Відцентровий плівковий високооборотний розпилювач

Реферат: Відцентровий плівковий високооборотний розпилювач містить привідний тарілчастий диск з вікнами в периферійній стінці - обичайці, з кришкою, отвором для подання рідини, що розпилюється, та розміщену в кожному вікні обичайки розпилюючу вставку з дюзою, соплом і плівкоутворювачем з плівкотвірною поверхнею, розташованою паралельно осі обертання розпилювача. Дюза розпилюючої вставки виконана у вигляді неправильних зрізаної піраміди або конуса з направляючою плоскою гранню, орієнтованою паралельно осі обертання розпилювача, а плівкотвірна поверхня плівкоутворювача сполучена з направляючою гранню дюзи. UA 79442 U (12) UA 79442 U UA 79442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки розпилювання рідин, а саме до пристроїв для формування факела з найдрібніших швидколетючих крапель розпорошеної рідини, і може бути використана у кольоровій і чорній металургії, хімічній, нафтохімічній, мікробіологічній та інших галузях промисловості. З літературних джерел (див. Д.Г. Пажи, А.А. Корягин, Э.Л. Ламм Распыливающие устройства в химической промышленности. - М.: Химия, 1975, стор. 158) відомий відцентровий розпилюючий пристрій у вигляді встановленого на валу, що обертається, розпилюючого диска зі змінними дюзами, розміщеними в один або два ряди в отворах на його периферійній циліндричній стінці - обичайці. Робоча рідина, потрапляючи у внутрішню порожнину диска, під дією відцентрової сили рухається по внутрішній поверхні обичайки у вигляді кільцевого шару, потрапляючи з якого в дюзи, притискається до їх задньої по ходу обертання диска стінки, набуваючи на виході з сопел дюз радіальну швидкість, майже однакову з окружною швидкістю вихідних точок диска. На виході з диска швидкість рідини векторно складається з окружної та радіальної швидкостей. До недоліків цього відомого технічного рішення - аналога - слід віднести вкрай неоднорідний за розмірами крапель факел розпорошеної рідини і вузький факел розпилу. З рівня сучасної техніки відомий відцентровий плівковий розпилювач (АС СРСР № 1811084, кл. В05В 3/02, публ. 10.10.1992 p.), який містить привідний тарілчастий диск з вікнами в периферійній його стінці - обичайці, кришкою з отвором для розміщення пристрою для подання рідини, що розпилюється, і розміщену в кожному вікні розпилюючу вставку з дюзою, що має криволінійну форму з вихідним соплом, а також плівкоутворювач з криволінійною плівкотвірною поверхнею. Недоліком цього відомого пристрою, вибраного як прототип, є недостатня внаслідок конструктивних особливостей однорідність розпилу, що пов'язано з високим рівнем турбулентності при вході струменя на плівкоутворювач. В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача підвищення якості розпилення рідини за рахунок підвищення однорідності розпилення. Додатковою задачею пропонованого технічного рішення є зменшення енергоспоживання і підвищення продуктивності розпилювача. Поставлена задача вирішується тим, що у відцентровому плівковому високооборотному розпилювачі, що містить привідний тарілчастий диск з вікнами в периферійній стінці (обичайці), з кришкою з отвором для введення рідини, що розпилюється, та розміщену в кожному вікні обичайки розпилюючу вставку з дюзою і соплом, а також плівкоутворювач з плівкотвірною поверхнею, розташованою паралельно осі обертання розпилювача, згідно з корисною моделлю, дюза розпилюючої вставки виконана у вигляді неправильних зрізаної піраміди або конуса з направляючою плоскою гранню, орієнтованою паралельно осі обертання розпилювача, а плівкотвірна поверхня плівкоутворювача сполучена з направляючою гранню дюзи. Вирішення поставленої задачі досягається також тим, що плівкотвірна поверхня плівкоутворювача виконана в одній площині з направляючою гранню дюзи, а також і тим, що плівкотвірна поверхня плівкоутворювача виконана криволінійною циліндричною і орієнтована паралельно осі обертання розпилювача у напрямі його обертання. У конкретних варіантах рішення задачі область плівкоутворювача, яка протилежна до його плівкотвірної поверхні, виконана у вигляді сегментоподібного технологічного вирізу, оснащеного, при необхідності, сполученою з ним сегментоподібною накладкою, вихідна ділянка плівкоутворювача виконана у формі щілини, паралельної осі обертання розпилювача, а між вікном