Ультрадисперсный распылитель осветлённых навозных стоков

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ОСВЕТЛННЫХ НАВОЗНЫХ СТОКОВ(71) Заявитель Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие Институт механизации сельского хозяйства НАН Беларуси(72) Авторы Степук Леонид Яковлевич Кавгареня Алексей Николаевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие Институт механизации сельского хозяйства НАН Беларуси(57) Ультрадисперсный распылитель осветленных навозных стоков, содержащий приводной вал и закрепленный на нем рабочий орган в виде барабана, на боковой поверхности которого выполнены продольные канавки с отверстиями, отличающийся тем, что внутрь перфорированного барабана (наружного) и концентрично ему установлен второй барабан меньшего диаметра, внутренняя полость которого выполнена ступенчатой, причем количество ступеней соответствует количеству ярусов отверстий по его высоте, а суммарная площадь отверстий в нем должна быть меньше или равна суммарной площади отверстий наружного барабана.(56) 1. Дунский В.Ф., Никитин Н.В. Монодисперсное распыление жидкостей вращающимися распылителями. - М. Научные труды, 1981. - С. 242. 2. Степук Л.Я., Барановский И.В. Механизация процессов химизации в растениеводстве. - Мн. БОИМ, 2003. - С. 242. 3. А.с. СССР 871837, 1981. 4. Заявка 2662374, 1991. 5. Чугаев Гидравлика. - Л. Энергия, 1971. - С. 552. 1630 Полезная модель относится к устройствам холодного испарения сельскохозяйственных жидкостей, в частности осветленных навозных стоков, путем ультрадисперсного их распыления. (Осветленные навозные стоки представляют собой жидкость, содержащую до 2 твердых включений). Известно 1, что капли жидкости различных размеров имеют различный период существования до полного испарения при одних и тех же влажностных и температурных условиях. Чем меньше размеры капель, тем меньше временной период их жизни. И наоборот. Так по данным 2 капли диаметром 50 мкм при температуре воздуха 20 С и влажности 80 испаряются за 12,5 секунд. Поэтому основными требованиями к ультрадисперсному распылителю осветленных навозных стоков с целью утилизации их методом холодного испарения являются получение максимально минимальных размеров капель низкая энергоемкость процесса высокая производительность. Рассмотрим известные устройства на соответствие изложенным требованиям. Известно устройство для распыления жидкости, которое содержит приводной вал с закрепленным на нем рабочим органом в виде барабана с отверстиями на боковой поверхности, внутри которых помещены распыливающие элементы в виде игл острием наружу и устройство для подачи жидкости в барабан 3. Для получения мелкодисперсного распыления жидкости этим устройством отверстия в барабане выполняются малого диаметра. Недостатком его является забивание отверстий твердыми включениями, содержащимися в распыливаемой жидкости, а также малая производительность. Известен ротор 4 для мелкодисперсного распыления жидкости, на наружной поверхности которого выполнены продольные канавки. В канавках просверлены с определенным шагом отверстия. Подача жидкости в ротор осуществляется через неподвижный насадок. Недостатком известного устройства, принятого за прототип, являются большие затраты мощности на получение мелких капель и большой дисперсионный их разброс. Объясняется это тем, что при разных режимах движения жидкости в капиллярах (отверстиях) и разных расходах жидкость не растекается по всей высоте барабана тонким одинаковым слоем, а выходит больше всего через отверстия, расположенные в нижней части ротора,соответствуя ламинарному режиму движения жидкости. Поэтому здесь будут образовываться капли больших размеров и для их испарения потребуется большой промежуток времени. Неиспарившиеся капли будут оседать на землю, стекать в заборный резервуар и повторно подаваться в ротор, потребляя дополнительно энергию. По мере удаления от дна барабана толщина слоя жидкости уменьшается до нуля. При этом различают переходной и турбулентный режимы движения жидкости. Наиболее мелкий распыл жидкости будет соответствовать турбулентному режиму движения жидкости 