Spiraalmondstuk | Aangepaste casting & Precisiespray -oplossingen

1. Invoering

Een spiraalvormig mondstuk is robuust, onderhoudsarme atomizers die een gecontroleerde creëren, Vaak groothoekspray met behulp van helical/spiraalvormige interne passages in plaats van conventionele wervelkamers of meerdere openingen.

Ze worden gewaardeerd waar brede dekking, Clogweerstand en voorspelbare druppelspectra zijn vereist - voorbeelden zijn koeling, vochtigheid, stofonderdrukking, het ontkeuren, en bulk spuiten in de zware industrie.

2. Wat is een spiraalvormig mondstuk?

A spiraal mondstuk is een spuitapparaat dat een gecontroleerde kegel produceert, full-cone, of ventilatorspray door vloeistof door een spiraalvormig te dwingen (spiraal) interne doorgang.

In plaats van een enkele rechte opening of een klassieke wervelkamer, De werkende vloeistof wordt geleid langs een spiraalvormig kanaal, zodat axiaal momentum geleidelijk wordt omgezet in omtrekbeweging; De vloeistof verlaat als een roterend vel of meerdere gesynchroniseerde jets die in druppeltjes breken.

Spiraalvormige sproeiers worden gewaardeerd brede dekking, patroonstabiliteit en relatieve weerstand tegen verstopping.

Varianten

• Spiraal vol - produceert een gevulde (stevig) Kegel voor dekking van een uniforme gebied.
• Spiraalhol - produceert een ringvormige (ring) Spray met een centrale leegte.
• Spiraalfan / plat spray - Geometrie afgestemd om een ​​brede afgeplatte spray op te leveren voor transportbeurt of riem wassen.
• Invoegen & cartridge -types - Vervangbare spiraalvormige inzetstukken aangebracht in een standaardlichaam voor bruikbaarheid en snelle omschakeling.

Belangrijkste kenmerken & Typische reeksen (Technische begeleiding)

• Werkdruk: typisch 1–40 bar Voor veel industriële spiraalvormige sproeiers (Sommige zware ontwerpen beoordeeld op hogere drukken).
• Stroomsnelheid: ruwweg 0.1–200 l/min per mondstuk afhankelijk van de grootte en Δp.
• Spuithoek:15° –170 ° (Geometrie -afhankelijk); Spiraalvormige ontwerpen worden vaak gebruikt wanneer zeer brede hoeken (tot ~ 160 °) zijn vereist.
• Mediane druppel diameter (Dv50): typisch 20–500 µm - Hogere druk en scherpere lippen geven fijnere druppeltjes.
• Kanaaldimensies: Kanaalbreedtes/diepten gewoonlijk 0.3–3 mm; Kleinere kanalen zorgen voor fijnere atomisatie, maar verhogen de versterkingsgevoeligheid.
• Typische materialen: roestvrij staal (304/316), messing/brons, duplexlegeringen; Keramische of HVOF-gecoate inserts voor schurende diensten.

Opmerking: Deze bereiken zijn indicatief - gebruik fabrikant Q VS AP -curven, Spuitkaarten en DV50 -gegevens om de juiste grootte voor een bepaalde toepassing te selecteren.

3. Hoe het spiraalvormige mondstuk werkt?

• Inlaatconditionering: Vloeistof onder druk komt de spiraalvormige inlaat binnen en volgt het spiraalvormige kanaal.
  De spiraal zet geleidelijk axiaal momentum om in omtrekmomentum met beperkte turbulentie -generatie vergeleken met abrupte tangentiële inlaten.
• Blad/jet -formatie: De vloeistof verlaat langs de spiraalvormige lip als een roterend vel of meerdere gesynchroniseerde jets die samengaan in een coherente kegel of ventilator.
  De continuïteit- en snelheidsprofielen stellen de initiële plaatdikte in.
• Uiteenvallen in druppeltjes: Eenmaal in omgevingslucht, Het blad/de jet ondergaat aerodynamische afschuiving en Rayleigh -Taylor / Kelvin - Helmholtz Instabiliteiten en breekt in druppels.
  Hogere exitsnelheid (Van hogere druk) → fijnere druppels.
• Zelfstabiliserende stroom: Spiraalvormige geometrieën produceren vaak een stabiele stroom over een brede drukband omdat het gedistribueerde spiraalvormige pad minder gevoelig is voor kleine obstakels en verstoringen.

