Спосіб і форсунка для розпилення рідини

Реферат: У заявці описаний спосіб розпилення рідини (L) форсункою (1), при виконанні якого газову фазу (G) і рідину (L) подають у змішувальну камеру (30), що перебуває всередині форсунки (1), одержуючи емульсію газу у рідині, що перебуває під тиском усередині камери й утворену газовими пухирцями, оточеними рідиною у вигляді плівки, при цьому швидкість газової фази на вході змішувальної камери близька до швидкості звуку або більше неї, і розпилену рідину одержують за рахунок розширення емульсії на виході камери. Описана також відповідна форсунка (1), що містить змішувальну камеру (30) і розподільний вузол (D), виконаний з можливістю забезпечення подачі газу й рідини для утворення емульсії. UA 107067 C2 (12) UA 107067 C2 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки Винахід відноситься до способу розпилення й відповідної форсунки для розпилення рідини. Переважним застосуванням винаходу є тонке розпилення рідкого стимулятора росту у грануляторі з киплячим шаром. Попередній рівень техніки Розпилення - це перетворення рідкого продукту у тонкий аерозоль або водяний пил за допомогою відповідної форсунки (сопла). У відомих у попередньому рівні техніки розпилювальних форсунках рідина розпорошується переважно за рахунок змішування з більшою кількістю повітря або іншого придатного газу, що надходить з високою швидкістю. Співвідношення повітря/рідина звичайно становить приблизно 25-50%, і пов'язані з цим недоліки полягають у необхідності мати великий повітряний компресор і у великому споживанні енергії. Розпилення рідини використовується у багатьох областях. У наступній частині опису робиться посилання на краще застосування, що складається у розпиленні рідкого стимулятора росту у грануляторі з киплячим шаром. Гранулятор із киплячим шаром являє собою пристрій перетворення рідини у тверді частки заданої форми й розміру. Процес грануляції у киплячому шарі звичайно використовується при виробництві гранул карбаміду (сечовини), хлориду амонію й у загальному мінеральних добрив. У документі WO 02/074427 розкритий гранулятор із киплячим шаром, що містить ємність, в якій система нагнітання повітря підтримує задану кількість гранул у псевдозрідженому стані, і при цьому гранули поступово покриваються розпиленим рідким стимулятором росту й збільшуються у розмірах. Цей рідкий стимулятор росту може являти собою або чисту субстанцію, або її розчин. Відоме також введення у киплячий шар малих твердих часток (звичайно розміром менше 2 мм у діаметрі) тієї ж або іншої субстанції, які називають ще затравкою, для створення центрів поступового осадження рідкого стимулятора росту й активізації процесу гранулювання. Загалом процес полягає у тому, що крапельки рідкого стимулятора росту змочують затравки й гранули, що утворюють киплячий шар, скріплюються з ними й затвердівають. У гранулятор із киплячим шаром повинна подаватися розпилена рідина у вигляді невеликих розсіяних крапель, щоб одержати низьку швидкість кристалізації й, якщо рідкий прискорювач росту являє собою розчин (наприклад водний розчин), одержати швидке випаровування розчину й високу чистоту продукту (наприклад 99,8%). Як було зазначено вище, відомі у попередньому рівні техніки розпилювачі мають потребу у подачі великої кількості повітря. Розпилення рідкого стимулятора росту для грануляції, наприклад, карбаміду виробляється при співвідношенні повітря/рідина, що становить звичайно 0,4 і 0,5. Витрата повітря становить звичайно 50% від витрати рідини при швидкості повітря приблизно від 200 до 300 м/с і тиску до 1 бара (0,99 атм.). Відповідна витрата повітря є головним недоліком. Установка для виробництва карбаміду продуктивністю 2000 мт/день (метричних тонн на день) вимагала б приблизно 1000 мт/день 6 3 повітря, тобто 10 нм /день (один мільйон нормальних метрів кубічних на день). Така велика кількість високошвидкісного повітря спричиняє витрати на введення енергоємних ділянок