Holle kegelmondstuk | Precisie gieten & OEM -oplossingen

1. Invoering

Hollow kegelmondstuk is een zeer gespecialiseerde componenten voor vloeistofatomiseren die een onmisbare rol spelen in de vereiste industrieën Fijne verstuiver, Hoge oppervlakte-tot-volumeverhoudingen, en efficiënt gas -vloeistofcontact.

In tegenstelling tot volledige kegel- of platte ventilatorontwerpen, holle kegelmondstukken genereren een ringvormig spuitpatroon met relatief kleine druppels geconcentreerd langs een cirkelvormige band, De centrale as relatief droog achterlaten.

Dit maakt hen de voorkeurskeuze voor vochtigheid, verdampingskoeling, schrobben, pesticiden spuiten, en verbrandingsprocessen.

2. Wat is een holle kegelmondstuk?

A holle kegel mondstuk is een precisie-ontworpen spuitapparaat dat is ontworpen om een ​​vloeistofstroom te transformeren in een fijngeshechting, Ringvormig spuitpatroon.

In tegenstelling tot volledige kegelmondstukken, die druppels verdelen over het hele kegelvolume, holle kegelmondstukconcentraat vloeibare druppeltjes voornamelijk langs de perifere annulus, het centrum relatief droog laten.

Deze unieke geometrie maakt ze bijzonder effectief in toepassingen die nodig zijn Fijne verstuiver, Snelle verdamping, en grote gas -vloeistof interactieoppervlakken.

Werkprincipe

De fundamentele werking van een holle kegelmondstuk is gebaseerd op de Inductie van vloeibare werveling:

• Wervelingsinductie: Vloeistof komt het mondstuklichaam binnen via een of meer tangentiële kanalen, spiraalvormige grooves, of een werveldoevoeging.
• Vortex -vorming: De vloeistof verwerft een hoekmomentum, Een snel roterende vloeibare film vormen in de wervelkamer.
• Bladvorming: Naarmate de vloeistof verlaat door een precies bewerkte opening, Het verspreidt zich naar buiten vanwege centrifugale kracht, het creëren van een dunne ringvormige vloeibare vel.
• Versterking: Dit blad breekt uit onder aerodynamische afschuif- en oppervlaktespanningsinstabiliteiten, Een ring van fijne druppeltjes vormen in een conisch patroon.

Kenmerken definiëren

• Spuitgeometrie: Conisch met een hol interieur, meestal met hoeken van 40° tot 140 °.
• Druppelgrootte: Fijne verstuiver, vaak in de 10–200 μm bereik, Afhankelijk van het ontwerp van de druk en het mondstuk.
• Verdeling: Uniforme druppel dichtheid langs de kegel omtrek, Ideaal voor processen die zelfs perifere dekking vereisen.
• Hydrodynamica: Hoge Weber -nummers (Wij > 100) Bij het bedienen van de reeksen bevestigt het uiteenvallen van de druppel wordt gedomineerd door traagheidskrachten in plaats van oppervlaktespanning.

Waarom de 'holle' vorm ertoe doet

• Koeling & Vochtigheid: Maximaliseert het oppervlak voor warmte- en massaoverdracht.
• Spuitdrogen & Verbranding: Verbetert de verdampingssnelheid door kleinere druppeltjes.
• Schrobben & Gasbehandeling: Zorgt voor een hoge contactefficiëntie in absorberende systemen.

3. Spuitfysica & Prestatiestatistieken

Belangrijke statistieken

• Spuithoek (40° –140 °): Definieert de dekkingsbreedte.
• Stroomsnelheid (Q): Beheerst door de diameter van de opening en het drukverschil (Q ∝ √δp).
• Druppelgrootte (D32, VMD): Typisch 10–200 μm, Cruciaal voor verdamping en driftcontrole.
• Distributie -uniformiteit: Bepaalt hoe gelijkmatig vloeistof wordt afgezet langs de ringvormige ring.
• Impactkracht: Matig vergeleken met platte fans of volledige kegels, waardoor ze geschikt zijn voor koeling en bevochtiging, maar niet zware schoonmaak.