і розпилюючою вставкою встановлений опорний стакан. Зовнішня поверхня розпилюючої вставки може бути виконана конічною, сполученою з внутрішньою конічною поверхнею опорного стакана або циліндричною із ступінчастим вирізом вихідної її частини, розташованої над поверхнею плівкоутворювача та сполученою з внутрішньою циліндричною поверхнею опорного стакана, а вікна обичайки виконані з циліндричними опорними виступами. Розпилюючі вставки встановлені у вікнах тарілчастого диска, утворюючи виступи над внутрішньою поверхнею обичайки, кожна розпилююча вставка і опорний стакан зафіксовані один відносно одного і відносно вікна в периферійній стінці - обичайці - за допомогою фіксуючої пластинки або іншого кріплення. Вікна на внутрішній поверхні тарілчастого диска розташовані рівномірно по колу обичайки, причому вони можуть бути розташовані в декілька рядів. Розпилювач оснащений співвісно розміщеним усередині тарілчастого диска завихрювачем рідини, а під кришкою і над його нижньою основою тарілчастого диска встановлені захисні диски. Виконання направляючої грані, розташованої в дюзі розпилюючої вставки, паралельно осі обертання розпилювача і сполученої з вхідною ділянкою плівкоутворювача, забезпечує ефективніше перетворення струменя рідини в плівку на вході в плівкоутворювач, забезпечуючи тим самим якісніше дроблення струменя на дрібніші і більш однорідні по розмірах краплі. Таким 1 UA 79442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 процесам ще активніше сприяє і розташування (нахил) поверхні плівкоутворювача у бік обертання диска. Виконання вихідної ділянки плівкоутворювача у формі щілини, паралельно осі обертання розпилювача, забезпечує ширший рівномірний факел розпилу. Установка між вікном в обичайці і розпилюючої вставки опорного стакана, виконання зовнішньої поверхні розпилюючої вставки конічною, сполученої з внутрішньою конічною поверхнею опорного стакана або відповідно з циліндричними поверхнями вставки і циліндричним опорним виступом вікна в обичайці, виконання зовнішньої поверхні розпилюючої вставки із ступінчастим вирізом вихідної її частини, розташованою над поверхнею плівкоутворювача, застосування фіксуючих пластинок або іншого кріплення деталей забезпечують спрощення виготовлення деталей вставки та умови міцного кріплення робочих елементів розпилювача і, як наслідок, стійкість і надійність роботи пристрою при великих швидкостях обертання. Розміщення розпилюючих вставок у вікнах обичайки тарілчастого диска з утворенням виступів над внутрішньою поверхнею обичайки - стінкою диска - забезпечує за рахунок утворення захисного шару речовини, що затверднула, захист периферійної поверхні стінки диска від ерозійного динамічного руйнування, тобто від зносу поверхні при дії на неї абразивних частинок, що знаходяться у розпилюючій рідині. Розміщення вікон з розпилюючими вставками на внутрішній периферійній стінці - обичайці тарілчастого диска рівномірно як по висоті обичайки, так і в декілька рядів сприяє підвищенню продуктивності і якості роботи розпилюючого пристрою, а оснащення диска співвісно розміщеним усередині його лопатями або каналами завихрювача забезпечує ефективніший впорядкований розподіл рідини усередині розпилювача шляхом рівномірного закручування і розподілу потоку рідини, i тим самим забезпечується підвищення якості розпорошеного продукту. Розміщення під кришкою і над нижньою основою тарілчастого диска захисних дисків забезпечує додатковий захист пристрою від швидкого ерозійного динамічного руйнування внутрішніх елементів розпилювача. На фіг. 1 зображений переріз відцентрового високооборотного розпилювача по осі його привідного вала, на фіг. 2 - перерізи розпилюючої вставки в опорному стакані з дюзою з вхідним отвором у вигляді п'ятигранника і плівкоутворювачем, напрямна поверхня якого виконана плоскою і розташованою в одній площині з напрямною гранню дюзи; на фіг. 3 - перерізи розпилюючої вставки в опорному стакані у вигляді двох деталей: з дюзою з вхідним отвором у вигляді шестигранника і плівкоутворювачем, плівкотвірна поверхня якого виконана криволінійною за формою; на фіг. 4 - перерізи розпилюючої вставки у разі, коли вона виконана у вигляді однієї деталі з дюзою з вхідним отвором у вигляді зрізаного конуса, соплом і плівкоутворювачем, плівкотвірна поверхня якого виконана циліндричною, а