подачі повітря. Капітальні витрати на встаткування (компресори тощо) також відповідні. У документі WO 02/083320 розкрита форсунка, в якій емульсія газової фази у рідкій фазі виходить шляхом подачі рідкої фази через пристрій завихрювання й подачі газової фази через радіальні отвори або щілини нижче за напрямком потоку пристрою завихрювання. Для утворення емульсії рідина повинна бути пропущена через невеликі канали, сформовані у пристрої завихрювання. У винаході розкриті вдосконалення відомого у попередньому рівні техніки процесу й відповідних форсунок. Розкриття винаходу Завдання, що лежить в основі даноговинаходу полягає у забезпеченні ефективного способу й пристрою для розпилення рідини при низькій витраті повітря або газу, а також простій і надійній конструкції форсунки. Основна ідея винаходу полягає в одержанні розпиленої рідини за рахунок розширення відповідної емульсії газової фази у рідині й одержанні такої емульсії шляхом змішування тонкого, але дуже швидкого газового струменя (струменів) з рідиною у відповідній змішувальній камері форсунки вище за напрямком потоку вихідного отвору форсунки(ок). Відповідно, винахід забезпечує спосіб розпилення рідини форсункою, при виконанні якого рідину й газову фазу подають у форсунку й на виході форсунки одержують розпилений потік, який відрізняється тим, що: 1 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 газову фазу й рідину подають за відповідними каналами у змішувальну камеру всередині форсунки, в якій одержують емульсію газу у рідині, що перебуває всередині камери під тиском і утворена газовими пухирцями, оточеними рідиною у вигляді плівки; для утворення емульсії швидкість газової фази у вихідній області змішувальної камери приблизно дорівнює швидкості звуку або перевершує її; розпилений потік одержують за рахунок розширення емульсії, при якому рідка плівка розпорошується на виході камери. Масова витрата газової фази, що подається у змішувальну камеру, у кращому варіанті виконання істотно нижче масової витрати потоку рідини, що подається у ту ж змішувальну камеру, і переважно масова витрата газової фази становить від 1 до 10% масової витрати рідини. Відповідно до винаходу швидкість газової фази приблизно дорівнює швидкості звуку, тобто має порядок величини, близький до швидкості звуку, яка визначається температурою, при цьому переважно швидкість газової фази, що надходить у змішувальну камеру, злегка менше швидкості звуку, дорівнює їй або злегка більше неї. Швидкість рідини у вхідній області змішувальної камери багато менше швидкості газової фази й звичайно менше 10 м/с. Переважно, якщо газова фаза являє собою двоатомний газ, тиск у змішувальній камері приблизно дорівнює 0,5 тиску подаваної газової фази, тому що двоатомний газ прискорюється до швидкості звуку при ступені розширення, приблизно рівному 0,5. У кращих варіантах виконання газову фазу подають у змішувальну камеру при відносному тиску від 1 до 11 бар (0,99-10,86 атм.). Відповідно до кращого варіанта виконання винаходу емульсія розширюється у розбіжній зоні кінцевої частини форсунки, що включає один або декілька вихідних отворів. Відповідно до іншої ідеї винаходу газову фазу подають у змішувальну камеру вхідним газовим потоком, що включає щонайменше один газовий струмінь, який надходить у вхідну область змішувальної камери, і вхідний потік рідкої фази симетрично розподілений навколо вхідного газового потоку. У кращих варіантах виконання рідина розподілена між декількома каналами, круглими або мають іншу форму, які розташовані навколо зони надходження газу, наприклад, по окружності. Газова фаза звичайно являє собою повітря. Кращою областю застосування вищеописаного способу є гранулювання карбаміду, при якому потік рідини являє собою потік рідкого карбаміду (розплаву карбаміду) або його водного розчину, а газовий потік - повітря, переважно відфільтрований до відповідності вимогам стандартів ISO. Винахід може бути використаний, зокрема, але не