Полая конусная насадка | Точный кастинг & OEM -решения

1. Введение

Полые конусные сопла-это высокоспециализированные компоненты атомизирующих жидкости, которые играют незаменимую роль в отраслях, требующих Прекрасная распыление, Высокие соотношения поверхности к объему, и эффективный контакт с газом -жидкой.

В отличие от полного конуса или плоского вентилятора, Полые конусные сопла генерируют кольцевой рисунок распыления с относительно небольшими капли, сконцентрированными вдоль круглой полосы, оставив центральную ось сравнительно сухой.

Это делает их предпочтительным выбором для увлажнение, испарительное охлаждение, вычистить, распыление пестицидов, и процессы сгорания.

2. Что такое сопло с пустого конуса?

А пустого конуса сопло является точным аппаратным устройством, предназначенным для преобразования жидкого потока в мелкополученную, рисунок с брызги в форме кольца.

В отличие от полных сопел конуса, которые распространяют капли по всему объему конуса, Полые капли жидкости концентрат в положительном конусе в основном вдоль Периферийное кольцо, оставив центр относительно сухой.

Эта уникальная геометрия делает их особенно эффективными в приложениях, требующих Прекрасная распыление, Быстрое испарение, и большие поверхности взаимодействия с газом.

Рабочий принцип

Фундаментальная работа насадки пустого конуса полагается на индукция жидкого вихря:

• Вихревая индукция: Жидкость входит в тело сопла через один или несколько тангенциальных каналов, спиральные канавки, или вставка вихрь.
• Формирование вихря: Жидкость приобретает угловой импульс, образуя быстро вращающуюся жидкую пленку в камере вихря.
• Формирование листа: Когда жидкость выходит через точно обработанное отверстие, он распространяется наружу из -за центробежной силы, Создание тонкого кольцевого жидкого листа.
• Атомизация: Этот лист разбивается под аэродинамическим сдвигом и неспособностью натяжения поверхности, формирование кольца из тонких капель в коническом рисунке.

Определение характеристик

• Геометрия распыления: Конический с пустым интерьером, обычно с углами от 40° до 140 °.
• Размер капель: Прекрасная распыление, часто в 10–200 мкм диапазон, в зависимости от давления и конструкции сопла.
• Распределение: Равномерная плотность капель вдоль периметра конуса, Идеально подходит для процессов, требующих даже периферического покрытия.
• Гидродинамика: Высокие числа Вебера (Мы > 100) В рабочих диапазонах.

Почему «пустое» форма имеет значение

• Охлаждение & Увлажнение: Максимизирует площадь поверхности для тепла и массового переноса.
• Спрей сушка & Сжигание: Увеличение скорости испарения из -за меньших капель.
• Вычистить & Обработка газа: Обеспечивает высокую эффективность контакта в абсорбционных системах.

3. Физика спрея & Показатели производительности

Ключевые метрики

• Угол распыления (40° –140 °): Определяет ширину покрытия.
• Скорость потока (Q.): Управляется диаметром отверстия и различием давления (Q ∝ √ΔP).
• Размер капель (D32, VMD): Обычно 10–200 мкм, Решающий для испарения и управления дрейфом.
• Распределение единообразие: Определяет, как равномерно осаждается вдоль кольцевого кольца.
• Воздействие силы: Умеренный по сравнению с плоскими вентиляторами или полными конусами, Сделайте их подходящими для охлаждения и увлажнения, но не тяжелой чистки.

Жидкая динамика понимания

При рабочих давлениях выше 5 бар, Числа Рейнольдса превышают 10⁴, обеспечение бурных условий.

А Вебер номер (Соотношение инерционных к поверхностному натяжению) часто превышает 100, подтверждая это аэродинамические силы доминируют в разрыве, уступив штраф, стабильные капли.

4. Материалы & Металлургические соображения

5. Типы и внутренняя геометрия сопел складыша пустого конуса

Полые конусные сопла можно широко классифицировать по тому, как они генерируют кружащий поток, который образует кольцевой спрей.

Выбор внутренней геометрии определяет угол распыления, размер капель, Сопротивление сногся, и общая производительность.

Спиральные форсунки

• Дизайн: Использует непрерывный спиральный вырез или спиральная канавка, обработанная в корпус сопла.
  Жидкость течет вдоль спиральной дорожки, Разрывая в мелкие потоки на каждом краю, который в совокупности образуют спрей с пустыми конусами. Не требуется выделенная камера вихря, сделать дизайн простым, но очень эффективным.
• Функции: Чрезвычайно широкий угол распыления (до 180 °); Нет внутренней камеры вихря.
• Преимущества: Минимальное засорение; хорошо обрабатывает грязные жидкости и защелки.
• Приложения: Газовая очистка, Охлаждающие башни, подавление огня, управление пыли.

