Плоскоструминний зрошувач

Плоскоструминний зрошувач, до складу якого входить відцентрова форсунка з циліндричним корпусом з закріпленою на ньому П-подібною напрямною у вигляді боковин з профільними вирізами, які розташовані симетрично відносно осі корпуса, який відрізняється тим, що робочі поверхні боковин мають паралельні осі корпуса виступи у вигляді гострих двогранних кутів, відбиткова поверхня яких має угнуту циліндричну кривизну з центрами на осі корпуса, при цьому параметри виступів визначаються із виразів 05-В cosarctg 0,5В cosarctg h, =0,5-B- 1cosarctg 0,5-В 0,5-В 0,5-В .а ( І о -П| tg— • cosarctg — — L 2 1,0,5-В де R, - радіус кривизни відбиткової поверхні і-того виступу, мм, В - відстань між боковинами, мм, lo - крок розташування криволінійних відбиткових поверхонь на площині боковин (наприклад у межах 10-20 мм), мм, п, - порядковий номер виступу від осі боковини, h, - висота виступу над боковиною, мм, И, - відстань від вершини факела до центра і-тої відбиткової поверхні виступу, мм, а - кут розхилу факела, град О (О 00 Плоскоструминний зрошувач належить до пристроїв механичного диспергування рідини і може бути використаним для боротьби з пило на підприємствах гірничої промисловості при проведенні гірничих ви робок і при видобутку корисних копалин Для боротьби з пилом диспергованною водою часто застосовують плоскоструминні зрошувачі, у яких розпил здійснюється при співударянні струменів Наприклад, у плоскоструминному зрошувачі співударяння потоків рідини здійснюються на стику ПІДВІДНОГО каналу з пазом, а розпорошення струменів на краплі здійснюється у пазі і на виході з нього/Авт свид СССР № 1190065, опубл Бюл № 41, 1985 г/ Недоліком цього зрошувача є грубий розпил, що не забезпечує потрібної ефективності пилопри гнічення Найбільш близьким за технічною суттю та досягаемим результатам є плоскоструминний зрошувач, до складу якого входить відцентрова форсунка з циліндричним корпусом з закріпленою на ньому П-подібною напрямною у вигляді боковин з профільними вирізами, які розташовані симетрично осі корпуса /Авт свид СССР № 1810584, опубл Бюл №15, 1993г/ Підвищення дисперсності крапель у цьому зрошувачі досягається за рахунок дробіння у два ступеня перший на виході з відцентрової форсунки, другий - при ударянні первинних крапель у край боковими Експериментальні дослідження довели, що КІЛЬКІСТЬ крапель, які утворюються при ударянні у боковину залежить від кутів, під якими первинні краплі налжтають на відбиткову поверхню /див 47486 пояснення на фіг 1/ 0,5 «В На фіг 1-а та 1-в зображені ВІДПОВІДНО верти(1) кальні розрізи по осі боковин прототипа та запроCosarctg 0,5 «В понованого винаходу, на фіг 1-6 і 1-г ВІДПОВІДНО вигляд боковин прототипа і запропонованого виCosarctg -°— находу з боку факела При цьому умовні позна1 0,5* В чення мають слідуючий вигляд 0 - вершина факеh, =0,5* В 1(2) лу, 1 - факел, 2 - боковина, 3 - виступ на боковині, Cosarctg 4 - відбиткова поверхня виступу, Мі -точка зустрічі 0,5 «В краплі з відбитковою поверхнею, ОМі - вектор 0,5 «В швидкості крапель, Ni - Ms - нормалі до відбитковоі поверхні, р - кут у верши ні двогранного кута, уі (3) ^ . Cosarctg - кут падіння краплі на відбиткову поверхню, 5і 2 0,5 • В кут між вектором швидкості та дотичною Кі - Кі до де Ri - радіус кривизни відбиткової поверхні і відбиткової поверхнею, Ri - радіус кривізни відбиттого виступу, мм, кової поверхні виступу, Ні - відстань від вершини В - відстань між боковинами, мм, корпуса 0 до центру і-тої відбиткової поверхні виlo, - крок розташування криволінійних відбитступу, hi - висота виступа кових поверхней на площині боковий /наприклад у При цьому встановлено, що крапля розпадамежах 10 - 20мм/мм, ється на максимальну КІЛЬКІСТЬ дрібних краплин пі - порядковий номер виступу від осі бокопри співударянні з поверхнею у вершині двогранвими, ного гострого кута /р/, за умовою, що кут її падіння Ні - відстань від вершини факелу до центру і/уі/, дорівнює 35 - 60° /кут падіння - це кут між нортої відбиткової поверхні виступу, мм, маллю до площини боковини та вектором швидкоа - кут розхилу факелу, град сті краплини/ а вектор швидше ті краплі утворює Це дозволяє підвищити ефективність дробіння кут з дотичною до відбиткової поверхні у точці зупервинних крапель при ударі по всьому периметру стрічі 5і = 80 - 90° /див фіг 1-6 та 1-г/ Остання профільних вирізів та забезпечити підвищення умова у прототипі дотримується тільки на малій дисперсності розпилу та ефективність пилопригнівідстані співударяння факелу з боковиною, яка чення примкнута до вектору ОМі /фіг 1-6/ Віддаляючись Радіуси кривизни відбиткових поверхней вивід вершини факелу 0 кут уі збільшується, а кут 5і, ступів Ri визначають з трикутника ОМ|Мі /див зменшується Тому краплі, які віддалені