Струйно-вихревая форсунка

@те, т ло-те

С А-Н"-

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.03.77 (21) 2457605/23-05 (5l ) М, Kä,> с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет-В 05 В 1/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 66 069.83 (088,8) Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 28. 04 . 79 (72) Авторы изобретения

А. А. Чернышов, А. С. Коливашко, В. A. Мизин и И. М. Ханин

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) СТРУИНО-ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к технике распыления жидкостей, к устройствам, распыливающим технологические жидкости в теплои массообменных аппаратах, являющихся одним из основных видов оборудования коксохимического, нефтехимического и смежных с ними производств. Ш ирокое применение, например, в насадочных и полых аппаратах указанных производств распыливающих устройств и повышение надежности их работы позволяет повысить эффективность аппаратуры в целом при производстве кислот, щелочей, солей и т. д.

Известна струйно-вихревая форсунка, содержащая камеру, по оси которой через отверстие в торцовой стенке, противоположной соплу, подается осевая струя, а по тангенциально расположенным каналам в камеру направляется жидкость, образующая вихрь, коаксиальный с осевой струей (1).

Для этой форсунки характерны низкое качество распыливаемого продукта и невысокая производительность.

Известна и другая струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и соплом, расположенный в камере завихритель с тангенциальными каналами и средство создания осевого потока (2). Данная форсунка является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату.

Однако осевое отверстие в завихрптеле часто забивается включениями, особенно в форсунках с производительностью 0,5 — 20 и /ц, что приводит к образованию полого конического факела жидкости. Забиваемость, в первую очередь, осевого отверстия завихрителя обусловлена его меньшей, как правило, площадью, чем тангенциальных каналов. Образование полого факела распыливаемой жидкости, вместо требуемого заполненного, приводит к резкому ухудшению распределения жидкости по верхнему сечению насадки в насадочных колоннах или в объеме полого аппарата. Ухудшение распределения жидкости приводит к значительному снижению коэффициентов тепло- и массообмена.

Кромеэтого, в известной форсунке неэффективно вязкое взаимодействие вращаю20 щегося коаксиального потока с осевой незакрученной струей, имеющей компактную структуру и большую скорость, пропорциональную корню квадратному из величины давления жидкости перед форсункой, что

6, <15)8 уменьшает возможность <)(>((ц(ч .;и". у(овлетворитель)>ого рас род(л<",<<<я .к<:..11.<)(ги в широком дц(1;< >зо)<(x I.lов факела !до 12)0 ).

M(f> Iiif < 1 зс1(:()P(ни>! Вклк) I".Ifèß очнется в т() ъ1, чт() ч(1 с 1 If Ifû (раз м(I< i ми, Il((.колько

5 превосходя>ними еги диаметр, saffpe(((»sf fваются в Отверстия завихрителя в результате действия ца них c(> стороны потока силы, направленной fio оси форсунки.

Величина этой силы пропорциональна произведению площади среднего сечения час- 10 тицы на величину давления торможения обтекающего ее потока. Эта сила запрессовывает частицу в осевое отверстие завихрителя, что ведет к его быстрейшему засорению, в котором уже участвуют и более мелкие частицы.

В струйно-вихревых форсунках длина осевого отверстия завихрителя, как правило, больше его диаметра, что приводит к повышению его засоряемости.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения равномерно заполненного факела и повышение надежности работы форсунки.

Указанная цель достигается тем, что средство создания осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размещенных на тор- 4 цовой поверх ности за ви хрителя, обра щенIfOH К СОПЛ) .

На фиг. 1 изображена струйно-вихревая форсунка, общий вид; на фиг. 2 — завихритель, вид cff(р "; на фиг. 3 вид llo стрелке А на фиг. 2.

Струйно-вихревая форсунка содержит корпус с камерой завихрения 2 и соплом

3, расположенный в камере 2 завихритель

4 <. т;>lfãcfföèà IûifI>f к(lпалами 5. Средство создания осевого потока выполнено в виде З5 радиальных пазов 6, размещенных на торцовой поверхн<кти завихрителя 4, обращенНой К С<)ЦЛ

Внешняя <поверхность завихрителя 4 и пасть внуf p(II и <к>верхности корпуса 1 вы- 4I> цолнены кони<с(кими, что позволяет исключить из конструкции форсунки элементы крепло)<ия завихрителя. г1а внутренней поверхll()(ти корпуса 1 имеется резьба (на чертеж lv не показа, !) для подсо(динения к fpv45 бо:)ро воду, ц цтгно<цему форсу и ку жидкостью.

Форс<ни;1 работает следующим Образом.

11одвод жидкости осуществляется ПО оси форсунки. Жидкость по тангенциальным каналаM 5 поступает в камеру 2 3авиxð(íèÿ, где происходит ее интенсивное вращательно- so поступательное движение. Результатом вращательного движения является положительHblH радиальный градиент статического давления, при котором статическое давление возрастает с увеличением расстояния от Оси камеры 2. В связи с этим часть жидкости

4 от внутренних стенок камеры 2 по пазам 6 поступает к оси форсунки, образуя осевой поток. В результате взаимодействия осевого потока с потоком, образованным тангенциальными каналами 5 и имеющим вращательно-поступательное движение, образуется заполненный факел.

11àçû 6 выполнены обтекаемой формы, имеют значительную ширину, небольшую глу.бину, и их количество при необходимости может быть увеличено. Целесообразно выбирать количество пазов 6, равным количеству тангенциальных каналов 5. Размещать пазы 6 следует симметрично оси форсунки в плоскости торца завихрителя 4, однако в тех случаях, когда диаметр сопла 3 форсунки невелик (5 — 10 мм), для формирования осевого потока можно число пазов 6 увеличить до 5 — 10 с выбором числа тангенциальных каналов 5, равного 3 — 5.

Обтекаемая форма лазов 6 (например, сечение, перпендикулярное оси паза, представляет собой часть круга), их незначительная глубина, расположение в верхней части камеры 2 завихрения, возможность увеличения их числа, при необходимости до требуемого для формирования осевого потока снижает возможность забивания форсунки включениями по сравнению со струйно-вихревой, имеющей одно осевое отверстие в завихрителе.

Таким образом, данная форсунка обеспечивает повышение надежности работы на технологических жидкостях, содержащих механические и другие включения, склонные к отложению B тепло- и массообменных аппаратах, получение необходимого заполнения факела в широком диапазоне углов.

Формула изобретения

Струйно-вихревая форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и сОплом, расположенный в камере завихритель с тангенциальными каналами и средство создания осевого потока, отлииающа.i(..< тем, что, с целью обеспечения возможности получения равномерно заполнепног(> факела и повышения надежности работы форсунки, средство создания осевого потока выполнено в виде радиальных пазов, размещенных на торцовой поверхности завихрителя, обращеьчн>й к соплу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головачевский 10. А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышленности. М., Машиностроение, 1974, с. 241, рис. 91.

2. Ханин И. М. и др. Мехашгческие фор(>х If f(I I Гех I <(), lr) l ll )(. (К><х а и ПЯ ()а го<1. !(П(Б.

Укр!1И!111! И, !971, с. I. 3, р>)с 3

657858

Фиг.1

Юг.2

ВиУ А

Составитель А. Чал-Боро

Техред О. Луговая Корректор О. Ковинская

Тираж 821 Подписное

Редактор О. Кузнецова

Заказ 1933/6

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, XC — 35, Раушская наб., д. 4, 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проек1ная, 4