Hul kjegledyse | Presisjonsstøping & OEM -løsninger

1. Introduksjon

Hollow cone nozzle is a highly specialized fluid-atomizing components that play an indispensable role in industries requiring Fin forstøvning, høye overflate-til-volum-forhold, og effektiv gass-væske-kontakt.

Unlike full cone or flat fan designs, hollow cone nozzles generate an annular spray pattern with relatively small droplets concentrated along a circular band, leaving the central axis comparatively dry.

This makes them the preferred choice for fuktighet, fordampende kjøling, scrubbing, Pesticidespraying, and combustion processes.

2. Hva er en hul kjegle dyse?

EN hul kjegle dyse is a precision-engineered spray device designed to transform a liquid stream into a finely atomized, ring-shaped spray pattern.

Unlike full cone nozzles, which distribute droplets across the entire cone volume, hollow cone nozzle concentrate liquid droplets primarily along the perifer annulus, forlater sentrum relativt tørt.

Denne unike geometrien gjør dem spesielt effektive i applikasjoner som krever Fin forstøvning, Rask fordampning, og store gass -væske -interaksjonsflater.

Arbeidsprinsipp

Den grunnleggende driften av en hul kjegledyse er avhengig av Induksjon av væskevirvel:

• Virvelinduksjon: Væske kommer inn i dysekroppen gjennom en eller flere tangensielle kanaler, spiralformede spor, eller en virvelinnsats.
• Virvelformasjon: Væsken får vinkelmomentum, danner en raskt roterende flytende film inne i virvelkammeret.
• Arkdannelse: Når væsken kommer gjennom en nøyaktig maskinert åpning, det sprer seg utover på grunn av sentrifugalkraft, Opprette et tynt ringformet væskeark.
• Forstøvning: Dette arket bryter opp under aerodynamiske skjær- og overflatespenningsinstabiliteter, danner en ring med fine dråper i et konisk mønster.

Definere egenskaper

• Spraygeometri: Konisk med et hul interiør, vanligvis med vinkler fra 40° til 140 °.
• Dråpestørrelse: Fin forstøvning, ofte i 10–200 μm rekkevidde, Avhengig av trykk og dysedesign.
• Distribusjon: Ensartet dråpe tetthet langs kjeglen omkretsen, Ideell for prosesser som krever jevn perifer dekning.
• Hydrodynamikk: Høye Weber -tall (Vi > 100) I driftsområder bekreftes bekreftelsesoppbruddet av treghetskrefter snarere enn overflatespenning.

Hvorfor den "hule" formen betyr noe

• Kjøling & Fuktighet: Maksimerer overflaten for varme og masseoverføring.
• Spray tørking & Forbrenning: Forbedrer fordampningshastigheten på grunn av mindre dråper.
• Skrubbe & Gassbehandling: Sikrer høy kontakteffektivitet i absorpsjonssystemer.

3. Spray fysikk & Ytelsesmålinger

Viktige beregninger

• Sprayvinkel (40° –140 °): Definerer dekningsbredde.
• Strømningshastighet (Q): Styrt av åpningsdiameter og trykkdifferensial (Q ∝ √ΔP).
• Dråpestørrelse (D32, VMD): Vanligvis 10–200 μm, avgjørende for fordampning og drivkontroll.
• Distribusjonsenhet: Bestemmer hvor jevn væske blir avsatt langs den ringformede ringen.
• Effektkraft: Moderat sammenlignet med flate vifter eller fulle kjegler, noe som gjør dem egnet for kjøling og fuktighet, men ikke tung rengjøring.

Fluid Dynamics Insight

Ved driftspress ovenfor 5 bar, Reynolds -tall overstiger 10⁴, sikre turbulente forhold.

De Weber -nummer (forholdet mellom treghets- og overflatespenningskrefter) Ofte overstiger 100, bekrefter det Aerodynamiske krefter dominerer samlivsbrudd, gir fint, Stabile dråper.

4. Materialer & Metallurgihensyn

5. Typer og interne geometrier av hule kjegle dyser

Hul kjegledyse kan bredt kategoriseres etter hvordan de genererer den virvlende strømmen som danner den ringformede sprayen.

Valget av intern geometri bestemmer sprayvinkelen, Dråpestørrelse, Tett motstand, og generell ytelse.

