Двухфазные форсунки вода-воздух. Водовоздушные форсунки. Пневматические форсунки.

В производственных циклах, использующих мелкодисперсное распыление жидкостей, применяются пневматические двухфазные форсунки с веерным и конусным распылением. Они соединяют потоки газа и жидкости, образуя однородную аэрозольную смесь.

В большинстве случаев в качестве жидкости выступает вода или водный раствор. Так же через пневмо форсунки можно атомизировать масла, краски, другие вязкие вещества. Двухфазные распылители жидких и вязких рабочих растворов изготавливаются из нержавеющей стали или никелированной латуни.

Какие конструктивные особенности имеют пневматические форсунки. Двухфазные форсунки вода воздух

По форме факела распыления водо-воздушные форсунки бывают плоскоструйными, полоконусными и полноконусными. По принципу действия они могут быть традиционными, автоматическими, ультразвуковыми. В зависимости от технологических требований к распылению или расходу рабочих жидкостей, применяются пневматические форсунки с внешним и внутренним смешиванием.

В устройстве внутреннего смешивания рабочей жидкости и воздуха атомизация происходит в смесительной камере, встроенной в форсунку. Смесь расширяется под действием давления, вода дробится на мелкие капли. Благодаря специальной форме камеры и распылительному устройству с шестью отверстиями, из сопла выходит готовая атомизированная водовоздушная смесь.

Форсунка внутреннего смешивания формирует все модели распыления: плоский факел, полный конус и полый конус. Струя сохраняет чёткую форму на дистанции 300-500 мм от сопла. Затем скорость потока снижается, рабочая смесь образует однородное мелкодисперсное облако.

При внешнем смешивании газ и жидкость соединяются после выхода газа из сопла. Поток газа на высокой скорости обхватывает поток жидкости и разрывает его на мелкие капли. Для внешнего смешивания используются только сопла плоского факела и полного конуса.

 Форсунка вода-воздух с внешним смешиванием бывает следующих типов:

• Самовсасывающая (по принципу сифона). Жидкость всасывается из нижестоящей ёмкости за счёт разрежения, которое создаёт проносящийся поток воздуха, с расстояния 100-900 мм.
• Гравитационная. Жидкость поступает из ёмкости, расположенной выше форсунки. Всасывание происходит одновременно за счёт разрежения, созданного потоком воздуха, и действия гравитационного притяжения. Высота водяного столба составляет 150-450 мм.
• Под давлением. Рабочая жидкость подаётся в спринклер при определённом давлении в системе.

Меняя давление воздуха и жидкости, высоту всасывания или самотёка, но не меняя форсунку, можно регулировать расход рабочего раствора. Схема распыления зависит от конфигурации сопла.

Плюсы и минусы двух типов смешивания

          Плюсы внутреннего смешивания:

• высокая эффективность;
• оптимальное соотношение воды и воздуха;
• минимально возможный размер капель;
• максимальное сечение выходящего потока.

Минусы внутреннего смешивания:

• требуется сложный блок управления процессом;
• потоки газа и воды существенно влияют друг на друга;
• подходит только для распыления малых объёмов жидкости;
• не подходит для распыления очень вязких жидкостей более 200 mPas;
• ускоренный износ.

Плюсы внешнего смешивания:

• объём жидкости и газа регулируются независимо друг от друга;
• простой блок управления;
• минимальная склонность к засорению;
• подходит для распыления больших объёмов жидкости;
• подходит для распыления жидкостей с высокой вязкостью более 1000 mPas;
• пониженный износ за счёт низкой скорости жидкости;
• можно использовать насыщенный пар.

Минусы внешнего смешивания:

• меньшая эффективность;
• соотношение воздуха к жидкости составляет 3:1;
• трудно добиться гомогенности аэрозольной смеси.

В каких сферах применяется двухфазная форсунка для распыления

• покрытие лакокрасочное, антикоррозийное, маскировочное, пищевкусовое;
• смазка трущихся деталей;
•  пылеподавление;
• увлажнение воздуха;
• увлажнение и охлаждение мясо-молочной и хлебной продукции;
• охлаждение промышленной продукции и газов;
• дезинфекция поверхностей;
• очистка газовоздушных сред от твёрдых примесей;
• контроль запахов.

Двухфазная форсунка для распыления приносит ощутимую экономию рабочего времени и материалов. Например, в процессе покраски металлов чем меньше капля, тем равномернее и однороднее покрытие, тем тоньше слой нанесённой краски. В колбасных и хлебобулочных цехах только что приготовленную продукцию охлаждают путём туманообразования. Так продукция остывает в течение нескольких минут, не теряя своего веса, наружной текстуры, вкусовых качеств.

В контурах увлажнения и охлаждения воздуха лёгкие мелкодисперсные капли дольше остаются в воздухе и выполняют свои задачи. В непрерывных производственных циклах смазка узлов механизмов осуществляется регулярно либо непрерывно. Мелкие капли смазочных нефтепродуктов дают тонкое равномерное покрытие трущихся поверхностей.

При пылеулавливании и пылеподавлении благодаря микроскопическим каплям воды воздух очищается эффективнее. При этом на поверхностях не образуется грязного слоя или потёков. Чем дольше микрокапли находятся в воздухе во взвешенном состоянии, тем больше частиц пыли ими захватывается.

Какие преимущества даёт форсунка двухфазная. Двухфазные форсунки вода воздух

Капля из обычного сопла имеет размер от 300 до 4000 микрон. Водовоздушная форсунка способна создавать капли размером 10-15 микрон.

Форсунка двухфазная способна распылять рабочие жидкости высокой вязкости, такие как смазка, ЛКМ, патока, мёд. 

Воздух является составляющей аэрозольного потока. Он замещает собой часть рабочей жидкости, чем значительно её экономит.

Каждая форсунка почти универсальна. Она может комплектоваться сразу несколькими насадками, отличающимися моделью, размером отверстия, величиной угла распыления, использоваться для различных областей применения.

Конструкция состоит из распыляющего сопла, сопла для забора жидкости и зажимной гайки. Это устройство легко разбирается и обслуживается.

Благодаря простоте обслуживания и отсутствию подвижных деталей пневматические двухфазные форсунки являются экономичными и долговечными.

Для распыления рабочей жидкости под давлением не требуется установка насоса. Достаточно иметь источник сжатого воздуха.

Расход жидкости регулируется в диапазоне от 2 до 215 л/мин.

Отдельные виды форсунок вода-воздух производители комплектуют запорной иглой для перекрытия потока воды вручную и очистительной иглой для удаления засоров сопла. Двухфазные форсунки вода воздух

Насыщенный пар вместо газа в пневматических двухфазных форсунках

В определённых условиях для атомизации рабочей жидкости целесообразно применять насыщенный пар. В зоне смешения двух сред из-за разницы температур создаётся высокая турбулентность, которая способствует очень хорошему туманообразованию.

Однако длительное использование пара в форсунках с внутренним смешиванием не рекомендуется. Из-за колебаний температуры физические свойства смеси являются нестабильными, как и факел распыла. В смесительной камере и выходном отверстии образуется конденсат, что приводит к эрозии отверстия и внутренней поверхности камеры.