Inzicht op vloeibare dynamiek

Bij bedrijfsdruk hierboven 5 bar, Reynolds -nummers overschrijden 10⁴, Zorgen voor turbulente omstandigheden.

De Weber -nummer (verhouding van traagheid tot oppervlaktespanningskrachten) overtreft vaak 100, dat bevestigen Aerodynamische krachten domineren het uiteenvallen, Fijne oplevering, stabiele druppels.

4. Materialen & Overwegingen van metallurgie

5. Typen en interne geometrieën van holle kegelmondstukken

Hollow cone nozzle can be broadly categorized by how they generate the swirling flow that forms the annular spray.

The choice of internal geometry determines spray angle, druppelgrootte, verstopping weerstand, en algehele prestaties.

Spiraalvormige sproeiers

• Ontwerp: Uses a continuous spiral cut or helical groove machined into the nozzle body.
  Liquid flows along the spiral path, breaking into fine streams at each edge, which collectively form a hollow cone spray. No dedicated swirl chamber is required, making the design simple yet highly effective.
• Functies: Extremely wide spray angle (tot 180 °); Geen interne wervelkamer.
• Voordelen: Minimale verstopping; behandelt vuile vloeistoffen en slurries goed.
• Toepassingen: Het schrobben van het gas, Koeltorens, brandonderdrukking, stofbeheersing.

Axiale wervelsmondjes

• Ontwerp: Bevat een wervelkamer die direct achter de uitgangsplaning geplaatst is.
  Vloeistof komt axiaal binnen en wordt in rotatie geleid door spiraalvormige groeven of een wervelkant, Een draaikolk maken vóór ontslag.
  De kamergeometrie (cilindrisch of conisch) regelt spuituniformiteit en druppelgrootte.
• Functies: Goed gedefinieerd, Dunne holle kegelspray met fijne druppelgrootte.
• Voordelen: Hoge uniformiteit, Nauwkeurige dekking; compacte geometrie.
• Toepassingen: Chemische reactoren, vochtigheid, spuitdrogen.

Tangentiële toegangspuiters

• Ontwerp: Beschikt over een of meer tangentiële inlaatpoorten aan de zijkant van het mondstuk, Vloeistof dwingen om snel te draaien in een cilindrische wervelkamer.
  De resulterende draaikolk verlaat een ronde opening, een holle kegelpatroon vormen. De grootte en het aantal tangentiële poorten bepalen stroomstabiliteit en druppelverdeling.
• Functies: Sterke draaikolk met hoge afschuiving, Producerende smalle druppelverdeling.
• Voordelen: Zeer stabiel spuitpatroon; effectief met vloeistoffen met lage tot middelgrote viscositeit.
• Toepassingen: Gaskoeling, pesticiden spuiten, oppervlakte -coating.

Vaantype (Invoegen) Spuitmolen

• Ontwerp: Maakt gebruik van een verwijderbaar interne schoepinzetstuk gepositioneerd vóór de mondstukopening. De schoep heeft meerdere schuine slots of messen die gecontroleerde wervelkleding aan de vloeistof geven.
  VAE -geometrie (slotbreedte, hoek, graaf) beïnvloedt direct de spuithoek en de druppelgrootte, en inzetstukken kunnen worden verwisseld om de prestaties aan te passen.
• Functies: Verstelbare druppelgrootte door schoepgeometrie; opening gemakkelijk te vervangen.
• Voordelen: Bruikbaar ontwerp; Op maat gemaakte uitvoering; gemakkelijker onderhoud.
• Toepassingen: Voedselverwerking, rookgasontdeling (FGD), Precisiekoeling.