Spiral dyser

• Design: Bruker en kontinuerlig spiralkutt eller helisk spor maskinert i dysekroppen.
  Væske strømmer langs spiralbanen, Bryter i fine bekker ved hver kant, som samlet danner en hul kjeglespray. Ingen dedikert virvelkammer er påkrevd, gjør designet enkelt, men likevel svært effektivt.
• Funksjoner: Ekstremt bred sprayvinkel (opp til 180 °); Ingen indre virvelkammer.
• Fordeler: Minimal tilstopping; håndterer skitne væsker og slammer godt.
• Applikasjoner: Gassskrubbing, kjøletårn, Brannundertrykkelse, Støvkontroll.

Aksielle virvle dyser

• Design: Inkluderer et virvelkammer plassert rett bak utgangsåpningen.
  Væske kommer inn aksialt og blir guidet til rotasjon av spiralspor eller en virvelinnsats, Opprette en virvel før utskrivning.
  Kammergeometrien (sylindrisk eller konisk) Kontroller sprayenhet og dråpe størrelse.
• Funksjoner: Veldefinert, tynn hul kjegle spray med fin dråpe størrelse.
• Fordeler: Høy enhetlighet, presis dekning; kompakt geometri.
• Applikasjoner: Kjemiske reaktorer, fuktighet, Spray tørking.

Tangensiell inngangsdyser

• Design: Har en eller flere tangensielle innløpsporter på dysens side, tvinger væske til å snurre raskt inne i et sylindrisk virvelkammer.
  Den resulterende virvelen går ut gjennom en rund åpning, danner et hul kjeglemønster. Størrelsen og antallet tangensielle porter dikterer strømningsstabilitet og dråpefordeling.
• Funksjoner: Sterk virvel med høy skjær, Produserer smal dråpedistribusjon.
• Fordeler: Veldig stabilt spraymønster; Effektiv med lave til middels viskositetsvæsker.
• Applikasjoner: Gasskjøling, Pesticidespraying, overflatebelegg.

Van-type (Sett inn) Dyser

• Design: Bruker et avtakbart innvendig vingainnsats plassert før dyseråpningen. Vesken har flere vinklede spor eller kniver som gir kontrollert virvelbevegelse til væsken.
  Vane geometri (Sporbredde, vinkel, telle) påvirker direkte sprayvinkel og dråpestørrelse, og innlegg kan byttes for å tilpasse ytelsen.
• Funksjoner: Justerbar dråpe størrelse med vingegeometri; åpning lett utskiftbar.
• Fordeler: Brukbar design; Skreddersydd ytelse; enklere vedlikehold.
• Applikasjoner: Matbehandling, røykgass avsvovling (FGD), Presisjonskjøling.

Multi-Office Hollow Cone Dizzles

• Design: Består av flere små åpninger arrangert omkrets rundt dysen ansiktet.
  Hver åpning avgir en fin jet som utgjør en del av den generelle hule kjeglesprayen, kombinere til et jevnt ringformet mønster.
  Utformingen tillater skalering av strømningskapasitet ved å justere åpningsnummer og størrelse og størrelse.

  

• Funksjoner: Høye strømningshastigheter med distribuerte dråpestrømmer.
• Fordeler: God redundans; fortsetter å fungere selv om en åpning tetter seg.
• Applikasjoner: Kjøling med høy kapasitet, storskala vanning, Brannundertrykkelse.

6. Produksjonsmetoder og kvalitetskontroller av hule kjegledyser

Produksjonsmetoder

Presisjonsstøping

• Behandle: Bruker Investeringsstøping (Mistet voks) eller Presisjonssandstøping. En voksmodell av dysen er laget, belagt med keramisk oppslemming, smeltet ut for å danne et moldhulrom.
  Smeltet legering (F.eks., rustfritt stål, Hastelloy, eller keramikk) helles inn, størknet, og ferdig med maskinering eller sliping.
• Fordeler: I stand til å produsere intrikate interne virvelkamre og store, Design i ett stykke; Utmerket for høye temperaturer eller etsende miljøer.
• Applikasjoner: Kraftproduksjonsskrubbere, Kjemiske reaktorer, og storskala kjøletårn.

CNC maskinering

• Behandle: Begynner med solid stangelager eller smidde emner. Multi-aksen CNC snur og fresing Maskiner kutter presise geometrier, inkludert åpningen, Vane spor, og virvel kammer.
  Endelig polering og honing Fjern burrs og sikre stramme toleranser (± 0,01 mm).
• Fordeler: Høydimensjonal nøyaktighet, Utmerket repeterbarhet, og fleksibilitet for lav- til produksjon av middels volum.
• Applikasjoner: Farmasøytisk sprøytetørking, Mat sanitærdyser, Gassturbinkjøling.

