Spirálová tryska | Vlastní obsazení & Přesné roztoky spreje

1. Zavedení

Spirálová tryska je robustní, rozprašovače s nízkou údržbou, které vytvářejí kontrolovanou, often wide-angle spray using helical/spiral internal passages rather than conventional swirl chambers or multiple orifices.

They are prized where wide coverage, clog resistance and predictable droplet spectra are required — examples include cooling, zvlhčení, Potlačení prachu, Descaling, and bulk spraying in heavy industry.

2. Co je to spirálová tryska?

A spiral tryska is a spray device that produces a controlled cone, Full-Cone, or fan spray by forcing fluid through a helical (spiral) internal passage.

Instead of a single straight orifice or a classical swirl chamber, the working fluid is guided along a spiral channel so that axial momentum is gradually converted into circumferential motion; the fluid exits as a rotating sheet or multiple synchronized jets that break into droplets.

Spiral nozzles are prized for wide coverage, pattern stability and relative resistance to clogging.

Varianty

• Spiral full-cone - produkuje vyplněné (solidní) Kužel pro jednotné pokrytí oblasti.
• Spirála dutá-cone - produkuje prstencovou (kroužek) stříkat s centrální prázdnotou.
• Spirálový ventilátor / plochý průtok - Geometrie naladěná za vzniku širokého zploštělého sprecování pro mytí dopravníku nebo pásu.
• Vložit & Typy kazety - vyměnitelné spirálové vložky namontované do standardního těla pro obslužnost a rychlou přechodnost.

Klíčové vlastnosti & Typické rozsahy (inženýrské pokyny)

• Provozní tlak: obvykle 1–40 bar Pro mnoho průmyslových spirálových trysek (Některé těžký návrhy hodnocené s vyššími tlaky).
• Průtok: zhruba 0.1–200 l/min na trysku v závislosti na velikosti a Ap.
• Úhel postřiku:15° - 170 ° (závislá na geometrii); Spirálové vzory se často používají, když velmi rozsáhlé úhly (až 160 °) jsou vyžadovány.
• Střední průměr kapiček (DV50): obvykle 20–500 µm - Vyšší tlak a ostřejší rty dávají jemnější kapičky.
• Rozměry kanálu: Šířky/hloubky kanálu běžně 0.3–3 mm; Menší kanály poskytují jemnější atomizaci, ale zvyšují citlivost ucpávek.
• Typické materiály: nerezové oceli (304/316), mosaz/bronz, Duplexní slitiny; keramické nebo HVOF-potažené vložky pro abrazivní služby.

Poznámka: Tyto rozsahy jsou indikativní - použijte výrobce q vs Δp křivky, Nastříkat mapy a data DV50 pro výběr správné velikosti pro danou aplikaci.

3. Jak funguje spirálová tryska?

• Vstupní kondicionování: Natlaková tekutina vstupuje do spirálového vstupu a sleduje spirálový kanál.
  Spirála postupně přeměňuje axiální hybnost na obvodovou hybnost s omezenou tvorbou turbulence ve srovnání s náhlými tangenciálními vstupy.
• Formace listu/trysky: Tekutina opouští podél spirálové rty jako rotující list nebo více synchronizovaných trysek, které se sloučí do koherentního kuželu nebo ventilátoru.
  Profily kontinuity a rychlosti nastavují počáteční tloušťku listu.
• Rozpad na kapičky: Jednou v okolním vzduchu, List/Jet podléhá aerodynamickému střihu a Rayleigh - Taylor / Kelvin - Helmholtz Nestability a vloupá se na kapičky.
  Vyšší rychlost výstupu (z vyššího tlaku) → jemnější kapičky.
• Samostabilizující tok: Spirálové geometrie často produkují stabilní tok přes široký tlakový pás, protože distribuovaná helikální cesta je méně citlivá na drobné překážky a poruchy.

Klíčové fyzikální parametry: Číslo Reynolds (Re) v kanálu, Weber číslo (My) a místní tloušťka plechu (t) řídit rozchod a typické velikosti kapiček DV50.

4. Materiály, Metalurgie a odolnost proti opotřebení (Spirálové trysky)

Spirálové trysky pracují v agresivním hydraulickém prostředí: vysoké místní rychlosti, tekutiny naložené částicemi, tepelný cyklování a chemický útok.

Volba materiálu a povrchu proto určují životnost, Údržba kadence a životního cyklu stojí mnohem více než nominální kupní cena.