Belangrijkste fysieke parameters: Reynolds -nummer (Met betrekking tot) in het kanaal, Weber -nummer (Wij) en lokale plaatdikte (T) regeer het uiteenvallen en typische DV50 -druppelgroottes.

4. Materialen, Metallurgie en slijtvastheid (Spiraalvormige sproeiers)

Spiraalvormige sproeiers werken in agressieve hydraulische omgevingen: Hoge lokale snelheden, met deeltjes beladen vloeistoffen, thermische fietsen en chemische aanval.

Materiaal- en oppervlakte-engineering keuzes bepalen daarom de levensduur, Onderhoudscadans en levenscyclus kosten veel meer dan de nominale aankoopprijs.

Dragen & Degradatiemechanismen

• Schurend / deeltjeserosie: vaste deeltjes (zand, schaal, korrel) Bladen op lip/kanaaloppervlakken; ruwend → grotere druppeltjes en patroonvervorming.
• Erosive -corrosieve aanval (gecombineerd): Corrosie verzwakt de matrix zodat deeltjes materiaal sneller verwijderen. Gebruikelijk in zout, zure of gechloreerde stromen.
• Cavitatie / Dampstort: Lokale dampvorming en instorting nabij high-shear randen veroorzaken putjes en snel materiaalverlies.
• Prees / mechanische vermoeidheid: Cyclische belasting op montagelateren of dunne lippen kunnen barsten/samensmelten.
• Thermische schok / spallatie: Snelle temperatuurschommelingen veroorzaken delaminatie van coaten of keramisch kraken.
• Vervuiling / chemische afzetting: schaal, Polymeer- of biologische films verminderen de vrije doorgang en veranderen de versterking.

Inzicht in welke van de bovenstaande domineert in uw servicegidsen Materiaal en coatingselectie.

BASE-MATERIAAL OPTIES

Oppervlakte -engineering & Coatings

• HVOF Tungsten-Carbide/Cobalt (WC-CO) coatings - gespannen, Extreem slijtvast. Het beste voor hoge snelheid, schurende stromen (Bijv., het ontkeuren, mijnbouw).
  Typisch toegepaste dikte bereik: 50–300 µm.
• Eleveless nikkel (Bui) - Uniforme dekking in complexe geometrieën; Goede corrosie + Matige slijtvastheid.
  Typische dikte: 8–30 µm. Gebruik waar corrosie en lage wrijvingsmaterie.
• DLC (diamantachtige koolstof) - Ultra lage wrijving, Goed voor het plakken van gevoelige vloeistoffen; dun (Een paar µm) en het beste voor kleine contactgebieden (pakken, lippen).
• Keramische overlays / gesolde keramische inzetstukken (Al₂o₃, Sic) - voor extreme slijtage; Gebruik als opofferingsinvoeging bij de exit lip/kanaal.
  Keramische zuiverheid (≥92–99% al₂o₃) is gebruikelijk praktijk.
• PTFE / fluoropolymeer coatings - Verminder vervuiling en hechting (Goed in plakkerig, polymeriserende vloeistoffen); Beperkte slijtvastheid. Typische dikte: 20–50 µm.
• Hard chrome plating - Oudere technologie voor slijtvastheid; Vaak vervangen door HVOF WC-CO voor betere binding en slijtage-kenmerken.

Selectietip: Combineer een slijtvast substraat (Bijv., duplex roestvrij) met een beschermende overlay in de slechtste druizones (lip, kanaalingang).