Multi-orifuele holle kegelmondstukken

• Ontwerp: Bestaat uit verschillende kleine openingen die rond het mondstuk gezicht zijn gerangschikt.
  Elke opening zendt een fijne straal uit die deel uitmaakt van de algehele holle kegelspray, Combineren in een uniform ringvormig patroon.
  Het ontwerp maakt het schalen van stroomcapaciteit mogelijk door eenvoudigweg het aantal opening en grootte aan te passen.

  

• Functies: Hoge stroomsnelheden met gedistribueerde druppelsstromen.
• Voordelen: Goede redundantie; blijft functioneren, zelfs als één opening verstopt.
• Toepassingen: Koeling met hoge capaciteit, grootschalige irrigatie, brandonderdrukking.

6. Productiemethoden en kwaliteitscontroles van holle kegelmondstukken

Productiemethoden

Precisie gieten

• Proces: Gebruik Investeringsuitgifte (verloren was) of Precision Sand Casting. Er is een wasmodel van het mondstuk gemaakt, gecoat met keramische slurry, vervolgens gesmolten om een ​​schimmelholte te vormen.
  Gesmolten legering (Bijv., roestvrij staal, Hastelloy, of keramiek) wordt ingegoten, gestold, en afgewerkt door te bewerken of te slijpen.
• Voordelen: In staat om ingewikkelde interne wervelkamers en grote te produceren, Ontwerpen uit één stuk; Uitstekend voor hoge temperatuur of corrosieve omgevingen.
• Toepassingen: Power Generation Scrubbers, chemische reactoren, en grootschalige koeltorens.

CNC -bewerking

• Proces: Begint met solide staafvoorraad of gesmede spaties. Multi-as CNC draaien En frezen Machines snijden precieze geometrieën, inclusief de opening, schade slots, en Swirl Chamber.
  Eindpolijsten en honen verwijderen bramen en zorgen voor strakke toleranties (± 0,01 mm).
• Voordelen: Hoge dimensionale nauwkeurigheid, Uitstekende herhaalbaarheid, en flexibiliteit voor laag- tot medium-volume productie.
• Toepassingen: Farmaceutisch spraydrogen, Sanitaire sanitaire modus, gasturbinekoeling.

Poeder metallurgie & Sintel

• Proces: Fijne poeders van metalen (roestvrij staal, wolfraamcarbide) of keramiek (aluminiumoxide, zirkonia) worden onder hoge druk in een dobbelsteen gedrukt (200–800 MPA), vervolgens gesinterd bij 1.000 - 1.500 ° C.
  Secundaire afwerking zoals slijpen of laserboren creëert de opening.
• Voordelen: Produceert extreem hard, slijtvaste materialen; maakt nauwe controle van porositeit en microstructuur mogelijk.
• Toepassingen: Schurende slurry spuiten, kolengestookte ketelontdichtheid, Mijnbouw- en cementindustrie.

Spuitgieten (Polymeren & Composieten)

• Proces: Thermoplasten (Bijv., PP, PVDF, nylon) of gemanipuleerde composieten worden gesmolten en geïnjecteerd in stalen vormen bij hoge druk.
  Koeling stolt het onderdeel, die mogelijk deflash of oppervlaktebehandeling vereisen. Glas- of koolstofvezelversterkingen kunnen worden toegevoegd voor sterkte.
• Voordelen: Goedkope, Schaalbare massaproductie; lichtgewicht en corrosiebestendig; breed scala aan vormen haalbaar.
• Toepassingen: Landbouwspuiten, Wegwerp chemische hanteringsproeiers, waterbehandeling dosering.

