192465. lajstromszámú szabadalom • Perdítőkamrás betételemes fúvóka
2 1 192 465 A technika számos területén széles körben alkalmaznak olyan szerkezeteket, amelyek a tiszta folyadékokat, azok keverékét vagy oldatait nagy diszperzitásfokú, homogén eloszlású, meghatározott kúpszöggel jellemezhető széttartó gáz-folyadék diszper- 5 zióvá alakítják át, azaz porlasztják. E porlasztók fő szerkezeti eleme a fúvóka, amely lehet betételemes, vagy betételem nélküli. Jellemző felhasználásuk a mezőgazdasági gyakorlatban permetezőszerek kijuttatása, és az öntözés; más általános felhasználási terüle- 10 tűk pi. a szilárd felületekre történő egyenletes folyadékfelvitel (festékszórás, tárgyak mosása hatékony mosószer felhasználással stb.). A fúvóka folyadékárama az érintkező gáztömegre nézve nagy hatékonyságú kölcsönhatást fejt ki, amely igen kedvező hő-, 15 anyag- és impulzusátadásban nyilvánulhat meg. Nagyon régről ismertek a vákuum létesítésére használatos ugyancsak folyadék-gáz diszperziót előállító vízsugárszivattyúk (injektorok), és ezeknek az utóbbi évtizedben gázok szállítására és tisztítására tovább 20 fejlesztett változatai, a folyadéksugár-ventillátorok. Ezek fő szerkezeti eleme minden esetben a célnak megfelelően megválasztott intenzív anyag- és impulzusátadást biztosító fúvóka. Folyadéksugár-ventillátorokat egyre széleskörűbben alkalmaznak világszerte 26 a vegyiparban és rokoniparágaiban — részint az utóbbi évtizedben tapasztalható erőteljes volumennövekedés következtében megsokszorozódó környezetkárosító anyag kibocsátása miatt, részint a környezetvédelmi előírások megszigorításainak következményeként — 30 az ipari véggázok elszívásához és mosásához. Ezek a berendezések ugyanis az eddig ismert berendezéseknél nagyobb biztonsággal, kisebb hely- és beruházásigénnyel oldják meg az ipari gázok káros vegyi szenynyezésektől történő mentesítését. A folyadéksugár- 36 ventilátorokban a hatékony impulzus- és anyagátadás létesítése érdekében úgynevezett telekúpos szórásképet, emellett szűk intervallumú cseppméret-eloszlást is biztosító perdítőkamrás, keresztbetétes fúvókát alkalmaznak, mint amilyent pl. Turba József: Poriasz- 40 tók (Műszaki Könyvkiadó, 1976./C. könyve a 198— 204. oldalon ismertet. Az ilyen fúvókák perdítőkamrájában olyan fémanyagú betételem van elhelyezve, amely a megfelelő szóráskép létrehozására alkalmas felületekkel van kiképezve: ezek a felületek a betét- 45 elem hosszirányában futó, meredek emelkedésű spirálvonalat alkotó szárnyak, bordák, vagy egyéb bonyolult geometriájú felületek lehetnek. A betételemeket éppen a bonyolult geometria miatt tömör anyagból, forgácsolással állítják elő, ami gondos, pre- 50 cíz, kvalifikált munkát, nagypontosságú gépet igényel. Mindebből következik, hogy a perdítőelem előállítása drága, sok az anyagveszteség, idő- és munkaigényes. A találmány feladata olyan, pl. injektorokban alkalmazható perdítőkamrás betételemes fúvóka létre- 55 hozása, amely az ismert fúvókákkal azonos telekúpos szórásképet és gázszállítást tesz lehetővé, előállítása azonban lényegesen egyszerűbb és olcsóbb azokénál. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a 60 telekúpos szórásképű folyadéksugár előállítását olyan fúvókabetéttel is biztosíthatjuk, amely pl. fémből, műanyagból (célszerűen teflonból, polietilénből) vagy üvegből álló, szalagalakú kiindulási darab egyszerű megcsavarása által előidézett maradó deformálásá- 65 val állítható elő, amennyiben ezt a betétet megfelelő, a perdítőkamra méreteivel összhangban megválasztott geometriával alakítjuk ki. Ennek megfelelően a kitűzött feladatot olyan perdítőkamrás betételemes fúvóka létrehozásával oldjuk meg, amely főként telekúpos szórásképű folyadéksugár előállítására, különösen folyadék- gáz diszperzió létrehozására alkalmas, és amelynek hengeres és kúpos kamrarészekből álló perdítőkamrája, a perdítőkamrában elhelyezett betételeme és fúvóka-kilépőnyílása van, és amelynek lényege, hogy a betételem szalaganyagból hossztengely körüli csavarással előidézett maradó deformáció útján előállított perdítőelem, amelynek szélessége megegyezik a perdítőkamra hengeres részének belső átmérőjével, hossza a szélességének 1—5-szöröse, az elcsavarási szöge 50—270 , és amelynél a fúvóka-kilépőrtyüás átmérőjének és a perdítőkamra hengeres része belső átmérőjének hányadosa 0,1-0,5. Előnyös, ha a perdítőelem hossza és szélessége közötti viszony 1,8—2,2, célszerűen, mintegy 2, és ha a perdítőelem elcsavarási szöge mintegy 110 . A fúvóka-kilépőnyílás átmérőjének és a perdítőkamra hengeres része belső átmérőjének hányadosát előnyösen 0,3-ra választhatjuk. A perdítőelem anyag lehet fém, hőrelágyuló műanyag, üveg, vagy hasonló. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen. A rajzokon az 1. ábra egy találmány szerinti perdítőelemet tartalmazó fúvóka vázlatos metszete; a 2. ábra a találmány szerinti perdítőelemet előlnézetben mutatja; a 3. ábra a 2. ábra szerinti perdítőelem oldalnézete; a 4. ábra egy folyadéksugár-ventillátort tüntet fel, amelybe a találmány szerinti perdítőkamrás betételemes fúvóka van beépítve. Amint az 1. ábrán látható, az egészében 10 hivatkozási számmal jelölt fúvókénak 3 fúvókaháza, ebben kialakított, 2a hengeres kamrarészből és 2b kúpos kamrarészből álló 2 perdítőkamrája, továbbá D átmérőjű 4 belépőnyílása és d átmérőjű 5 kilépőnyílása van. Az 5 kilépőnyílást 6 védőperem veheti körül, amely a kilépőnyílást raktározás vagy szállítás közben védi a mechanikai sérülésektől. A 2a hengeres kamrarész belső átmérője megegyezik a 4 belépőnyílás D átmérőjével. A 2 perdítőkamrában 1 perdítőelem van elhelyezve. Az 1 perdítőelem szalaganyagból készül, amelynek anyaga és vastagsága attól függ, hogy milyen igénybevételnek van kitéve alkalmazása során. Kisméretű fúvókában, alacsony viszkozitású, nem agresszív folyadék (pl. víz) esetében alkalmazva az 1 perdítőelem vékony műanyagszalagból készülhet, a vastagságot a fellépő feszültségek figyelembevételével kell meghatározni. Nagyméretű fúvóka és nagy viszkozitású és/vagy agresszív folyadék esetén a perdítőelem vastagsága elérheti a 3 mm-t is, az anyag megválasztásánál pedig figyelembe kell venni a korróziós és eróziós hatásokat is (teflon, rozsdamentes acél). Az 1 perdítőelem D szélessége a 10 fúvóka 2 perdítőkamrájának belső átmérőjével lényegében azonos, azaz. az 1 perdítőelemnek a 2 perd ítőkamra belső falához, szó rosan kell illeszkednie. Az I perdítőelem L hossza a D szélesség függvénye : ez az L/D arány 1 és 5 között
