SU1140833A1 - Пневматическа форсунка - Google Patents

Abstract

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержаща  корпус с осевым каналом подачи газа икольцевым коллектором, охватьшающим проницаемый пористый вкладьш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом, и патрубок подачи жидкости, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества распьтивани , в корпусе вокруг осевого канала подачи газа выполнены кольцева  промежуточна  камера и сообщающийс  с ней и кольцевым коллектором кольцевой канал, при этом патрубок подачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой, а кольцевой коллектор выполнен сужающимс  по ходу движени  продукта. (Л

Description

2.Форсунка по П.1, отличающа с  тем, что непроницаемый торец пористого вкладыша вьтолнен конусным.

3.Форсунка по П.1, отличающа  (   тем, что поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры выполнено с плавно измен ющейс  шириной кольца, причемпоперечное сечение с максимальной шириной вьшолнено со стороны патрубка подачи жид

кости.

4. Форсунка по П.1, отличающа с  тем, что поперечное сечение кольцевого канала выполнено с плавно измен ющейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной выполнено со стороны патрубка подачи жидкости.

Изобрете.ние относитс  к технике распьшивани  жидкостей и может найти широкое применение в различных отрасл х промьшшенности, где требуетс  получение мелкодисперсньк двухфазных газожидкостных потоков и аэрозолей.

Известна пневматическа  форсунка, содержаща  корпус с патрубком подачи жидкости и осевым каналом подачи газа,, в котором размещен проницаемый пористый вкладьш Cl3.

Недостатком этой форсунки  вл етс  необходимость создани  значительного перепада давлени  дл  получени  дисперсного двухфазного потока. Кроме того, при увеличении расхода жидкости возможны периодические запирани  жидкостью проходных сечений ; пористого вкладьш1а, что приводит к значительным колебани м состава двух фазного потока во времени и к ухудшению качества распьшивани .

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  пневматическа  форсунка, содержаща  корпус с осевым каналом подачи газа и кольцевым коллектором, охватывающим проницаемый пористый вкладьш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом, и патрубок подачи жидкости , L2 3.

Известна  пневматическа  форсунка повьш1ает дисперсность распьшивани , равномерность смешени  жидкости и газа, однако не обеспечивает полной равномерности смещени  жидкости и газа по сечению двухфазного потока из-за неравномерного расхода жидкости по периметру пористого вкладьш1а, так как расход жидкости через пористьй вкладьш будет больше

в месте ввода ее в коллектор (в районе патрубка подачи жидкости), чем в,противоположном месте.

Эта неравномерность расхода жидкости происходит из-за неравномерности давлени  жидкости по периметру коллектора, так как давление в коллекторе в районе ввода в него жидкости всегда больше, чем давление в противоположной точке коллектора.

Цель изобретени  - повьш1ение ка-, чества распыпа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с осевым каналом подачи газа и кольцевым коллектором, охватывающим проницаемый пористый вкладыш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки нецроницаемым торцом, и патрубок подачи.-жидкости, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа вьшолне:ны кольцева  промежуточна  камера и сообщающийс  с ней и кольцевым коллектором кольцевой канал, при этом патрубок подачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой, а кольцевой коллектор вьтолнен сужающимс  по ходу движени  продукта.

Непроницаемы торец пористого вкладьщга может быть вьтолнен конусным .,

Кроме того, поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры выполнено с плавно измен ющейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальной шириной вьтолнено со стороны патрубка подачи жидкости.