Additieve productie (3D afdrukken)

• Proces: Laag-voor-laag fabricage met behulp van Selectief lasersmelten (SLM) voor metalen of Binder Jetting/Stereolithografie voor keramiek/polymeren.
  Maakt fabricage van complexe roosterachtige wervelkamers en niet-lineaire stroompaden mogelijk die de versterking verbeteren. Na verwerking (warmtebehandeling, polijsten) verbetert de duurzaamheid en afwerking.
• Voordelen: Maakt ontwerpen onmogelijk met traditionele bewerking; Snelle prototyping; aanpassing aan kleine batch.
• Toepassingen: Ruimtevaartkoelkanalen, farmaceutische verstuiver, R&D van nieuwe spuitgeometrieën.

Oppervlakteafwerking & Warmtebehandeling

• Proces: Na het vormen, Nozzles ondergaan afwerking zoals polijsten, hoenvaardigheid, of lappen voor gladde interne oppervlakken.
  Warmtebehandelingen (carburatie, nitridend, of blussen & temperen) Verbeter de hardheid.
  Coatings zoals PTFE, keramisch, of hard chroom worden toegepast om wrijving te verminderen en de chemische/slijtvastheid te verbeteren.
• Voordelen: Verlengt de levensduur, vermindert het verstopping van het risico, en verbetert de consistentie van de prestaties.
• Toepassingen: Chemische verwerkingsinstallaties, brandonderdrukkenssystemen, mariene omgevingen.

Kwaliteitsborging

• Dimensionale inspectie (CMM, optische metrologie).
• Spuitpatroon testen (Verzamelroosters, fotografische mapping).
• Karakterisering van druppelgrootte (Lasergiffractie, PDPA).
• Materiële certificering (MTC's, Corrosie/erosietest).

7. Voordelen & Beperkingen van holle kegelmondstukken

Belangrijke voordelen

• Perimeter dekking: Ringvormige spray vermindert het gebruik van vloeistof en vermijdt oververzadiging.
• Veelzijdig: Werkt met vloeistoffen met lage viscositeit aan matige slurries; Drukbereik 1-100 bar.
• Verstoppen & Erosiebestendig: Grotere openingen en werveldweeën voorkomen blokkade.
• Lage oppervlakte -impact: Zacht over delicate oppervlakken terwijl de dekking wordt gewaarborgd.
• Energiezuinig: Vereist minder pompkracht dan volledige kegel of vaste stroom voor vergelijkbare dekking.

Kritische beperkingen

• Centrale dode zone: Niet-vastgelegd centrum ongeschikt voor dekking van volledig gebied.
• Drukgevoeligheid: Spuithoek en druppelgrootte verandering met drukschommelingen.
• Lagere impact: Niet ideaal voor schurende schoonmaak of zware toepassingen.
• Hoge viscositeitsbeperking: Vloeistoffen >5,000 CP heeft een hogere druk of verwarmde sproeiers nodig.
• Onderhoud nodig: Swirl -schoepen kunnen afzettingen verzamelen; Periodiek reiniging vereist.

8. Industriële toepassingen van holle kegelmondstuk

Een holle kegelmondstuk wordt veel gebruikt waar perimeter dekking, uniforme bevochtiging, en gecontroleerde druppelgrootte zijn kritisch. Belangrijke toepassingen zijn onder meer:

Landbouw & Tuinbouw

• Zelfs pesticide, herbicide, en kunstmestverdeling rond planten.
• Vermindert het chemische gebruik met 10-20% in vergelijking met platte ventilatormondstukken.

Koeling & Vochtigheid

• Koeltorens, HVAC -luchtbevochtigers, en broeikasmisting -systemen.
• Zorgt voor uniforme dekking zonder oververzadigende oppervlakken.

Brandbeveiliging & Onderdrukking

• Ringvormige spray bedekt gevoelige apparatuur en perimetergebieden.
• Compatibel met NFPA-goedgekeurde sprinklersystemen.

Industriële schoonmaak

• Licht wassen of spoelen van delicate apparatuur en transportbanden.
• Vermindert de impactschade vergeleken met volledige kegel- of vaste stroomsprays.