в розпилюючій вставці використаний технологічний виріз, розташований навпроти плівкоутворювача і при необхідності застосована накладка. Відцентровий плівковий високооборотний розпилювач рідини містить закріплений на привідному валу 1, що обертається, тарілчастий диск 2 з нижньою основою 3, вікнами 4 в периферійній циліндричній стінці - обичайці 5 з внутрішньою поверхнею 6 стінок обичайки 5, кришкою 7 із співвісним валу 1 отвором і розміщеним у ньому пристроєм 8 для подання в диск рідини, що розпилюється. У вікнах 4 тарілчастого диска 2 встановлені опорні стакани 9, внутрішня основа 10 кожного з опорних стаканів 9 співпадає або втоплене по відношенню до внутрішніх стінок 6 обичайки 5. Усередині вікон 4 і на опорних стаканах 9 передбачені кільцеві опорні виступи 11 (буртики), призначені для точної установки опорних стаканів 9 у вікні 4 обичайки 5 і надійного утримання опорних стаканів 9 від переміщення (вильоту) за межі тарілчастого диска 2. Вікна 4 розташовані на внутрішній поверхні 6 обичайок 5 в один або декілька рядів рівномірно і симетрично. В опорних стаканах 9 знаходяться і закріплені розпилюючі вставки 12 циліндричної або конусної форми. Розпилювач може бути оснащений захисними протиерозійними дисками 13, виконаними з міцного металу або з покриттям надміцним матеріалом (наприклад, з порошкових сплавів) і встановленими під кришкою 7 і над нижньою основою 3 розпилювача, а також завихрювачем 14 лопатевого або канального типу, які закріплені на валу 1. Кожна розпилююча вставка 12 складається з корпусу 15 у вигляді тіла обертання, виконаного з надміцного матеріалу, зовнішня поверхня корпусу 15 зв'язана з внутрішньою поверхнею опорного стакана 9 і своєю передньою частиною 16 виступає над внутрішньою поверхнею 6 обичайки 5, утворюючи виступ 17. Такий спосіб посадки корпусу 15 розпилюючої вставки 12 (тіла корпусу розпилюючої вставки) диктується тим, що тверді частки, що знаходяться в рідині (наприклад у суспензії), що розпилюється, під дією відцентрових сил осідає на внутрішній поверхні 6 обичайки 5, як на стінці центрифуги, і тим самим утворюють 2 UA 79442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 ущільнений шар речовини, який запобігає інтенсивної ерозії як стінок обичайки 5, так і інших виступаючих елементів. Внутрішній об'єм розпилюючої вставки 12 утворює дюзу 18, виконану у формі неправильної зрізаної піраміди (наприклад, у вигляді п'ятигранника, як на Фіг. 2, або шестигранника, як на Фіг. 3) або зрізаного конуса (як на фіг. 4) з плоскою направляючою гранню 19, площина якої розташована усередині дюзи паралельно осі обертання розпилювача, а також вихідне з дюзи 18 сопло 20, виконане, наприклад, у вигляді прямокутника, і розташований по ходу руху рідини за дюзою 18 усередині розпилюючої вставки 12 плівкоутворювач 21. Розпилюючі вставки 12 можуть бути виконані як одна деталь (як на фіг. 2) і як дві деталі - дюза і плівкоутворювач (див. фіг. 3), зв'язаними одна з іншою, наприклад, виступом у дюзі і відповідним поглибленням у плівкоутворювачі. Ділянка розпилюючої вставки 12, розташованої навпроти поверхні 22 плівкоутворювача 21, може мати ступінчастий технологічний виріз 23 (див. фіг. 4), що дає можливість виготовляти розпилюючу вставку 12 з криволінійною поверхнею 22 плівкоутворювача 21 як одну деталь. Поверхня 22 плівкоутворювача 21, що перетворює рух струменя рідини в плівку, зв'язана з вихідною плоскою ділянкою направляючої грані 19 дюзи 18 і має геометричну форму поверхні або у вигляді площини 24, або у вигляді криволінійної циліндричної 25 форми. Незалежно від форми обидві поверхні плівкоутворювача 21 орієнтовані паралельно осі обертання розпилювача. Вихідна ділянка плівкоутворювача 21 може бути за формою виконана у вигляді площини, дотичної до вихідної ділянки плівкоутворювача, що переходить у вихідну щілину 26, розташовану паралельно осі обертання розпилювача. Провертання плівкоутворювача 21 і усієї розпилюючої вставки 12 разом з опорним стаканом 9 у вікні 4 відвертається фіксуючою пластинкою 27 або штифтом, закріпленими в тілі опорного стакана 9, що заходять як в канавку 28 в плівкоутворювачі 21, так і в шліц у кільцевому виступі 11 у вікні 4 або зафіксовані іншим відомим способом. Область плівкоутворювача 21, що розташована навпроти його циліндричної криволінійної плівкоутворювачої