При этом поперечное сечение кольцевого канала выполнено с плавно измен юдейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной выполнено ео стороны патрубка подачи жидкости. Вьтолнение в корпусе вокруг осево го канала подачи газа промежуточной кольцевой камеры, соединенной с коллектором кольцевым каналом, и соединение патрубка подвода жидкости с промежуточной камерой позвол ет распределить жидкость перед вьщачей в коллектор вокруг осевого канала подачи газа и тем самым выравн ть давление жидкости по периметру коллектора . Такое решение позвол ет подавать жидкость в коллектор осевыг- ее пере мещением, что обеспечивает более равномерньм расход жидкости через пористый вкладыш по его периметру. Выполнение коллектора сужающимс  от промежуточной камеры к выходной кромке форсунки создает переменное сопротивление перемещению по ней жидкости, которое возрастает по мере сужени  коллектора. Это приводит к возрастанию давлени  жидкости при аксиальном движении ее по коллектору , что компенсирует потери давлени ( напора) жидкости на трение, и к вы равниванию давлени  жидкости в коллекторе по высоте пористого вкладыша , что способствует равномерности расхода жидкости по поверхности вкладьша. Вьтолнение непроницаемого торца вкладыша конусным уменьшает общее гидравлическое сопротивление форсун ки (вкладьш1а11,, обеспечива  совместно с сужакицимс  коллектором движени жидкости через пористый вкладьш в направлении к выходной кромке форсу ки (с наклоном к осевому движению газа), что способствует лучшему сме шению жидкости и газа. Выполнение кольцевой промежуточной камеры с плавно измен ющейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальной шириной в этом случае вьтолнено со стороны патрубка подвода жидкости, создает переменное сопротивление перемещению по ней жидкости, которое возрас тает по мере уменьшени  поперечного сечени  промежзпочной камеры (по ме ре удалени  от места ввода в нее жи кости) . Это приводит к возрастанию давлени  жидкости при движении ее по камере, что компенсирует потери давлени  (напора) жидкости на трение по стенкам промежуточной камеры и в сло х жидкости. Этому же способствует и вьшолненИе поперечного сечени  кольцевого канала с плавно измен ющейс  шириной кольца и Вьтолнение поперечного сечени  с минимальной щириной со стороны патрубка подвода жидкости, так как переменна  ширина канала создает переменное сопротивление перетоку, жидкости из промежуточной камеры в ,: коллектор, которое достигает максимума в месте меньшей ширины канала (в месте ввода жидкости) и уменьшаетс  по мере увеличени  тшфины канала (по мере удалени  от места ввода жидкости), достига  минимума в месте большей ширины канала (в противоположном , по отношению к месту ввода жидкости, месте). Это приводит к более интенсивнойпередаче жидкости по периметру промежуточной камеры в место минимального сопротивлени  кольцевого канала, что в свою очередь приводит к выравниванию давлени  жидкости по периметру промежуточной камеры и к .равномерному по периметру расходу жидкости из промежуточной камерь в коллектрр. При использовании предлагаемой форсунки достигаетс  полное выравнивание расхода жидкости по поверхности пористого вкладьшта, равномер-, ное смешение газа с жидкостью и, как следствие, повышение 1 :ачества распыливани . На фиг. 1 изображена пневматическа  форсунка, разрез; на фиг, 2 вариант вьшолнени  пневматической форсунки с плавно измен ющейс  шириной кольца поперечного сечени  кольцевой промежуточной камеры и плавно измен нщейс  шириной сольца поперечного сечени  кольцевого канала; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (схема течени  жидкости и газа через проницаемый пЪрис-йзй вкладьш); на фиг . 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Пневматическа  форсунка содержит корпус 1 с осевым каналом 2 подачи газа и кольцевьм коллектором 3, ох ватывающим проницаемый пористый вкладыш 4 со сквозным осевым отверстием 5 и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом 6, и патрубок 7 подачи жидкости. Торец 8 и бокова  нар жна  поверхность вкладьш1а 4 вьшолнены проницаемь ми . В корпусе 1 вокруг осевого канала 2 подачи газа вьшолн етс  коль цева  промежуточна  камера 10 (межд поверхност ми В и Г) и сообщающийс  с ней и кольцевым коллектором 3 кольцевой канал 11 (между поверхнос т ми Д и Е), при этом патрубок 7 по дачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой 10, а кольцевой коллектор 3 выполнен сужающимс  по ходу движени  продукта. Непроницаемый торец 6 пористого вкладыша 4 вьтолнен конусным. Поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры 10 вьшолнено с плавно измен ющейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с максимальйой шириной выполнено со стороны патрубка 7 подачи, жидкости. Поперечное сечение кольцевого канала 11 выполнено с плавно измен ющейс  шириной кольца, причем поперечное сечение с минимальной шириной вьшолнено со стороны патрубка 7 подачи жидкости. Пневматическа  форсунка работает следующим образом. При подаче жидкости через патрубок 7, а газа - в канал 2 жидкость распредел етс  по периметру промежуточной камеры 10 и через кольцевой канал 11 поступает в коллектор 3. При этом давление жидкости по периметру коллектора 3 выравниваетс , поскольку давление жидкости перераспредел етс  в промежуточной камере 10 и дополнительно выравниваетс  кольцевым каналом 11. Жидкость,поступа  в коллектор 3, движетс  Аксиально. В процессе перемещени  жидкости в сужакицемс  коллекторе 3 происходит перераспределние жидкости и по высоте коллектора, привод щее к его вы- .