обмежуючись цим, для розпилення рідкого прискорювача росту у процесі гранулювання у киплячому шарі. Прикладом може служити гранулювання карбаміду, при якому рідкий стимулятор росту являє собою рідкий карбамід або розчин карбаміду, при цьому повітря подається у форсунку під тиском приблизно 5-7 бар (4,93-6,91 атм.), у той час як тиск у зоні змішування становить 2-4 бара (1,97-3,95 атм.), так що при розширенні повітря, що поступає у змішувальну камеру, енергія тиску повітря перетвориться у кінетичну енергію, тобто потік повітря сильно прискорюється й надходить у змішувальну зону зі швидкістю, близькою до швидкості звуку (звичайно близько 400 м/с), тоді як рідкий карбамід надходить зі значно меншою швидкістю у декілька метрів на секунду. Метою винаходу є також забезпечення форсунки, виконаної з можливістю роботи відповідно до вищеописаного способу. У кращому варіанті форсунка містить канал подачі газу й канал подачі рідини, а також змішувальну камеру, що сполучається з каналом подачі газу й каналом подачі рідини через вузол розподілу газу й рідини, виконаний з можливістю забезпечення високошвидкісного вхідного газового потоку у вхідній області камери й набагато більше повільного вхідного потоку рідини, розподіленого симетрично навколо вхідного газового потоку у вхідній області камери, для утворення у змішувальній камері емульсії газу у рідині. Вхідний газовий потік сформований так, щоб забезпечувати швидкість газової фази, яка дорівнює швидкості звуку або переважає її. У кращому варіанті виконання змішувальна камера являє собою циліндричну камеру, симетричну щодо осі такої ж форсунки й має розбіжну вихідну частину, яка закінчується вихідним отвором. Відповідно до одного з варіантів виконання вузол розподілу газу й рідини виконаний з можливістю забезпечення високошвидкісного вхідного газового потоку, оточеного вхідним потоком газу, що має вигляд, наприклад, потоку рідини, розподіленого по окружності у вхідній області змішувальної камери. Можливі альтернативні варіанти, наприклад, зі введенням рідини через кільцевий канал, що охоплює вхідний повітряний потік. Вхідний газовий потік може мати вигляд одного або декількох високошвидкісних струменів, що поширюються переважно по осі або поблизу осі змішувальної камери. 2 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У кращому варіанті виконання вузол розподілу газу й рідини в основному являє собою складання зовнішньої корпусної частини з внутрішньою частиною, причому з'єднання цих двох частин утворить відносно великий газовий вхід, що сполучається з газовим входом форсунки, і невеликий вихідний газовий канал(и), відкритий у змішувальну камеру. За рахунок цього газовий потік при проходженні через цей вузол прискорюється, що приводить до перетворення енергії тиску у кінетичну енергію. Вузол має також щонайменше один канал подачі рідини, що сполучається з входом подачі рідини у форсунку й відкритий у ту ж змішувальну камеру. У кращому варіанті реалізації зовнішня корпусна частина й внутрішня частина виконані в основному як втулка й вкладиш, який коаксіально вставляється у втулку. Втулка має осьовий газовий канал із заднім отвором, що сполучається з газовим входом форсунки, і переднім отвором, що сполучається зі змішувальною камерою, причому вкладишу надана форма, що забезпечує можливість формування одного або декількох каналів у переднього отвору, які служать для створення високошвидкісного газового струменя (струменів), спрямованого у змішувальну камеру, при цьому втулка забезпечена фланцевою частиною навколо переднього отвору, що має групу каналів для проходження рідкої фази, які сполучаються зі змішувальною камерою й входом рідини у форсунку. За рахунок цих каналів рідина розподіляється навколо високошвидкісного газового струменя (струменів) на вході змішувальної камери. Відповідно до інших кращих відмітних властивостей вкладиш має стрижневу частину з діаметром, який дорівнює передньому отвору втулки, і