поверхні, виконана у вигляді сегментоподібного технологічного вирізу та може бути оснащена сегментоподібною накладкою 29. Відцентровий високооборотний розпилювач працює таким чином. Рідина, що підлягає розпиленню, надходить по каналах пристрою 8 подачі рідини в міжлопатевий простір або канали в завихрювачі 14, де за рахунок обертання лопатей або каналів закручується і під дією відцентрових сил рухається по складній криволінійній траєкторії у напрямі стінок обичайки та надходить в дюзи 18 розпилюючих вставок 12 і далі на плівкоутворювач 21. У результаті взаємодії рідини із стінками дюзи 18 і поверхні 22 плівкоутворювача 21 та дії відцентрових сил, сил Коріоліса і інших сил вона перетворюється на тонку рідку плівку. Після виходу з плівкоутворювача плівка рідини при взаємодії з газовим середовищем розпилюється (диспергує) на дрібні краплі. В результаті роботи пропонованої конструкції плівкотвірних вставок сформована плівка рідини практично однакова по товщині. Як наслідок, розміри крапель у факелі розпилу дуже близькі до однорідних (близькі до середнього розміру усієї безлічі крапель), що забезпечує не лише поліпшення якості отримуваного продукту (наприклад, висушеного порошку), але і зменшує енергоспоживання, що вкрай необхідне для роботи пропонованого типу розпилювачів рідин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Відцентровий плівковий високооборотний розпилювач, що містить привідний тарілчастий диск з вікнами в периферійній стінці - обичайці, з кришкою, отвором для подання рідини, що розпилюється, та розміщену в кожному вікні обичайки розпилюючу вставку з дюзою, соплом і плівкоутворювачем з плівкотвірною поверхнею, розташованою паралельно осі обертання розпилювача, який відрізняється тим, що дюза розпилюючої вставки виконана у вигляді неправильних зрізаної піраміди або конуса з направляючою плоскою гранню, орієнтованою паралельно осі обертання розпилювача, а плівкотвірна поверхня плівкоутворювача сполучена з направляючою гранню дюзи. 2. Розпилювач за п. 1, який відрізняється тим, що плівкотвірна поверхня плівкоутворювача виконана в одній площині з направляючою гранню дюзи. 3. Розпилювач за п. 1, який відрізняється тим, що плівкотвірна поверхня плівкоутворювача виконана криволінійною циліндричною та орієнтована паралельно осі обертання розпилювача у напрямі його обертання. 3 UA 79442 U 5 10 15 20 4. Розпилювач за п. 3, який відрізняється тим, що область плівкоутворювача, яка протилежна до його плівкотвірної поверхні, виконана у вигляді сегментоподібного технологічного вирізу, оснащеного, при необхідності, сполученою з ним сегментоподібною накладкою. 5. Розпилювач за пп. 1-4, який відрізняється тим, що вихідна ділянка плівкоутворювача виконана у формі щілини, розташованої паралельно осі обертання розпилювача. 6. Розпилювач за пп. 1-5, який відрізняється тим, що між вікном і розпилюючою вставкою встановлений опорний стакан. 7. Розпилювач за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня розпилюючої вставки виконана конічною, сполученою з внутрішньою конічною поверхнею опорного стакана. 8. Розпилювач за п. 6, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня розпилюючої вставки виконана циліндричною із ступінчастим вирізом вихідної її частини, розташованої над поверхнею плівкоутворювача, сполученою з внутрішньою циліндричною поверхнею опорного стакана, а вікна обичайки виконані з циліндричними опорними виступами. 9. Розпилювач за пп. 1-8, який відрізняється тим, що розпилююча вставка встановлена у вікнах тарілчастого диска, утворюючи виступи над внутрішньою поверхнею обичайки. 10. Розпилювач за пп. 5-9, який відрізняється тим, що опорні стакани і розпилюючі вставки зафіксовані у вікнах обичайки та відносно один одного за допомогою фіксуючих пластинок. 11. Розпилювач за пп. 1-10, який відрізняється тим, що вікна на внутрішній поверхні обичайки тарілчастого диска розташовані рівномірно по колу в декілька рядів. 12. Розпилювач за пп. 1-11, який відрізняється тим, що він оснащений співвісно розміщеним усередині тарілчастого диска завихрювачем рідини. 13. Розпилювач за пп. 1-12, який відрізняється тим, що під кришкою тарілчатого диска і над його нижньою основою встановлені захисні диски. 4 UA 79442 U 5 UA 79442 U 6 UA 79442 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 7