Аксиальные вихревые сопла

• Дизайн: Включает в себя камеру, расположенную непосредственно за выходящим отверстием.
  Жидкость входит в осел и направляется в вращение спиральными канавками или вставкой вихрь, Создание вихря перед выпиской.
  Геометрия камеры (цилиндрический или конический) Управляющие распылительную однородность и размер капель.
• Функции: Четко определен, тонкий полый конусный спрей с тонким размером капель.
• Преимущества: Высокая однородность, точное покрытие; Компактная геометрия.
• Приложения: Химические реакторы, увлажнение, спрей сушка.

Тангенциальные входные форсунки

• Дизайн: Особенности одного или нескольких тангенциальных впускных портов на стороне сопла, принуждение жидкости быстро вращаться внутри цилиндрической вихревой камеры.
  Полученный вихрь выходит через круглое отверстие, формирование схема пустого конуса. Размер и количество тангенциальных портов определяют стабильность потока и распределение капель.
• Функции: Сильный вихрь с высоким сдвигом, Производство узкого распределения капель.
• Преимущества: Очень стабильный рисунок распыления; Эффективно с жидкостями с низкой до средней вязкости.
• Приложения: Газовое охлаждение, распыление пестицидов, Поверхностное покрытие.

Тип лопата (Вставлять) Сопла

• Дизайн: Использует съемную внутреннюю вставку лопасти, расположенную перед отверстием сопла. Вне имеют несколько угловых слотов или лезвий, которые придают контролируемому вихревому движению жидкости.
  Геометрия лопата (Ширина слота, угол, считать) непосредственно влияет на угол распыления и размер капель, и вставки могут быть заменены для настройки производительности.
• Функции: Регулируемый размер капли по геометрии лопасти; отверстие легко заменяется.
• Преимущества: Исправный дизайн; Аптированный производительность; легкое обслуживание.
• Приложения: Продовольственная обработка, Десюльфуризация дымохода (FGD), точное охлаждение.

Сонусы с несколькими обрабатывающими конусами

• Дизайн: Состоит из нескольких небольших отверстий, расположенных по окружности вокруг лица сопла.
  Каждое отверстие излучает тонкую струю, которая образует часть общего брызга с пустыми конусами, Объединение в однородную кольцевую схему.
  Конструкция обеспечивает масштабирование емкости потока, просто регулируя номер или размер отверстия.

  

• Функции: Высокие скорости потока с распределенными потоками капель.
• Преимущества: Хорошая избыточность; продолжает функционировать, даже если одно отверстие засобится.
• Приложения: Охлаждение высокой емкости, крупномасштабное орошение, подавление огня.

6. Методы производства и управление качеством сопель

Методы производства

Точный кастинг

• Процесс: Использование инвестиционный кастинг (Потерянный воск) или Точный песчаный кастинг. Восковая модель сопла сделана, покрыт керамической суспензией, затем растопил, чтобы сформировать полость формы.
  Расплавленный сплав (НАПРИМЕР., нержавеющая сталь, Хастеллой, или керамика) заливается, затвердел, и закончено обработкой или шлифованием.
• Преимущества: Способный производить сложные внутренние камеры и большие, Огромные дизайны; Отлично подходит для высокотемпературных или коррозионных средств.
• Приложения: Скрубберс производства электроэнергии, химические реакторы, и крупномасштабные охлаждающие башни.

обработка с ЧПУ

• Процесс: Начинается с сплошного склада или кованых пробелов. Многооси КПН -поворот и фрезерование Машины вырезают точную геометрию, включая отверстие, лотовые слоты, и вихрь камера.
  Окончательная полировка и отходы удаляют заусенцы и обеспечивают жесткие допуски (± 0,01 мм).
• Преимущества: Высокая точность размеров, Отличная повторяемость, и гибкость для низкой- до производства среднего объема.
• Приложения: Фармацевтическая сушка спрея, Сопла в санитарии, Охлаждение газовой турбины.

Порошковая металлургия & Спекание

• Процесс: Тонкие порошки металлов (нержавеющая сталь, карбид вольфрама) или керамика (глинозем, Циркония) прижимаются в кубик под высоким давлением (200–800 МПа), затем спех при 1000–1500 ° C.
  Вторичная отделка, как шлифование или лазерное бурение, создает отверстие.
• Преимущества: Производит чрезвычайно тяжело, износостойкие материалы; Позволяет тесно контролировать пористость и микроструктуру.
• Приложения: Абразивное распыление суспензии, Угольный котел десульфуризация, горнодобывающая и цементная промышленность.