Pulvermetallurgi & Sintring

• Behandle: Fine pulver av metaller (rustfritt stål, Wolframkarbid) eller keramikk (aluminiumoksyd, Zirconia) presses inn i en matris under høyt trykk (200–800 MPa), deretter sintret ved 1000–1 500 ° C.
  Sekundær etterbehandling som sliping eller laserboring skaper åpningen.
• Fordeler: Produserer ekstremt hardt, slitasjebestandig materialer; tillater nær kontroll av porøsitet og mikrostruktur.
• Applikasjoner: Slurry sprøyting, Kullfyrt kjelesulfurisering, Gruve- og sementindustri.

Sprøytestøping (Polymerer & Kompositter)

• Behandle: Termoplast (F.eks., PP, PVDF, nylon) eller konstruerte kompositter smeltes og injiseres i stålformer ved høyt trykk.
  Kjøling stivner delen, som kan kreve avlusing eller overflatebehandling. Glass- eller karbonfiberforsterkninger kan tilsettes for styrke.
• Fordeler: Lavpris, skalerbar masseproduksjon; Lett og korrosjonsbestandig; bredt spekter av former oppnåelig.
• Applikasjoner: Landbruksspraying, engangskjemiske håndtering av dyser, Vannbehandlingsdosering.

Tilsetningsstoffproduksjon (3D Utskrift)

• Behandle: Lag-for-lag-fabrikasjon Bruk av Selektiv lasersmelting (Slm) for metaller eller Bindemiddelstråling/stereolitografi for keramikk/polymerer.
  Tillater fremstilling av komplekse gitterlignende virvelkamre og ikke-lineære strømningsveier som forbedrer forstøvning. Etterbehandling (varmebehandling, polere) Forbedrer holdbarhet og finish.
• Fordeler: Muliggjør design umulig med tradisjonell maskinering; Rask prototyping; Tilpasning av liten batch.
• Applikasjoner: Aerospace kjølekanaler, Farmasøytiske forstøverere, R&D av nye spraygeometrier.

Overflatebehandling & Varmebehandling

• Behandle: Etter å ha dannet, dyser gjennomgår etterbehandling som polere, Honing, eller lapping for glatte indre overflater.
  Varmebehandlinger (forgassering, nitriding, eller slukking & temperering) Forbedre hardhet.
  Belegg som PTFE, keramikk, eller hardt krom brukes for å redusere friksjonen og forbedre kjemisk/slitestyrke.
• Fordeler: Forlenger levetiden, reduserer tilstoppingsrisiko, og forbedrer ytelsen til ytelsen.
• Applikasjoner: Kjemisk prosessanlegg, Brannundertrykkelsessystemer, Marine miljøer.

Kvalitetssikring

• Dimensjonal inspeksjon (CMM, Optisk metrologi).
• Spraymønstertesting (Samling nett, Fotografisk kartlegging).
• Dropstørrelse karakterisering (Laserdiffraksjon, Pdpa).
• Materialsertifisering (MTCs, Korrosjon/erosjonstesting).

7. Fordeler & Begrensninger av hule kjegledyser

Viktige fordeler

• Omkretsdekning: Ringformet spray reduserer væsken og unngår overmetting.
• Allsidig: Fungerer med væsker med lav viskositet til moderate oppslemminger; Trykkområde 1–100 bar.
• Tette & Erosjonsbestandig: Større åpninger og virvel skovler forhindrer blokkering.
• Lav overflatepåvirkning: Skånsom på delikate overflater mens du sikrer dekningen.
• Energieffektiv: Krever mindre pumpekraft enn full kjegle eller solid strøm for lignende dekning.

Kritiske begrensninger

• Central Dead Zone: Ikke-vasket sentrum uegnet for dekning i full område.
• Trykkfølsomhet: Sprayvinkel og dråpe størrelse endres med trykktingssvingninger.
• Lavere påvirkning: Ikke ideell for slipende rengjøring eller tunge applikasjoner.
• Begrensning med høy viskositet: Væsker >5,000 CP trenger høyere trykk eller oppvarmede dyser.
• Vedlikehold som trengs: Virvel skovler kan akkumulere forekomster; periodisk rengjøring kreves.

