержавеющей стали, подсоединенный посред- твом электроконтакта б к источнику напр жени  (не показан). На индуцирующем электроде 5 вЪаполнены i продольные шлицевые паузы дл  равномерной подачи жидкости. Форсунка снабжена вставкой 7 с конусным наконечником 8, выполненной из электроизол ционного материала, например фторопласта, и соединенной с- корпусом 1 с помощью резьбового соединени . Вставка 7 охватывает центральный индуцирующий электрод 5 с кольцевым зазором 9 дл  прохода жидкости. Конусный наконечник 8 размещен JB конфузорном участке корпуса с образованием конической кольцевой сужающейс  коели сообщенной с каналом 3 подачи воздуха через распределитель 10 воздуха или газа, выполненный в виде решетки из оргстекла с круглыми отверсти ми, служащей дл  вьфавнивани  скорости воздуха по ce-i чению канала. Сопло 4 выполнено из электропроводного материала, например нержавеюией стали, и соединенЬ, с контактом 11 заземлени . Сопло 4 охватывает центральный индуцирующий электрод 5. Вход сопла 4 расположен в одной плоскости с выходом конфуiSOpHoro участка корпуса и концом |Конусн6го наконечника 8. Угол наклона оси симметрии конической кольцевой щели к .оси форсунки выбран 30-50°, а угол конусности диффузора - 12-18°. Дл  подачи жидкости и воздуха в форсунку предусмот рены соответственно штуцеры 12 и 13. Форсунка работает еледук цим образом . К индуцирующему электроду 5 подводитс  через электроконтакт 6 посто  нное напр жение от источника питани  типа ИЭПП-1, а через электроконтакт 11 сопло 4 заземл етс . &аспыливаема  жидкость (вода) под давлением поступает в мтуцер 12 пода чи жидкости и оттуда в канал 2 подач жидкости, обтекает центральный индуцирующий электрод 5 и поступает в пе режимное сеченне конфузорно-диффузор ного канала,Образованного конфузорным участком корпуса 1 и соплом 4. В это же сечение осуществл ют подачу сжатого вс здуха через штуцер 13 и коническую кольцевую щель. Сжатый ;воздух, проход  через сужающуюс  крническую кольцевую щель, пережимное .сечение конфузорно-диффузорного кана ла и далее через сопло 4, создает разрежение в пережимном сечении и подсасывает туда жидкость. Скорость воздуха в выходном сечении крническо го кольцевого канала 10 регулируетс  перемещением корпуса 1 относительно вставки 7. Стекаиоща  тонкой кольцевой пленкой по ueHTpaJfbHOMy индуцирующему электроду 5 в пережимное сечение кон фуэорно-диффузорного канала жидкость испытывает воздействие струи воздуха вход щего в это же сечение с большой скоростью до 340 м/с под углом 30-50 к направлению движени  пленки жидкос Тй. . , - ; , . - Воздух дробит пленку на струи в пережимном сечении и, отража сь под углом, равным углу пещёни  струи воз духа на пленку жидкости, стекающую - по поверхности центрального инд/циру кчче.го электрода 5, захватывает струи жидкости и выт гивает их в нити под углом отражени  вслед за отраженным потоком воздуха в направлении конической поверхности заземленвсго сопла 4. , Однако коснутьс  конической поверхности сопла 4 нити жидкости не могут, так как вдоль поверхности сопла 4 течет пограничный слой газа с высокой скоростью. Фактический зазор между нит мк жидкости и конической поверхностью сопла 4 имеет величину пор дка 1-10 мкм, поэтому мала  величина потенциала между электродами 20-30 В оказываетс  достаточной, чтобы обеспечить высокую напр женность электрического пол  в зазоре между концом еще не оторвавшейс  от пб верхности центрального электрода вод ной нити и конической поверхностью заземленного сопла 4 и произвести индукционную электризацию капель жидкости . Кроме тогчэ, пограничный-слой воздуха, текущий вдоль конической поверхности сопла, ограничивает ,в Сопле факел зар женных частиц жидкости .и преп тствует их осаждению на конической поверхности сопла 4. Выполнение угла наклона оси. симметрии конической кольцевой щели к. оси форсунки в пределах 30-50° и угла конусности диффузора сопла 1218  вл етс  оптимальными с точки. зрени  обеспечени  условий эффективной индукционной зар дки капель жидкости в форсунке. При выполнении этих углов, менее указанных величин, нарушаютс  услови  отражени  воздушного потока от поверхности центрешьного индуцирующего электрода за пережимным сечением, мен ютс  услови  дроблени  жидкостной пленки на струи, что влечет за собой увеличе-ние зазора между струей жидкости и поверхностью сопла 4. Это ведет к снижению напр женности электрического пол    к снижению эффективности индукционной. зар дки. Превышение указанных величин углов способствует созданию таких гидрода намических условий дроблени  пленку жидкости на струи, при KOTOJXJX образовавшиес  после распада струй зар женные капли жидкости прорываютс  через пограничный слой воздуха, текущий вдоль конической поверхности сопла 4, и разр жаютс , что также ухудшает услови  индукционной зар дки. Сопло 4 охватывает центральный индуцирующий электрод 5, что обеспечивает при выполнении длины диффузора, равной 1,5-2,5 диаметра центральКого электрода 5, эффективную индукционную зар дку капель жидкости, движущихс  вдоль центрального электрода к выходу сопла 4, в диапазоне производительностей форсунки 15-250 кг/ч по распиливаемой жидкости. В предлагаемой пневматической форсунке с индукционной.электризацией капель распыливаемой жидкости достиг нута возможность снижени  напр жени , подаваемого на центральный ийдуцирующий элект1род, до 20 В (в известном распылителе 1000 В), что позвол ет . расширить область применени  форсунки в различных технологических процессах с йрименением электронно-ионной технологии и использовать более ,