головну частину з діаметром, який дорівнює задньому отвору тієї ж втулки. Уздовж вкладиша сформовані поздовжні прорізи, що проходять від головки до кінця стрижневої частини, причому нижня поверхня прорізів перебуває від осі вкладиша на відстані, яка менше радіуса стрижневої частини. На вхідній стороні розподільного вузла газовий потік пропускається більшими щілинами, сформованими поздовжніми прорізами у головній частині вкладиша, у той час як на вихідній стороні розподільного вузла ці прорізи утворюють вузькі канали між стрижневою частиною вкладиша й переднім отвором втулки. Один із прикладів буде наведений у детальному описі. Термін "прорізи" повинен визначатися у широкому змісті, наприклад вкладиш може бути механічно оброблений або виготовлений (наприклад виливанням) безпосередньо з прорізами у стрижневій і головній частинах, або прорізи можуть бути сформовані фрезеруванням або будьяким іншим рівноцінним способом. Переважно форсунка сформована з корпусної частини й насадки у вигляді усіченого конуса, пригвинченої або зафіксованої на корпусній частині. Вузол розподілу газу й рідини встановлений всередині форсунки між корпусною частиною й насадкою. Насадка закінчується порожньою циліндричною частиною, що утворює змішувальну камеру. Головні властивості винаходу полягають в утворенні емульсії у змішувальній камері, в якій об'єм газової фази значно більше об'єму рідкої фази, і у розпиленні рідини за рахунок руйнування пухирців, які утворюють емульсію, при падінні тиску у вихідного отвору. Безперервні газові струмені, що виходять з розподільного вузла, при контакті з рідиною перетворюються у пухирці, і з іншої сторони рідина переходить у стан плівки, тим самим утворюючи емульсію. У збіжній вихідній частині форсунки, нижче за потоком змішувальної камери тиск емульсії падає, і газові пухирці розширюються, тим самим утворюючи емульсію з пухирцями більшого розміру, але все ще оточеними безперервною рідкою плівкою. При виході з соплового отвору (виходу форсунки) через різке падіння тиску емульсія розбивається на фрагменти шляхом "вибуху" пухирців, що розривають рідку плівку на декілька крихітних рідких фрагментів, які під дією поверхневого натягу швидко перетворюються у дрібні сферичні краплі. Вихідний потік форсунки, що працює за вищеописаним способом, являє собою дрібнодисперсний туман із малою швидкістю руху крапель. Перша перевага винаходу полягає у тому, що споживання повітря мале, і, отже, у порівнянні з відомими у попередньому рівні техніки розпилювачами малі витрати на систему подачі, що включає компресор і допоміжне устаткування. Як правило, споживання повітря становить порядку 0,1 від відомої у попередньому рівні техніки системи. Винахід має додаткову перевагу, яка полягає у тому, що через канали з малим поперечним перерізом подається тільки газ (звичайно повітря), у той час як рідку фазу подають з низькою швидкістю й через канали більшого перерізу. Емульсія виходить шляхом подачі двох фаз у змішувальну камеру без необхідності забезпечення частин із вузькими каналами на стороні рідини, що є перевагою, особливо коли рідина може легко закупорювати вузькі канали. Це відноситься до випадку, наприклад, рідкого карбаміду або розчинів, що містять карбамід. Крім того, описану форсунку легко виготовляти й збирати. Зокрема, тому що вузькі канали виходять завдяки з'єднанню двох окремих деталей, а саме втулки й коаксіального вкладиша, 3 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 немає необхідності у механічній обробці дуже малих отворів або каналів, що дає зниження вартості й спрощує виготовлення. Слід також зазначити, що подача газової фази (звичайно повітря) під відносно високим тиском не є недоліком, тому що завдяки способу змішування виявляється достатньою мала кількість повітря. Кращим, але не єдиним, додатком винаходу є встаткування гранулювання. Винахід може бути використаний, наприклад, для гранулювання такого продукту, як карбамід, сірка, нітрат