8. Industrielle anvendelser av hul kjegle dyse

En hul kjegle dys er mye brukt der Omkretsdekning, ensartet fukting, og kontrollert dråpestørrelse er kritiske. Nøkkelapplikasjoner inkluderer:

Jordbruk & Hagebruk

• Til og med plantevernmidler, ugressmiddel, og gjødselfordeling rundt planter.
• Reduserer kjemisk bruk med 10–20% sammenlignet med flate viftedyser.

Kjøling & Fuktighet

• Kjøletårn, HVAC luftfukter, og drivhusmåler.
• Sikrer ensartet dekning uten overmaturende overflater.

Brannbeskyttelse & Undertrykkelse

• Ringformet spray dekker sensitivt utstyr og omkretsområder.
• Kompatibel med NFPA-godkjente sprinkleranlegg.

Industriell rengjøring

• Lett vasking eller skylling av delikat utstyr og transportører.
• Reduserer påvirkningsskader sammenlignet med full kjegle eller solid strømspray.

Støvundertrykkelse & Materialhåndtering

• Gruvedrift, sement, og bulkmaterialfasiliteter for å kontrollere luftbåret støv.
• Effektiv omkrets fukting forhindrer partikkelflukt.

Kjemisk & Prosessindustrier

• Sprayreaktorer, Gassskrubbing, og kjemisk dosering.
• Gir ensartet ringformet dekning, minimere døde soner.

9. Sammenligning med konkurrerende dysetyper

Sammendrag:

• Hule kjegle dyser Excel i Omkretsdekning og applikasjoner med lav påvirkning.
• Full kjegle dyser er best for uniform, Spray fra fylt område.
• Flat vifte dyser er ideelle for Lineær overflatedekning.
• Solide strømdyser gi Rengjøring eller kutting av høy styrke, Men begrenset områdedekning.

10. Konklusjon

Hule kjegle dyser er presisjonsverktøy som omdefinerer effektiviteten i gass-væske-interaksjoner, kjøling, og presisjonsdosering.

Deres ringformede sprøytemønster - konstruert via virvelvæskedynamikk - leverer uovertruffen overflateareal og kontakteffektivitet, Gjør dem uunnværlige i bransjer fra kraftproduksjon til legemidler.

Som næringer prioriterer bærekraft og smart virksomhet, Den hule kjegledysen vil fortsette å utvikle seg - integrerende IoT -sensorer, 3D-trykt tilpasning, og miljøvennlige materialer.

For ingeniører og kjøpere, Suksess ligger i å forstå de tekniske nyansene i design, Materiell valg, og vedlikehold - å justere dysespesifikasjoner med applikasjonsbehov for å optimalisere ytelse og livssykluskostnad.

Vanlige spørsmål

Hvilket materiale skal jeg bruke til en hul kjegledyse i 98% svovelsyre?

PTFE eller Hastelloy C276. PTFE motstår 98% Svovelsyre opp til 260 ° C med en levetid på 3–4 år.

Hastelloy C276 er å foretrekke for høytrykksapplikasjoner (≥50 bar) På grunn av sin overlegne styrke (Strekkfasthet = 724 MPA). Messing eller 316L vil korrodere innen 3–6 måneder.

Kan hule kjegle dyser håndtere væsker med høy viskositet (F.eks., motorolje, 3,000 CP)?

Ja, med modifikasjoner:

(1) Bruk en virvel vingedyse med en 2-3 mm åpning (Større åpninger reduserer tilstopping);

(2) Varm væsken til 60 ° C (reduserer viskositet til ~ 1000 cp);

(3) Øk trykket til 20–30 bar (vs. 10 bar for vann) å opprettholde DV50 = 80–100 μm.

Hvor ofte skal jeg rengjøre hule kjegledyser som brukes i avløpsvannbehandling (5% faste stoffer)?

Ukentlig. Avløpsvann (5%) tette åpninger raskere enn rene væsker.

Rengjør ved å suge inn en 5% Sitronsyreoppløsning (30 minutter) og børsting med en myk nylonbørste. Installer a 10 μm inline -filter for å utvide rengjøringsintervaller til touken.

What is the typical service life of a hollow cone nozzle in gas scrubbing?

2–3 år for 316L dyser, 4–5 år for Hastelloy eller keramiske dyser.

Faktorer som reduserer livet:

(1) Kjemisk slitasje (F.eks., skrubbe så₂ med kaustisk brus);

(2) Partikkelformig slitasje (F.eks., fly aske i strømplanten eksos);

(3) Dårlig vedlikehold (sjelden rengjøring). Forlenge levetiden ved å bruke keramiske dyser og rengjøre månedlig.