RU2161073C1

RU2161073C1 - Spray unit

Info

Publication number: RU2161073C1
Application number: RU99120036A
Authority: RU
Inventors: О.М. Соковнин; Н.В. Загоскина; Ю.В. Зыкин
Original assignee: Соковнин Олег Михайлович; Загоскина Нина Владимировна; Зыкин Юрий Васильевич
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: dispersion of liquid. SUBSTANCE: spray unit may be used in scrubber apparatus, absorbers and heat exchangers. Spray unit has body with central cavity. Transverse axle of body is provided with several equidistant cylindrical channels positioned along longitudinal axs of body and coupled with wedge-shaped slit. Relation of distance between centers of channels and their diameter is within 2-3. Width of outlet nozzles formed at crossing of cylindrical channels with wedge-shaped slit equals 0.2-0.5 of channel diameter. Relation of wedge-shaped slit height to width of outlet nozzles is within 6-12. Spray unit ensures better quality of spraying, that is uniform density of spraying. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам диспергирования жидкости и может быть использовано в скрубберных аппаратах, абсорберах, теплообменниках и т. п. The invention relates to liquid dispersion devices and can be used in scrubbing apparatus, absorbers, heat exchangers, etc.

Известна плоскофакельная форсунка [Справочник по пылезолоулавливанию / Под ред. А.А. Русанова. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.136, рис. 4.77], используемая в газоочистных аппаратах. Узел распыливания форсунки состоит из тонкой пластины, в которой методом штамповки получают профилированную канавку с соплом овальной или прямоугольной формы. Known flat torch nozzle [Handbook for dust collection / Ed. A.A. Rusanova. - M .: Energoatomizdat, 1983, p.136, fig. 4.77] used in gas purification devices. The nozzle spraying unit consists of a thin plate in which a profiled groove with an oval or rectangular nozzle is obtained by stamping.

Недостатком устройства является неравномерность распределения распыливаемой жидкости по сечению факела, что обусловлено формой выходного сечения сопла. При этом до 50% распыливаемой жидкости оказывается в периферийной зоне, где размеры капель значительно больше, чем в центре факела. The disadvantage of this device is the uneven distribution of the sprayed liquid over the cross section of the torch, due to the shape of the outlet cross section of the nozzle. In this case, up to 50% of the sprayed liquid is in the peripheral zone, where the size of the drops is much larger than in the center of the torch.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является сопло для получения плоской струи, содержащие корпус с центральной полостью в виде полусферы и щелью, имеющей клиновый входной участок [а.с. N 923633, кл. В 05 В 1/04, 1982]. Closest to the proposed technical solution is a nozzle for producing a flat jet containing a body with a central cavity in the form of a hemisphere and a slit having a wedge inlet section [a.s. N 923633, cl. B 05 B 1/04, 1982].

В данном случае, поскольку выходное отверстие сопла имеет форму эллипса, то расход жидкости по оси сопла оказывается больше, чем на периферии. Кроме того, при увеличении абсолютных размеров сопла (с целью повышения производительности) возрастают размеры образующихся капель, возникает струйный режим истечения жидкости, что ухудшает качество распыла в целом. In this case, since the nozzle outlet is elliptical, the fluid flow along the nozzle axis is greater than at the periphery. In addition, with an increase in the absolute size of the nozzle (in order to increase productivity), the size of the droplets formed increases, a jet regime of fluid outflow occurs, which affects the quality of the spray as a whole.

В изобретении обеспечивается технический результат - улучшение качества распыла (дисперсности, равномерности заполнения факела) при увеличении производительности единичного устройства. The invention provides a technical result - improving the quality of the spray (dispersion, uniformity of filling the torch) while increasing the productivity of a single device.

Указанный технический результат обеспечивается в распылительном устройстве, содержащем корпус с центральной полостью и с клиновой выходной щелью за счет того, что согласно изобретению центральная полость соединена с клиновой выходной щелью посредством расположенных на продольной оси корпуса цилиндрических каналов, равноудаленных друг от друга на поперечной оси корпуса, причем отношение расстояния между центрами каналов к их диаметру лежит в пределах 2 - 3, ширина выходных сопл устройства, образующихся при пересечении цилиндрических каналов с клиновой щелью, составляет 0,2 - 0,5 диаметра каналов, а отношение высоты клиновой щели к ширине выходных сопл лежит в интервале 6-12. The specified technical result is ensured in a spray device comprising a housing with a central cavity and a wedge-shaped outlet slit due to the fact that according to the invention, the central cavity is connected to the wedge-shaped outlet slit through cylindrical channels located on the longitudinal axis of the housing and equidistant from each other on the transverse axis of the housing, moreover, the ratio of the distance between the centers of the channels to their diameter lies in the range 2 - 3, the width of the output nozzles of the device formed when the cylindrical channels with a wedge gap, is 0.2 - 0.5 of the diameter of the channels, and the ratio of the height of the wedge gap to the width of the output nozzles is in the range of 6-12.

На фиг. 1 изображено распылительное устройство - общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А устройства; на фиг. 3 - вид снизу (с торца). In FIG. 1 shows a spray device — general view; in FIG. 2 - section aa device; in FIG. 3 - bottom view (from the end).