амонію й інші мінеральні добрива. Краще винахід використовується разом із гранулятором із киплячим шаром, розкритим у патентній заявці WO 02/074427. Переваги й властивості винаходу будуть краще представлені в описі, який служить як ілюстрація, а не обмеження варіанта виконання винаходу, наведеного далі з посиланням на прикладені креслення. Короткий опис креслень Далі винахід більше докладно розглянутий з посиланням на прикладені креслення, на яких показане: на фіг. 1 - вигляд попереду у перспективі форсунки, виконаної відповідно до кращого варіанта реалізації винаходу; на фіг. 2 - вигляд позаду у перспективі форсунки з фіг. 1; на фіг. 3 - перетин форсунки з фігур 1 і 2; на фігурах 4 і 5 - перетин і вигляд попереду зовнішньої частини або втулки вузла розподілу газу й рідини з фіг. 3; на фігурах 6 і 7 - перетин і вигляд попереду внутрішньої частини або вкладиша вузла розподілу газу й рідини з фіг. 3; на фіг. 8 - перетин втулки з фігур 4, 5 і вкладиша з фігур 6 і 7, зібраних разом, утворюючи вузол розподілу газу й рідини; на фігурах 9 і 10 - вигляд попереду й вигляд позаду вузла з фіг. 8, показаного, відповідно, з напрямків, позначених через IX і X на фіг. 8; на фіг. 11 - деталізації вигляду з фіг. 10, що відображає вузькі повітряні канали на вихідній стороні вузла; на фіг. 12 - перетин форсунки у прикладі його використання у грануляторі карбаміду з киплячим шаром. Здійснення винаходу Форсунка 1 містить основну корпусну частину 2 і насадку 3, з'єднану з основним корпусом 2 гвинтами або будь-яким іншим придатним способом. Насадка 3 має базову частину 3а, в основному у вигляді усіченого конуса, і в основному циліндричну частину 3b, які у даному варіанті виконані нероз'ємними як одна деталь, але у різних варіантах виконання можуть бути окремими деталями. Основна корпусна частина 2 має позаду вхід 2а повітря й вхід 2b рідини. Ці входи з'єднані в основній частині 2 з газовим каналом 5 і каналом 6 рідини. Частина форсунки 3b закінчується сопловим (випускним) отвором 35 (фіг. 3). У частині 3b насадки сформована змішувальна камера 30. Камера 30 мас вхідну область 30а з частиною 31, яка у даному варіанті виконання має більший діаметр. У камері 30 нижче за потоком є збіжна секція 34 і вихідний отвір 35 форсунки 1. Вихідний отвір 35 може бути виконаний так, щоб створювати конічний або віяловий потік. Форсунка 1 включає внутрішній вузол D розподілу газ-рідина. В основному вузол D має вхідну сторону, що сприймає потоки повітря й рідини з каналів 5 і 6, і вихідну сторону, що живить змішувальну камеру 30. Розподільний вузол D пристосований для відповідної подачі повітря й рідини в область 30а змішувальної камери 30. У даному варіанті вузол D виконаний так, щоб створювати високошвидкісні струмені газу поблизу осі A-A, оточені рідиною, симетрично розподіленою по окружності. Далі випливає опис кращого варіанта виконання з посиланням на прикладені фігури 3-11. Вузол D складається з втулки 10 і вкладиша 20. Вкладиш 20 введений коаксіально у втулку 10, та їхнє складання встановлене між корпусною частиною 2 і насадкою 3 у сідлі, який утворений у частині 3а, що має вигляд усіченого конуса, насадки 3. Втулка 10 (фігури 4-5) являє собою в основному циліндричне тіло з осьовим каналом 11, що має задній отвір 12 і передній отвір 13, що має переважно менший діаметр, ніж задній отвір. Передня частина втулки 10 має зовнішній фланець 14 з групою отворів 15, рознесений по окружності 17 і навколишній передній отвір 13 осьового каналу 11. Внутрішній край 13а переднього отвору 13 округлений. 