Stofonderdrukking & Materiaalbehandeling

• Mijnbouw, cement, en bulkmateriaalfaciliteiten om stof in de lucht te regelen.
• Efficiënte perimeter bevochtiging voorkomt ontsnapping van deeltjes.

Chemisch & Procesindustrie

• Spuitreactoren, het schrobben van het gas, en chemische dosering.
• Biedt een uniforme ringvormige dekking, Minimalisatie van dode zones.

9. Vergelijking met concurrerende mondstuktypen

Samenvatting:

• Holle kegelmondstukken uitblinken Perimeterdekking en low-impact toepassingen.
• Volledige kegelmondstukken zijn het beste voor uniform, gevulde sprays.
• Platte ventilatorkloven zijn ideaal voor Lineaire oppervlaktebedekking.
• Solide stroommondstukken voorzien High-force reiniging of snijden, Maar beperkte dekking.

10. Conclusie

Holle kegelmondstukken zijn precisietools die de efficiëntie van de gas-vloeistof interacties opnieuw definiëren, koeling, en precisiedosering.

Hun ringvormige spuitpatroon - ontworpen via Vortex Fluid Dynamics - Delivers ongeëvenaard oppervlakte- en contactefficiëntie, ze onmisbaar maken in industrieën van stroomopwekking tot geneesmiddelen.

Naarmate industrieën prioriteit geven aan duurzaamheid en slimme activiteiten, Het holle kegelmondstuk zal blijven evolueren - integreren van IoT -sensoren, 3D-gedrukte aanpassing, en milieuvriendelijke materialen.

Voor ingenieurs en kopers, Succes ligt in het begrijpen van de technische nuances van design, materiële selectie, en onderhoud - Uit afstemmende mondstukspecificaties met toepassingsbehoeften om de prestaties en levenscycluskosten te optimaliseren.

FAQ's

Welk materiaal moet ik gebruiken voor een holle kegelmondstuk in 98% zwavelzuur?

PTFE of HASTELLOY C276. PTFE verzet zich 98% zwavelzuur tot 260 ° C met een levensduur van 3-4 jaar.

Hastelloy C276 heeft de voorkeur voor hoge druktoepassingen (≥50 bar) Vanwege de superieure kracht (treksterkte = 724 MPA). Messing of 316L corrodeert binnen 3-6 maanden.

Kan holle kegelmondstukken met hoge viscositeitsvloeistoffen verwerken (Bijv., motorolie, 3,000 CP)?

Ja, met aanpassingen:

(1) Gebruik een Swirl Van -mondstuk met een opening van 2-3 mm (Grotere openingen verminderen verstopt);

(2) Verwarm de vloeistof op 60 ° C (Vermindert de viscositeit tot ~ 1.000 CP);

(3) Verhoog de druk tot 20–30 bar (vs. 10 bar voor water) om DV50 = 80–100 μm te handhaven.

Hoe vaak moet ik holle kegelmondstukken reinigen die worden gebruikt bij afvalwaterbehandeling (5% vaste stoffen)?

Wekelijks. Afvalwater vaste stoffen (5%) Verstop openingen sneller dan schone vloeistoffen.

Schoon door te weken in een 5% citroenzuuroplossing (30 notulen) en borstelen met een zachte nylon borstel. Installeer een 10 μm inline filter om reinigingsintervallen uit te breiden tot tweewekelijks.

Wat is de typische levensduur van een holle kegelmondstuk in het schrobben van gas?

2–3 jaar voor 316L -sproeiers, 4–5 jaar voor Hastelloy of keramische sproeiers.

Factoren die het leven verminderen:

(1) Chemische slijtage (Bijv., So₂ schrobben met bijtende frisdrank);

(2) Deeltjeskleding (Bijv., vlieg as in uitlaat);

(3) Slecht onderhoud (zeldzame schoonmaak). Verleng het leven door maandelijks keramische sproeiers te gebruiken en schoon te maken.