дешевые и простые в работе источники напр жени  (например, блок аккуглул торных батарей).

Предлагаема  форсунка испытана при распыливании воды. Диаметр цилиндрического центрального электрода составл ет 12, 10, б мм. Диаметр пережимного сечени  конфузорно-диффузорного канала составл ет 14, 12, 10 мм. Длина зиффузорной части сопла составл ет от 1,5 до 2,5 диаметров индуцирующего электрода 30, 25, 15 мм УГОЛ наклона оси симметрии конического кольцевого канала дл  Пррхода газа составл ет 20, 30, 10, 50,60 Угол конусности диффузора сопла составл ет б, 10, 12, 18,24. Сечение канала 3 подачи газа выполнено размером -неболее , чем в 2-2,5 раза превы1иающим разгар конической кольцевой щели на выходе, т.е. соответственно 4 и 22 мм

или 3 и 1,5 мм. Испытани  форсунки провод т в следующих интервалах изменени  режимных параметров: расход воды 15-250 кг/ч, расход врздуха, 100-180 , давление распыл ющего воздуха 0,2-0,6 МПа, напр жение на центральном индуцирующем электроде 5 20-600 В, мощность, затрачиваема  на процесс индукционной электрйзсщии , 2-10-3-14 10-3вт, средний диаметр капель при распыливании форсункой 63,7 мкм.

Результаты испытаний показывают, что пр едлагаема  форсунка с индукци )рнной электризацией жидкости по сравнению с известными обеспечивает большую до 250 кг/ч производительность по распыливаемой жидкости при высокой .дисперсности зар женных капель жидкости и низком потенцигше. на индуциругацем электроде (20 BJ.

yf

/

Claims (2)

1.. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА С ИНДУКЦИОННОЙ ЭЛЕКТРИЗАЦИЕЙ КАПЕЛЬ, содержащая корпус с конфузорным участком и каналами подачи жидкости !й воздуха, сопло в виде диффузора, центральный индуцирующий электрод и контакт заземления, отличающ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат процесса индукционной электризации жидкости, она снабжена охватывающей центральный индуцирующий электрод с кольцевым зазором для прохода жидкости вставкой с конусным наконечником, размещенным в конфузорном участке корпуса, с образованием конической кольцевой сужакияейся щели, сообщенной с каналом подачи воздуха, причем сопло выполнено из электропроводного материала, соединено- с контактом заземления и охватывает центральный индуцирующий электрод,, а вход сопла расположен в одной плоскости с выходом конфузорного участка корпуса и концом конусного наконечника.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона оси симметрии конической кольцевой щели к оси форсунки 30-50°, а угол конусности диффузора - 12-18°.

SU „1012995 >