4 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вкладиш 20 (фігури 6-7) має кінцеву частину 22 зі загальним розміром, наприклад діаметром, в основному співпадаючим із внутрішнім розміром переднього отвору 13 каналу 11, і цій кінцевій частині надана така форма, щоб залишався невеликий канал (канали) між вкладишем і втулкою у вихідної сторони вузла D. При більше докладному розгляді кращого варіанта виконання вкладиш 20 містить циліндричну стрижневу частину 23 і головну частину 24, що має діаметр більший, ніж діаметр стрижневої частини 23. Щонайменше один поздовжній проріз 25 виконаний уздовж вкладиша 20 від головки 24 до кінця 22 стрижневої частини 23, причому нижня поверхня прорізу 25 розташовується від осі вкладиша (яка при установці збігається з віссю A-A) на деякій відстані, меншій ніж радіус стрижня 23. Переважно є декілька прорізів, рівномірно розподілених за кутом, наприклад виконано чотири прорізи під 90°, як показано на фігурі. Вузол D, утворений втулкою 10 і вкладишем 20, показаний на фіг. 8. Вкладиш 20 має приблизно таку ж довжину, як втулка 10, і може бути введений у втулку через канал 11, доти поки головна частина 24 не упреться у кільцеву поверхню 18, показану на фіг. 4. У вхідної сторони вузла D (фіг. 9) діаметр головної частини 24 в основному відповідає внутрішньому діаметру заднього отвору 12 з відповідним зазором для вільної установки, при цьому газовий потік має можливість проходити через відносно більші щілини 26, утворені прорізами 26 у головці 24 вкладиша. На протилежній вихідній стороні вузла D (фіг. 10) діаметр стрижневої частини 23 в основному відповідає діаметру отвору 13 з відповідним зазором для вільної установки. Завдяки прорізам 25 і тому, що їхня відстань від осі A-A менше радіуса стрижня 23, кожний проріз 25 утворить вузький вихідний канал (канали) 27 на вихідній частині вкладиша. При використанні форсунки 1 цей вузький канал (канали) внаслідок малого поперечного перетину здатний створювати високошвидкісний газовий струмінь, що попадає у камеру 30. Детально вихід повітря з вузла D показаний на фіг. 11, що зображує канали 27, які проходять між стрижнем 23 вкладиша й отвором 13 втулки. Канали або щілини 27 у кращому варіанті виконання винаходу мають довгасту форму й рівномірно рознесені навколо осі A-A форсунки 1, при цьому найбільше краще забезпечення від чотирьох до восьми прорізів 25 і відповідних щілин 27. В іншому варіанті виконання винаходу (не показаному) щілини 27 можуть бути виконані у шестигранному елементі, такому як болт або гвинт, коаксіальний круговому отвору, наприклад отвору 13. Вузол D установлений так, щоб осьовий канал 11 втулки 10 через задній отвір 12 сполучався з входом повітря. Навколо вузла D між втулкою 10 і частиною За насадки 3 сформований кільцевий простір 16, що сполучається з входом рідини. Отвори 15 забезпечують зв'язок за потоком між простором 16 і змішувальною камерою 30. Можна зрозуміти, що подача повітря у змішувальну камеру 30 здійснюється через канал 6 у корпусній частині 2 і потім через канали 26 і 27 у розподільному вузлі D. З іншого боку, подача рідини у змішувальну камеру 30 відбувається через кільцевий простір 16 і отвори 15. Кільцеве ущільнення 32 забезпечує герметичність газового тракту, та інше кільцеве ущільнення 33 призначене для забезпечення герметичності тракту рідини. При необхідності можуть бути використані інші ущільнення. Можна також зрозуміти, що отвори 15 забезпечують дискретну подачу рідини у камеру 30, розподілену по окружності 17 навколо газових каналів 27. В інших варіантах виконання винаходу рідина може подаватися у камеру 30 через кільцевий отвір, що охоплює газові потоки, які надходять в аналогічну камеру 30. Для цього отвори 15 можуть бути замінені на безперервний кільцевий канал або на два або декілька довгастих дугоподібних прорізи. Розміри можуть, звичайно, змінюватися залежно від необхідності. Швидкість вхідного потоку визначається загальним поперечним перетином каналів 27, які можуть бути відповідним чином спроектовані. Представлені креслення відносяться до звукового виконання, в якому швидкість повітря на виході каналів 27 приблизно дорівнює швидкості звуку. У надзвуковому виконанні профіль отвору 13 і (або) вкладиша 20 такий, щоб утворювати збіжний/розбіжний профіль у місці каналів 27. Звертаючись до прикладу використання, представленому на фіг. 