Распылительное устройство содержит корпус 1 с центральной полостью 2, которая цилиндрическими каналами 3, расположенными на продольной оси корпуса, соединена с клиновой выходной щелью 4. Диаметр цилиндрических каналов d_к, расстояние между их центрами a_к, высота клиновой щели h_щ. При пересечении цилиндрических каналов с клиновой щелью образуются выходные распылительные сопла 5 шириной I_щ. Щель выполнена сквозной по всей торцевой поверхности распылительного устройства.The spray device comprises a housing 1 with a central cavity 2, which is connected by a cylindrical channel 3 located on the longitudinal axis of the housing with a wedge exit slot 4. The diameter of the cylindrical channels d _k , the distance between their centers a _k , the height of the wedge slit h _u . When the cylindrical channels intersect with the wedge gap, output spray nozzles 5 with a width of I _{u are formed} . The slot is made through across the entire end surface of the spray device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Распыливаемая жидкость подается в центральную полость корпуса, где распределяется по цилиндрическим каналам и поступает к выходным распределительным соплам. Так как их сечение представляет собой щель, (отношение ширины I_щ к длине d_к составляет 0,2-0,5), то истекающая струя при входе в сопло сжимается, а на выходе из него расширяется в плоскости, параллельной щели, приобретая плоскую веерообразную форму. При этом боковые грани клиновой щели служат направляющим аппаратом, формирующим факел распыла и определяющим его геометрические параметры. Длина направляющего участка (h_щ) в 6-12 раз больше ширины выходного сопла (I_щ), что обеспечивает формирование устойчивой плоской струи с углом раскрытия α, соответствующим углу раскрытия клиновой щели.The sprayed liquid is fed into the central cavity of the housing, where it is distributed through cylindrical channels and enters the outlet distribution nozzles. Since their cross section is a gap, (the ratio of the width I _u to the length d _to is 0.2-0.5), then the outflowing jet at the entrance to the nozzle is compressed, and at the exit from it expands in a plane parallel to the gap, acquiring a flat fan-shaped. In this case, the lateral faces of the wedge slit serve as a guiding apparatus forming the spray torch and determining its geometric parameters. The length of the guide section (h _Щ ) is 6-12 times greater than the width of the outlet nozzle (I _Щ ), which ensures the formation of a stable flat jet with an opening angle α corresponding to the opening angle of the wedge gap.

Расстояние между центрами цилиндрических каналов a_к (и соответственно между центрами выходных сопл) выбирается из условия обеспечения равномерной плотности орошения в поперечном сечении факела распыла. При отношении a_к/d_к < 2 периферийные участки соседних факелов перекрываются непосредственно на выходе из сопл до формирования капель, что увеличивает впоследствии их размеры и плотность орошения между осями сопл. При отношении a_к/d_к > 3 периферийные участки соседних факелов, напротив, не успевают соединиться в направляющем аппарате (клиновой щели), поэтому плотность орошения между осями соседних сопл становится меньше средней, что также ухудшает качественные характеристики работы распылителя.The distance between the centers of the cylindrical channels a _k (and, accordingly, between the centers of the output nozzles) is selected from the condition of ensuring a uniform density of irrigation in the cross section of the spray torch. When the ratio a _to / d _to <2, the peripheral sections of adjacent flares overlap directly at the exit of the nozzles until droplets form, which subsequently increases their size and density of irrigation between the axes of the nozzles. When the ratio a _to / d _to > 3, the peripheral sections of adjacent flares, on the contrary, do not have time to connect in the guide apparatus (wedge gap), therefore, the irrigation density between the axes of adjacent nozzles becomes less than average, which also affects the quality of the atomizer.

Использование в одном устройстве нескольких сопл, расположенных на его продольной оси, позволяет пропорционально увеличить производительность распыливающего устройства при сохранении высокой дисперсности распыла. Последняя величина обратно пропорциональная геометрическим размерам выходных каналов (чем меньше их размер, тем выше дисперсность образующихся капель). The use of several nozzles located on its longitudinal axis in one device allows one to proportionally increase the productivity of the spray device while maintaining a high dispersion of the spray. The latter value is inversely proportional to the geometric dimensions of the output channels (the smaller their size, the higher the dispersion of the droplets formed).

Указанные характеристики распыла (высокие производительность, дисперсность, равномерность плотности орошения) необходимы при проведении процессов межфазного массообмена (пылеулавливание, абсорбция, сушка и др.). Особенно целесообразно использование предлагаемых распылительных устройств в технологических аппаратах прямоугольной формы, т.е. когда сечения зоны массообмена (реакции) и факела распыла подобны. The indicated spray characteristics (high productivity, dispersion, uniformity of irrigation density) are necessary when carrying out interfacial mass transfer processes (dust collection, absorption, drying, etc.). It is especially advisable to use the proposed spray devices in technological devices of a rectangular shape, i.e. when the cross sections of the mass transfer zone (reaction) and the spray torch are similar.

Например, в скрубберах Вентури с выносной трубой-коагуллятором прямоугольного сечения, используемых для золоулавливания на теплоэлектростанциях, применение указанных распылительных устройств оказалось эффективнее, чем центробежных форсунок, имеющих кольцевое сечение факела распыла. For example, in venturi scrubbers with a rectangular rectangular cross-section coagulator pipe used for ash collection at thermal power plants, the use of these spraying devices was more effective than centrifugal nozzles having an annular cross section of the spray torch.

Claims

A spray device comprising a housing with a central cavity and a wedge-shaped outlet slit, characterized in that the central cavity is connected to the wedge-shaped outlet slit through cylindrical channels located on the longitudinal axis of the housing and equidistant from each other on the transverse axis of the housing, the ratio of the distance between their centers and the diameter of the channel is in the range of 2 to 3, the width of the outlet nozzles formed when the cylindrical channels intersect with the wedge gap is 0.2-0.5 channel diameters, and the height to the slit to the width of the outlet nozzles lies in the range of 6-12.