5. Productiemethoden van spiraalvormige sproeiers

Spiraalvormige sproeiers vereisen precieze geometrie om een ​​consistente holle kegelspray te genereren.

De gekozen productiemethode heeft direct invloed op de dimensionale nauwkeurigheid, oppervlaktekwaliteit, duurzaamheid, en kosten.

Zandgieten

• Proces: Gesmolten legering wordt gegoten in silica of harsgebonden zandvormen gevormd via patronen.
• Voordelen: Kosteneffectief voor grote maten (DN ≥ 50 mm), Geschikt voor industriële toepassingen met een groot volume.
• Beperkingen: Oppervlakteruwheid (RA 6–12 µm) en dimensionale afwijkingen vereisen secundaire bewerking.
• Toepassingen: Koeltorens, rookgasontdeling, ontzetting.

Investeringsuitgifte (Lost-wax proces)

• Proces: Waspatronen zijn bedekt met keramische slurry, bedaard, en gevuld met gesmolten legering.
• Voordelen: Uitstekende nauwkeurigheid en oppervlakte -afwerking (RA 3-6 µm), Minimale bewerking vereist.
• Beperkingen: Hogere kosten, Groottebeperkingen (≤300 mm).
• Toepassingen: Chemische planten, mariene spray -systemen, brandbeveiliging.

CNC -bewerking

• Proces: Spiraalvormige geometrie wordt rechtstreeks uit balkbouillon gesneden of lege spaties gegoten met behulp van 3-5 Axis CNC -frezen; EDM voor harde legeringen.
• Voordelen: Hoge precisie (± 0,01 mm), herhaalbaarheid, en flexibiliteit voor ontwerpaanpassingen.
• Beperkingen: Materiaalverspilling en hogere kosten voor complexe spiralen.
• Toepassingen: Ruimtevaart, geneesmiddelen, Kritische atomisatiesystemen.

Additieve productie (3D afdrukken)

• Proces: Metalen poeders (316L, Inconiëren, TI-6AL-4V) Gesmolten laag-voor-laag via SLM/DML's.
• Voordelen: Maakt complexe geometrieën onmogelijk via gieten; Snelle prototyping en aanpassing.
• Beperkingen: Hoge productiekosten; Vereist post-verwerking (Bijv., electropolishing).
• Toepassingen: Aangepaste/OEM -ontwerpen, R&D, farmaceutisch spuiten.

Keramisch drukken & Sintel

• Proces: Aluminiumoxide of siliciumcarbide poeders geperst en gesinterd >1,500° C.
• Voordelen: Uitzonderlijke hardheid en slijtvastheid, Lange levensduur in schurende omgevingen.
• Beperkingen: Bros; meestal toegepast als inserts in plaats van volledige spuitmondlichamen.
• Toepassingen: Mijnbouw, stalen ontkaling, schurende slurry handling.

Kwaliteitscontrole

• Dimensionale inspectie: Coördineer meetmachines (CMMS) steekproef 5% van sproeiers per batch, het verifiëren van kanaaldiepte, toonhoogte, en uitlaatdiameter tegen OEM -tekeningen.
• Stroomtests: Elk mondstuk wordt getest op 3, 10, En 30 bar om ervoor te zorgen dat de stroomsnelheid overeenkomt met specificaties (± 2% afwijking).
• Spuitpatroonanalyse: Hogesnelheidscamera's (1,000 FPS) en laserdiffractiesystemen (ISO 13320) valideer de druppelgrootte en uniformiteit - niet met UC <85% worden afgewezen.

6. Voordelen en beperkingen van spiraalvormige sproeiers

Voordelen

• Brede spuithoeken en uniforme dekking met relatief eenvoudige geometrie.
• Hoge verstoppingsweerstand Vergeleken met multi-micro-orificering holle kegelmondstukken.
• Duurzaamheid: Spiraalkanaal verdeelt stress en vermindert gelokaliseerde erosie.
• Steening -prestaties: Patroonstabiliteit over een brede drukband.
• Bruikbaarheid: Vervangbare inzetstukken of spiraalvormige cartridges vereenvoudigen onderhoud.