Nosit & Mechanismy degradace

• Abrasive / Eroze částic: pevné částice (písek, měřítko, štěrk) narušení povrchů rtů/kanálu; Hrubnutí → Větší kapičky a zkreslení vzorů.
• Erozivní korozivní útok (kombinovaný): Koroze oslabuje matrici, takže částice odstraňují materiál rychleji. Běžné ve fyziologickém roztoku, kyselé nebo chlorované proudy.
• Kavitace / pára kolaps: Tvorba a kolaps lokální páry a kolaps poblíž okrajů s vysokým střihem způsobuje pitting a rychlou ztrátu materiálu.
• Starosti / Mechanická únava: Cyklické zatížení na montážních rozhraních nebo tenkých rtů může prasknout/Coalesces.
• Tepelný šok / Spallation: Rychlé teplotní výkyvy způsobují delaminaci povlaku nebo keramické praskání.
• Znečištění / Chemická depozice: měřítko, Polymer nebo biologické filmy snižují atomizaci volného průchodu a změny.

Pochopení toho z výše uvedených dominuje ve vašem servisním vedení materiálu a výběru povlaku.

Možnosti základního materiálu

Povrchové inženýrství & Povlaky

• HVOF Tungsten-Carbide/Cobalt (WC-Co) povlaky - husté, extrémně odolné proti otěru. Nejlepší pro vysokou rychlostí, abrazivní toky (NAPŘ., Descaling, hornictví).
  Typický rozsah aplikované tloušťky: 50–300 µm.
• Electroless Nickel (Enp) - Jednotné pokrytí složitých geometrií; Dobrá koroze + mírný odpor opotřebení.
  Typická tloušťka: 8–30 µm. Použijte, kde záležitost koroze a nízkým třením.
• DLC (diamantový uhlík) - Ultra nízké tření, dobré pro nalepovací tekutiny; tenký (několik µm) a nejlepší pro malé kontaktní oblasti (Pintles, rty).
• Keramické překryvy / Pájené keramické vložky (Al₂o₃, Sic) - Pro extrémní oděr; Použijte jako obětní vložku na výstupním rtu/kanálu.
  Keramická čistota (≥ 92–99% al₂o₃) je běžná praxe.
• PTFE / Fluoropolymerní povlaky - Snižte znečištění a adhezi (Dobré v lepkavé, polymerační tekutiny); omezený odpor opotřebení. Typická tloušťka: 20–50 µm.
• Tvrdé chromové pokovování - Starší technologie pro odpor opotřebení; Často nahrazeno HVOF WC-CO pro lepší lepení a nošení vlastností.

TIP výběru: Zkombinujte substrát odolný vůči opotřebení (NAPŘ., Duplexní nerezová) s ochranným překrytím v zónách nejhoršího nošení (ret, vstup do kanálu).

5. Výrobní metody spirálových trysek

Spirálové trysky vyžadují přesnou geometrii pro generování konzistentního spreje dutého kužele.

Zvolená metoda výroby přímo ovlivňuje přesnost rozměru, Kvalita povrchu, trvanlivost, a náklady.

Lití písku

• Proces: Roztavená slitina se nalije do oxidu křemičitého nebo pryskyřičného pískového plísní ve tvaru vzorů.
• Výhody: Nákladově efektivní pro velké velikosti (Dn ≥ 50 mm), vhodné pro průmyslové aplikace s vysokým objemem.
• Omezení: Drsnost povrchu (RA 6–12 µm) a rozměrové odchylky vyžadují sekundární obrábění.
• Aplikace: Chladicí věže, Odsiření plynu-plynu, Odsolování.

Investiční lití (Proces ztraceného vozu)

• Proces: Voskové vzory jsou potaženy keramickou kaši, Dewaxed, a plné roztavené slitiny.
• Výhody: Vynikající přesnost a povrchová úprava (RA 3-6 µm), Je nutné minimální obrábění.
• Omezení: Vyšší náklady, Omezení velikosti (≤ 300 mm).
• Aplikace: Chemické rostliny, Systémy námořního spreje, Požární ochrana.

CNC obrábění

• Proces: Spirálová geometrie je řezána přímo z barového materiálu nebo odlitků pomocí 3–5 osy CNC frézování; EDM pro tvrdé slitiny.
• Výhody: Vysoká přesnost (± 0,01 mm), opakovatelnost, a flexibilita pro úpravy designu.
• Omezení: Materiální odpad a vyšší náklady na komplexní spirály.
• Aplikace: Letectví, léčiva, kritické atomizační systémy.

Aditivní výroba (3D Tisk)

• Proces: Kovové prášky (316L, Inconel, TI-6AL-4V) fúzovaná vrstva po vrstvě přes SLM/DMLS.
• Výhody: Umožňuje složité geometrie nemožné prostřednictvím obsazení; Rychlé prototypování a přizpůsobení.
• Omezení: Vysoké výrobní náklady; vyžaduje post zpracování (NAPŘ., Elektropolizace).
• Aplikace: Vlastní/OEM návrhy, R&D, Farmaceutické postřik.