равниванию по поверхности 9 пористого вкладыща 4. Просачива сь через пористые стенки , жидкость смешиваетс  с газом, образу  двухфазную смесь, истекающую из отверсти  5. )Сидкость, перемеща сь аксиально в сужающемс  коллекторе 3, получает радиальную составл ющую скорости, способствующую просачиванию ее через вкладьш 4. Радиальна  составл юща  скорости в этом случае, зависит от угла наклона стенки коллектора 3, но в любом случае при выполнении коллектора 3 сужающимс , вектор скорости жидкости направлен к выходной кромке форсунки (фиг. 3). При этом конусный непрони-, цаемый торец вкладыша 4 способствует плавному обтеканию его жидкостью и газом, просочившимс  в торец 8. При выполнении промежуточной камеры 10 с плавно измен ющейс  шириной поперечного сечени , максимальна  величина которого выполнена со стороны патрубка 7 подвода жидкости, при движении жидкости по периметру промежуточной камеры 10 происходит перераспределение давлени  жидкости, влекущее выравнивание давлени  жидкости по периметру. Распредел  сь по промежуточной камере 10, жидкость под действием давлени  нагнетани  стремитс  попасть в коллектор 3 через кольцевой канал 11. Плавно измен юща с  ширина кольца поперечного сечени  кольцевого канала 11 создает переменное по его окружности сопротивление, которое при перетоке жидкости в коллектор 3 приводит к равным по величине потер м давлени  жидкости, уменьшающимс  по мере удалени  от места подачи жидкости в промежуточную камеру 10 (по мере увеличени  ширины попе- речного сечени  кольцевого канала 11), При этом давление жидкости дополнительно выравниваетс  по периметру коллектора 3. Уменьшение поперечного сечени  промежуточной камеры 10 и увеличение ширины кольцевого канала 11 по мере удалени  от места подачи жидкости привод т в итоге к цолному вьфавниванию давлени  жидкости, поступающей в кольцевой коллектор 3,а совместно с сужаклцимс  кольцевым коллектором 3 достигаетс  полна  равномерность давлени  -жидкости и по поверхности 9 вкладьш1а 4, обеспе- . чивающа  равномерный расход жидкости по поверхности пористого вкладьша 4. В предлагаемой форсунке в отличие от известной, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа выполн ют промежуточную кольцевую камеру, соединенную с коллектором кольцевым каналом. Кроме того, соединение патрубка подвода жидкости с промежуточной камерой и выполнение коллектора сужающимс  от промежуточной камеры к выодной кромке форсунки позвол ют i подавать жидкость к проницаемому 711 вкладьшу, предварительно распределив ее вокруг осевого канала подачи газа и Быравн в давление жидкости в коллекторе по поверхности проницаемой стенки пористого вкладьша, что обеспечивает равномерность расхода жидкости через пористый вкладыш по его поверхности, равномерность смешени  газа с жидкостью и повышение качества распыливани . При этом вьтолнение непроницаемого торца вкладыша конусным способствует лучшему смешению газа с жидкостью и повьш1ению качества распыливани . Выполнение поперечного сечени  .кольцевой промежуточной камеры с .плавно; измен ющейс  шириной по окруж ности Кольца, максимальна  величина ширины которого выполнена со стороны патрубка подвода жидкости, поперечного сечени  кольцевого канала - с плавно измен ющейс  шириной, кольца, минимальна  величина,которого вьшолнена со стороны патрубка подвода жидкости, позвол ет перераспределением давлени  жидкости в уменьшающемс  сечении проме: суточной камеры и увеличивающейс  ширине кольцевого канала достигнуть полного выравнивани  давлени  жидкости по периметру на входе в коллектор (рбеспечить вьщачу жидкости в коллектор с одинаковым давлением как в районе ВВОДЕ ее, так и в противоположном месте), что обеспечивает равномерный расход жидкости по периметру проницаемого вкладыша, равномерность смешени  газа с жидкостью и повышение качества распыливани .

Claims (4)

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус с осевым каналом подачи газа и кольцевым коллектором, охватывающим проницаемый пористый вкладыш со сквозным осевым отверстием и обращенным к выходной кромке форсунки непроницаемым торцом, и патрубок подачи жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества распиливания, в корпусе вокруг осевого канала подачи газа выполнены кольцевая промежуточная камера и сообщающийся с ней и кольцевым коллектором кольцевой канал, при этом патрубок подачи жидкости соединен с кольцевой промежуточной камерой, а кольцевой коллектор выполнен сужающимся по ходу движения продукта.

Фиг.1

2. Форсунка по п.1, отлича ю щ а я с я тем, что непроницаемый торец пористого вкладыша выполнен конусным.

3. Форсунка по п.1., отличающая я тем, что поперечное сечение кольцевой промежуточной камеры выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем'поперечное сечение с максимальной шириной выпол-

1140833 нено со стороны патрубка подачи жид^ кости.

4. Форсунка поп.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение кольцевого канала выполнено с плавно изменяющейся шириной кольца, причем поперечное сечение с минймаль· ной шириной выполнено со стороны патрубка подачи жидкости.