Beperkingen

• Druppelspectrumlimieten: Hoewel veelzijdig, Spiraalvormige sproeiers bereiken mogelijk niet de ultra-finale verstuiver (sub-50 µm) van gespecialiseerde HOP-druk holle kegel Swirl-sproeiers.
• Productiecomplexiteit: Strakke spiraalvormige toleranties kunnen veeleisend en duur zijn voor zeer kleine kanalen.
• Ontwerpgevoeligheid: Exit lipgeometrie is van cruciaal belang - slechte lipafwerking of bramen veranderen de versterking drastisch.
• Niet ideaal voor extreem viskeuze vloeistoffen tenzij verhit of speciaal geprofileerd.

7. Industriële toepassingen van spiraalvormige sproeiers

• Het ontkeuren & metaalverwerking: continu, Spuit met brede dekking voor het verwijderen van schaal en koeling.
• Koeltorens & verdampingskoeling: brede spuithoeken voor het maximaliseren van het contactgebied en verdamping.
• Stofonderdrukking & deeltjesregeling: Perimetersprays in mijnbouw/cementfaciliteiten.
• Vochtigheid / Greenhouse Misting: Stabiele brede dekking met bescheiden druk.
• Brandbeveiliging (Speciale varianten): Grotere spiraalvormige sproeiers worden gebruikt in delangsystemen en spuitkoelers.
• Chemische verwerking & struikgewas: waar zelfs dekking en corrosieweerstand vereist zijn.

8. Veel voorkomende faalmodi, Problemen oplossen, en mitigatie

9. Vergelijking met andere mondstuktypen

10. Conclusie

Spiraalvormige sproeiers zijn een veelzijdige familie van industriële verstuiver die in evenwicht zijn brede dekking, verstopping weerstand, en robuuste werking.

Hun spiraalvormige interne geometrie biedt voordelen in bruikbaarheid en stabiliteit ten opzichte van veel conventionele openingenontwerpen, vooral in harde industriële omgevingen.

Correcte selectie vereist aandacht voor vloeistofeigenschappen, drukbereik, Minimale vrije doorgang en materiële compatibiliteit.

Vooruitgang in productie en coatings blijven spiraalvormige mondstukcapaciteiten uitbreiden naar meer veeleisende toepassingen.

FAQ's

Waarom kiezen voor een spiraalvormig mondstuk

• Goed patroonstabiliteit Over een brede drukband.
• Hogere verstoppingstolerantie dan veel holle-kegelmondstukken van micro-ordenen omdat het spiraalvormige pad de stroming verdeelt en vaak grotere minimale vrije passages heeft.
• Brede dekking Mogelijkheid met een enkel mondstuk (Vermindert het aantal mondstukken).
• Vervangbaar inzetstuk ontwerpen vereenvoudigen onderhoud en lagere levenscycluskosten in erosieve omgevingen.

Zijn spiraalvormige sproeiers oriëntatie-gevoelig?

Sommige ontwerpen zijn tolerant voor elke oriëntatie; Anderen hebben een verticale oriëntatie nodig om symmetrie te behouden. Bevestig met de fabrikant.

Kan spiraalvormige sproeiers omgaan met slurries?

Ja - ze worden vaak gebruikt voor slurries en ontkalking. Kies grotere kanaalgeometrieën en harde materialen (HVOF, keramiek) voor schurende slurry -service.

Spiraalvormige sproeiers vereisen speciale stroomopwaartse zeefsels?

Ja - specificeer zeefsels waarvan de maximale maasopening ≤ is 1/3 van de kleinste spiraalvormige kanaalbreedte om blokkade te voorkomen terwijl de onderhoudsfrequentie in evenwicht is.