Keramické lisování & Slinování

• Proces: Olikonské nebo křemíkové karbidové prášky stisknuté a slinné na >1,500° C..
• Výhody: Výjimečná tvrdost a odolnost proti opotřebení, dlouhá životnost v abrazivním prostředí.
• Omezení: Křehký; Obvykle se aplikuje spíše jako vložky než v těle plné trysky.
• Aplikace: Hornictví, Descaling, Manipulace s abrazivní kašlou.

Kontrola kvality

• Rozměrová inspekce: Souřadnice měření strojů (CMMS) ochutnat 5% trysek na dávku, ověření hloubky kanálu, Pitch, a průměr výstupu proti výkresy OEM.
• Testování toku: Každá tryska je testována na 3, 10, a 30 Specifikace odpovídá lištu pro zajištění průtoku (± 2% odchylka).
• Analýza sprejového vzorů: Vysokorychlostní kamery (1,000 FPS) a laserové difrakční systémy (ISO 13320) validate droplet size and uniformity—nozzles with UC <85% are rejected.

6. Výhody a omezení spirálových trysek

Výhody

• Wide spray angles and uniform coverage with relatively simple geometry.
• Vysoký odpor ucpávek compared with multi-micro-orifice hollow cone nozzles.
• Trvanlivost: spiral channel distributes stress and reduces localized erosion.
• Rangeable performance: pattern stability across a broad pressure band.
• Serviceability: replaceable inserts or spiral cartridges simplify maintenance.

Omezení

• Droplet spectrum limits: Zatímco všestranný, spiral nozzles may not achieve the ultra-fine atomization (sub-50 µm) of specialized high-pressure hollow cone swirl nozzles.
• Manufacturing complexity: tight spiral tolerances can be demanding and costly for very small channels.
• Design sensitivity: exit lip geometry is critical — poor lip finishing or burrs dramatically change atomization.
• Není ideální pro extrémně viskózní tekutiny pokud není vyhříván nebo speciálně profil.

7. Průmyslové aplikace spirálových trysek

• Descaling & Zpracování kovů: nepřetržité, Široký pokrykový sprej pro odstranění měřítka a chlazení.
• Chladicí věže & odpařovací chlazení: Široké úhly spreje pro maximalizaci kontaktní oblasti a odpařování.
• Potlačení prachu & kontrola částic: Obvodové spreje v těžebních/cementových zařízeních.
• Zvlhčení / Skleníkové zamlžení: Stabilní široké pokrytí se skromnými tlaky.
• Požární ochrana (speciální varianty): Větší spirálové trysky používané v systémech potopu a postřikovacích chladicích.
• Chemické zpracování & Scrubbers: Tam, kde je vyžadována i odolnost proti pokrytí a korozi.

8. Běžné režimy selhání, Odstraňování problémů, a zmírnění

9. Srovnání s jinými typy trysek

10. Závěr

Spirálové trysky jsou všestranná rodina průmyslových atomizérů, které se vyrovnávají wide coverage, Odolnost ucpávek, a robustní operace.

Jejich spirálová vnitřní geometrie poskytuje výhody v oblasti použitelnosti a stability oproti mnoha konvenčním návrhům otvoru, zejména v drsném průmyslovém prostředí.

Správný výběr vyžaduje pozornost na vlastnosti tekutin, rozsah tlaku, Minimální volný průchod a kompatibilita materiálu.

Pokroky ve výrobě a povlacích nadále rozšiřují schopnost spirálové trysky do náročnějších aplikací.

Časté časté

Proč si vybrat spirálovou trysku

• Dobrý stabilita vzorů přes široký tlakový pás.
• Vyšší tolerance ucpávek než mnoho trysek Micro-Orrifice Hollow-Cone, protože spirálová cesta distribuuje tok a často má větší minimální volné pasáže.
• Široké pokrytí schopnost s jednou tryskou (Snižuje počet trysek).
• Vyměnitelná vložka Návrhy zjednodušují údržbu a nižší náklady na životní cyklus v erozivních prostředích.

Jsou spirálové trysky citlivé?

Některé návrhy tolerantní k jakékoli orientaci; Jiní vyžadují vertikální orientaci, aby udrželi symetrii. Potvrďte s výrobcem.

Mohou spirálové trysky manipulovat?

Ano - běžně se používají pro kalivy a descaling. Vyberte větší geometrie kanálu a tvrdé materiály (Hvof, keramika) Pro službu abrazivní kaše.

Spirálové trysky vyžadují speciální sítky proti proudu?

Ano - zadejte sítky, jejichž maximální otevření sítě je ≤ 1/3 nejmenší šířky spirálového kanálu, aby se zabránilo zablokování při vyvážení frekvence údržby.