12, можна бачити, що форсунка 1 з'єднана зі стінкою W гранулятора з киплячим шаром, призначеного для одержання карбаміду, і відповідні трубопроводи 7, 8 підключені до задніх входів 2а й 2b. Кришка 41 утворює проміжний простір навколо трубопроводів 7 і 8, який може бути використаний при необхідності для подачі обігрівального середовища. Повітря G подається за трубопроводом 7 під тиском приблизно 5-7 бар, у той час як тиск у змішувальній камері 30 підтримується більше низьким, наприклад 2-4 бара. Проходячи через канали 27 повітря прискорюється, тому що частина його енергії тиску перетворюється у 5 UA 107067 C2 5 10 15 20 кінетичну енергію, і надходить у змішувальну камеру 30 у вигляді осьових потоків, сконцентрованих навколо осі A-A. У той же час рідина L подається у ту ж змішувальну камеру 30 з трубопроводу 8 через простір 16 і канали, утворені отворами 15, з низькою швидкістю, що становить декілька метрів на секунду. Потоки рідини, сформовані отворами 15, надходять у частину 31 змішувальної камери 30 і потім в область повітряних потоків. У даному варіанті рідина у трубопроводі 7 являє собою розплав карбаміду, і при цьому у проміжний простір 40 подається гарячий потік для підтримки карбаміду у рідкому стані. Газова фаза, у даному прикладі повітряний потік, розподіляється у рідкій фазі у вигляді дуже маленьких пухирців, утворюючи у камері 30 емульсію повітря у рідині, що являє собою в основному повітряні пухирці, упаковані у безперервну рідку плівку. Нижче за потоком збіжна частина 34 утворить зону прискорення, в якій тиск емульсії знижується, і, як наслідок, повітряні пухирці розширюються, що приводить до утворення суміші, в якій пухирці більшого розміру оточені плівкою рідкої фази. На виході з соплового отвору 35 тиск падає, і емульсія розбивається на дрібні фрагменти, які під дією поверхневого натягу перетворюються у маленькі сферичні крапельки. Швидкість рідких часток нижче за потоком отвору 35 низька незважаючи на високу швидкість повітряного потоку всередині змішувальної камери 30. У дійсності вихід із форсунки 1 представляється у вигляді дрібнодисперсного туману розпиленої рідини. Отже, за допомогою форсунки 1 реалізується спосіб, описаний вище. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб розпилення рідини (L) форсункою (1), при здійсненні якого рідину (L) і газову фазу (G) подають у форсунку (1) і на виході (35) форсунки одержують розпилений потік, який відрізняється тим, що газову фазу (G) і рідину (L) подають за відповідними каналами (5, 6) у змішувальну камеру (30) всередині форсунки (1), для утворення емульсії швидкість газової фази у вхідній області (30а) змішувальної камери (30) приблизно дорівнює швидкості звуку або перевищує її, а швидкість рідини у вхідній області (30а) змішувальної камери (30) істотно нижче швидкості газової фази, та масова витрата газової фази, що подається у змішувальну камеру (30), становить від 1 до 10 % масової витрати потоку рідини, що подається у ту ж змішувальну камеру (30), так що одержують емульсію газу у рідині, що перебуває всередині камери (30) під тиском і утворена газовими пухирцями, оточеними рідиною у вигляді плівки; розпилений потік одержують за рахунок розширення емульсії, при якому рідка плівка розпорошується на виході (35) форсунки. 2. Спосіб за п. 1, у якому швидкість рідини у вхідній області (30а) змішувальної камери (30) становить менше 10 м/с. 3. Спосіб за будь-яким із пп. 1, 2, у якому газову фазу вводять у змішувальну камеру (30) у вигляді вхідного газового потоку, що включає щонайменше один осьовий газовий струмінь, що надходить у вхідну область (30а) змішувальної камери (30), при цьому вхідний потік рідини у камеру (30) симетрично розподілений навколо вхідного газового потоку. 4. Спосіб за п. 3, у якому рідину подають у змішувальну камеру (30) у вигляді групи струменів рідини, розподілених по окружності (17) навколо вхідного газового потоку у змішувальній камері (30). 5. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, у якому розпилений потік на виході (35) форсунки сформований у вигляді конуса або віяла. 6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, у якому розпилену рідину використовують у процесі гранулювання у киплячому шарі, і рідина (L) являє собою рідку фазу, що містить рідкий прискорювач росту, який бере участь у процесі гранулювання у киплячому шарі. 7. Спосіб за п. 6, у якому газова фаза являє собою повітря, а рідка фаза являє собою рідкий карбамід або його розчин, або нітрат амонію, або інше добриво. 8. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, у якому газову фазу подають у змішувальну камеру (30) під відносним тиском приблизно від 1 до 11 бар, а відносний тиск у змішувальній камері (30) становить від 0,5 до 5 бар. 9. Форсунка для розпилення рідини (L), призначена для функціонування згідно зі способом за пп. 1-7, і яка містить канал (5) подачі газу й канал (6) подачі рідини, а також змішувальну камеру (30), сполучену з каналом (5) подачі газу й каналом (6) подачі рідини через вузол (D) розподілу газу й рідини, виконаний з можливістю забезпечення високошвидкісного вхідного газового потоку у вхідній області (30а) камери (30) і більш повільного вхідного потоку рідини у тій же вхідній області (30а) камери, для утворення у змішувальній камері (30) емульсії газу у рідині, 6 UA 107067 C2 5 10 15 20 25 причому вузол (D) розподілу газу й рідини виконаний з можливістю забезпечення симетричного розподілу вхідного потоку рідини навколо вхідного потоку газу у вхідній області (30а) камери та з можливістю забезпечення у вхідній області (30а) змішувальної камери (30) множини струменів газу, оточених потоком рідини, розподілених по окружності, та де вузол (D) розподілу газу й рідини містить втулку (10) і вкладиш (20), коаксіально введений у втулку (10), і при цьому: втулка (10) має осьовий газовий канал (11) із заднім отвором (12), сполученим з входом повітря, і передній отвір (13) із внутрішнім округленим краєм (13а), сполучений із змішувальною камерою, (30), причому вкладишу (20) надана форма, що утворює канали (27) у переднього отвору (13), придатні для створення високошвидкісних газових струменів, спрямованих у змішувальну камеру (30); втулка (10) має фланцеву частину (14), що охоплює передній отвір (13) і має групу каналів (15) для проходження рідкої фази, сполучених із змішувальною камерою (30) і входом рідини, так що при роботі потік рідини з каналів (15) фланця розподілений навколо високошвидкісного(их) газового(их) струменя(ів) на вході (30а) змішувальної камери (30). 10. Форсунка за п. 9, в якій вкладиш (20) має стрижневу частину (23) з діаметром, який дорівнює передньому отвору (13) втулки (10), і головну частину (24) з діаметром, який дорівнює задньому отвору (12) тієї ж втулки, при цьому уздовж вкладиша (20) виконані поздовжні прорізи (25), що проходять від головки до кінця стрижневої частини, нижня поверхня яких перебуває від осі вкладиша (20) на відстані, яка менше радіуса стрижневої частини (23), і при введенні вкладиша у втулку (10) формується вузол розподілу газу-рідини, так що у вхідну сторону розподільного вузла газовий потік пропускається більшими щілинами (26), утвореними поздовжніми прорізами (25) у головній частині (24) вкладиша, у той час як у вихідній стороні розподільного вузла цими прорізами утворені вузькі канали (27) виходу газу, що проходять між стрижневою частиною (23) вкладиша й переднім отвором (13) втулки (10). 11. Форсунка за будь-яким із пп. 9, 10, яка має насадку (3), що містить змішувальну камеру (30) і закінчується збіжною частиною (34), а також має сопловий отвір (35), якому надана форма, що створює конічний або віяловий розпилений потік. 12. Пристрій гранулювання з киплячим шаром, що містить щонайменше одну форсунку за будьяким із пп. 9-11. 7 UA 107067 C2 8 UA 107067 C2 9 UA 107067 C2 10 UA 107067 C2 11 UA 107067 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12