від осі фіг 1-г/ боковини не відбиваються при зустрічі з поверхОМ| нею, а налипають на неї, утворюючи плівку, яка R, (4) Cos(ZM|OM,) зривається ежектуючим повітрям у вигляді крупних крапель, розмір яких значно більший за розмір первинних крапель Кут за визначають з трикутника допомогою вираТаким чином вторинне дробіння крапель ефе(5) ктивне тільки на невеличкому відрізку по ширині боковин 0,5* В ' M|O Недоліком прототипу є неефективне дробіння Після перетворення маємо первинних крапель при ударі на всьому протязі Q 5 B профільного вирізу, що значно зменшує диспергуR,= ' вання розпилу та ефективність пилопригнічення (6) Cosarctgl В основу винаходу покладене задан, створити 0,5 «В такий плоскострумний зрошувач, у якому завдяки Відстань від вершини факелу 0 до центру відвикористанню боковин з виступами у вигляді двобиткової поверхні гранних гострих кутів, відбиткова поверхня яких пі - того виступу Оі може бути визначена із має, угнуту циліндричну форму, досягається ефектрикутника ОМІОІ/фіг 1-а, 1-в/ тивне дробіння первинних крапель при ударі по всьому периметру профільних вирізів та забезпеН, = 0 0 , = (7) чується підвищення дисперсності розпилу і ефек4. а тивність пило пригнічення tg— У 2 чи Поставлено задачи досягається тим, що у 0,5 «В плоскоструминнйму зрошувачі, до складу якого входить відцентрова форсунка з циліндра ним 4. ґ4. І (8) tg — • C o s a r c t g корпусом із закріпленою на ньому П-подібною на2 0,5 • В прямною у вигляд боковин з профільними вирізаВисота виступу hi визначається з прямокутми, які розташовані симетрично відносно осі корньоготрикутнк ка abc /фіг 1-г/, де hi = ab пуса, згідно винаходу робочі поверхні боковин мають паралель ні осі корпуса виступи у вигляді h, =ac«Cos(ZM|Oc), (9) гострих двогранних кутів, відбита ва поверхня яких має угнуту циліндричну кривизну з центрами на осі fleac=R|+i-R, /див Фіг 1-г/ корпусу, при цьому параметри виступів визначаRi+i - радіус кривізни п,+і - тої відбиткової поються із виразів верхні а 47486 0,5 «В l *nl+1 (10) Cosarctg o 0,5 «В після підставок та перетворення виразу (7) маємо Cosarctg — 05 «В h| =0,5* В 1 (11) Cosarctg 05 «В На фіг 2 наведене плоскоструминнии зрошувач - повздовжній розріз, на фіг 3 - вид боковин з боку вихіду дисперпрованної рідини, на фіг 4 - вид з боку боковини з виривом, на фіг 5 - форма перетину факела Плоскоструминнии зрошувач має відцентрову форсунку, яка складаэться з циліндричного корпуса і з зовнішньою різзю з каналом для підводу води і завихрювателя 2 с одного торця та соплом - з другого встановлену на корпусі П-подібну напрямну з боковинами 3 симетричні розташованими відносно осі корпуса і має профільні вирізи 4, до того ж робочі поверхні боковин 3 мають паралельні осі корпуса виступи 5 у вигляді гострих двогранних кутів, а відбиткова поверхня вис тупів 5 виконана по циліндричним угнутим поверхням з радіусами кривизни Ri, і центрами на осі корпуса, до того ж параметри виступів визначаються із слідуючих виразів 0,5.В R Cosarctg h, =0,5* В 1 (12) 0,5 «В Cosarctg — 0,5 «В Cosarctg (13) 0,5 «В 0,5 «В ^.Cosarctg 2 0,5 • В (14) Плоскоструминнии зрошувач працює таким чином Вода до форсунки подається під тиском /більш за 0,8МПа/, закучується у завихрювачі 2 При виході з форсунки закручений струм розпадається на краплі, створюючи факел у вигляді полого конуса Факел диспергованої води, який генерован відцентровою форсункою 1 неодноріден у поперечному перетину по крупності крапель і густині розподілу їх по діаметру Найбільша густина зрошування знаходиться у периферійних шарах факелу, де рухаються крупні краплі Кожний елементарний потік первинних крапель зовнішнього шару факелу ударяється тільки об відбитову поверхню окремого виступу Завдяки угнутим циліндричним поверхням виступів забезпечується оптимальна величина кута /5 = 90°/ між векторами швидкостей крапель, які б'ються, І ВІДПОВІДНИМИ ІМ ДОТИЧНИМИ ДО ВІДбИТКОВИХ поверхней Це сприяє ефективному вторинному дробінню на всьому периметрі профільного вирізу в боковинах Краплі, які відбиті, заповнюють простір навколо площини, паралельної боковинам, що перетворює конусний факел у плоске віяло Таким чином, у винаході, який подається, генерується факел з більш тонким дисперсним складом крапель за рахунок того, що боковини мають паралельні осі корпусу виступи, відбиткові поверхні яких мають угнуту циліндричну кривизну Експериментальні дослідження доведи, що середньооб'ємний діаметр крапель, які генеровані розрошувачем, що пропонується у 3 - 3,5 рази менші, за розмір крапель, одержаних за допомогою прототипу Запропонований плоскоструминнии зрошувач може бути використаним у системах боротьби з пилом на очисних і прохідницьких комбайнах виоірної дії 47486 47486 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10