5. Следовательно, производительность получения мелкодисперсных капель этим распылителем будет небольшая, а удельные затраты энергии - велики. Таким образом, особенность работы известного распылителя не позволяет получить мелкие капли жидкости преимущественно одинакового размера. Чтобы получить мелкодисперсный распыл необходимо, чтобы жидкость растекалась по всей высоте барабана тонким слоем и одинаковой толщины, заполняя все его отверстия. Тем самым будет обеспечиваться турбулентный режим движения жидкости с получением одинаковых мелких капель. Выполнение этих условий, кроме того, обеспечит низкие затраты энергии на единицу испаренной жидкости. Задачей заявляемой полезной модели является снижение мощности, затрачиваемой на диспергирование жидкости, улучшение дисперсионного состава капель и повышение производительности распылителя. Сущность полезной модели заключается в том, что внутрь цилиндрического перфорированного барабана (наружного) устанавливается второй перфорированный барабан меньшего диаметра, внутренняя полость которого выполнена ступенчатой, причем количество 2 1630 ступеней соответствует количеству ярусов отверстий по его высоте, а суммарная площадь отверстий в нем должна быть меньше или равна суммарной площади отверстий наружного барабана. Благодаря этому жидкость, подаваемая внутрь ступенчатого барабана, при его вращении, распределяется равномерным слоем по всем ступеням. Следовательно, по капиллярам, по всей высоте барабана практически будет обеспечиваться турбулентный режим движения жидкости, а это, в свою очередь, способствует образованию на выходе из капилляров капель одинакового размера. Последние, под действием кинетической энергии, достигают внутренней полости наружного цилиндрического барабана. Тем самым обеспечивается равномерная подача, уже частично распыленной жидкости, по всей высоте наружного барабана. При этом по всей высоте барабана обеспечивается только турбулентный режим движения жидкости, а следовательно - получение капель только одинакового размера. Благодаря этому обеспечивается высокое качество распыла и снижение мощности, потребной на привод ротора. На фиг. 1 изображен общий вид распылителя в разрезе на фиг. 2 - вид распылителя сверху. Распылитель состоит из наружного барабана 1, внутреннего барабана 2, привода 3. Внутренний барабан представляет собой цилиндр, внутренняя полость которого выполнена ступенчатой. Количество ступеней соответствует количеству ярусов отверстий по высоте барабана. Наружный барабан 1 имеет цилиндрическую форму. На боковых (наружных) поверхностях барабанов 1 и 2 выполнены продольные прорези-канавки 4, в которых просверлены отверстия 5. Диаметр отверстий внутреннего барабана 2 больше диаметра отверстий наружного барабана 1. Суммарная же площадь отверстий в барабане 2 должна быть меньше или равна суммарной площади отверстий барабана 1. Распылитель работает следующим образом. При вращении распылителя жидкость, подаваемая внутрь барабана 2, благодаря ступенчатой полости распределяется по ступеням, то есть по всей его внутренней поверхности, и заполняет все отверстия-капилляры по высоте. Кроме того, благодаря ступенчатой конструкции внутренней полости барабана 2 обеспечивается различное сопротивление движению жидкости по отверстиям соответственно каждой ступени. Поэтому жидкость будет подниматься вверх, распределяясь по ступеням. При вращении жидкость, выбрасываемая из этого внутреннего барабана, представляет собой водно-воздушную смесь (первая ступень распыления), которая достигает внутренней стенки наружного барабана и располагается на ней по всей его высоте в виде тончайшей пленки, что создает условия для организации турбулентного движения жидкости через все отверстия наружного барабана 1. В результате действия центробежной силы водно-воздушная смесь выбрасывается через наружный барабан, вторично дробясь на мелкие капли одинакового размера. Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в получении более мелких и монодисперсных капель при снижении энергоемкости процесса. Фиг. 1 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.