Литье под давлением (Полимеры & Композиты)

• Процесс: Термопластики (НАПРИМЕР., Стр, PVDF, нейлон) или инженерные композиты расплавляются и впрыскивают в стальные формы при высоком давлении.
  Охлаждение укрепляет часть, который может потребовать дефляции или обработки поверхности. Для прочности можно добавить усиление стекла или углеродного волокна..
• Преимущества: Бюджетный, масштабируемое массовое производство; Легкий и коррозионный устойчивый; широкий спектр форм достижимых.
• Приложения: Сельскохозяйственное распыление, одноразовые сопели с химическим управлением, Очистка воды.

Аддитивное производство (3D Печать)

• Процесс: Слово-слойное изготовление с использованием Селективное лазерное плавление (СЛМ) для металлов или Связанное струя/стереолитография Для керамики/полимеров.
  Позволяет изготовление сложных решетчатых камер вихря и нелинейных путей потока, которые усиливают атомизацию. Пост-обработка (термическая обработка, полировка) улучшает долговечность и отделку.
• Преимущества: Включает конструкцию невозможным с традиционной обработкой; Быстрое прототипирование; Маленькая настройка.
• Приложения: Аэрокосмические каналы охлаждения, Фармацевтические атомийзеры, Ведущий&D новых спрея геометрий.

Отделка поверхности & Термическая обработка

• Процесс: После формирования, сопла подвергаются отделке, например полировка, оттенок, или притирание Для гладких внутренних поверхностей.
  Теплообразные обработки (Карбинизирует, нитринг, или гасить & отпуск) повысить твердость.
  Покрытия, такие как PTFE, керамика, или жесткий хром применяется для уменьшения трения и повышения устойчивости к химической/истиранию.
• Преимущества: Продолжает срок службы, снижает риск засорения, и повышает последовательность производительности.
• Приложения: Химическая обработка заводов, Системы подавления огня, Морская среда.

Гарантия качества

• Проверка размерных (CMM, Оптическая метрология).
• Тестирование распыления (сетки сбора, Фотографическое картирование).
• Характеристика размера капель (Лазерная дифракция, PDPA).
• Сертификация материала (MTCS, Коррозия/тестирование эрозии).

7. Преимущества & Ограничения полых конусных форсунок

Ключевые преимущества

• Покрытие периметра: Кольцевой спрей уменьшает использование жидкости и избегает перенасыщения.
• Универсальный: Работает с жидкостями с низким содержанием сумасшедших до умеренных суспензий; Диапазон давления 1–100 бар.
• Засорение & Эрозийный устойчивый: Большие отверстия и вихревые лопасти предотвращают блокировку.
• Низкое воздействие поверхности: Нежные на деликатных поверхностях при обеспечении покрытия.
• Энергоэффективность: Требуется меньшая насосная мощность, чем полный конус или твердый поток для аналогичного покрытия.

Критические ограничения

• Центральная мертвая зона: Неоцененный центр не подходит для полного покрытия.
• Чувствительность давления: Угол для распыления и размер капли изменением с колебаниями давления.
• Более низкий удар: Не идеально подходит для абразивной чистки или тяжелых приложений.
• Ограничение высокой изысканности: Жидкость >5,000 CP нуждается в более высоком давлении или нагретых сопелах.
• Обслуживание необходимо: Вихтные лопасти могут накапливать месторождения; требуется периодическая очистка.

8. Промышленное применение сопла с полым конусом

Широко используется насадка в пустоте конуса, где покрытие периметра, равномерное смачивание, и контролируемый размер капли имеют решающее значение. Ключевые приложения включают:

Сельское хозяйство & Садоводство

• Даже пестицид, Гербицид, и распределение удобрений вокруг растений.
• Уменьшает использование химического вещества на 10–20% по сравнению с плоскими вентиляционными сопами.

Охлаждение & Увлажнение

• Охлаждающие башни, Увлажнитель HVAC, и системы парникового опадения.
• Обеспечивает равномерное покрытие без переписных поверхностей.

Пожарная защита & Подавление

• Кольцевые распылительные покрытия чувствительное оборудование и зоны периметра.
• Совместим с NFPA-одобренными спринклерными системами.

Промышленная уборка

• Световое мытье или полоскание тонкого оборудования и конвейеров.
• Уменьшает повреждение удара по сравнению с полным конусом или спрея.

Подавление пыли & Обработка материалов

• Добыча, цемент, и объемные материалы для управления воздушной пылью.
• Эффективное смачивание по периметру предотвращает выход частиц.

Химический & Процесс промышленности

• Распылительные реакторы, газовая очистка, и химическая дозировка.
• Обеспечивает равномерное кольцевое покрытие, Минимизация мертвых зон.

9. Сравнение с конкурирующими типами форсунки

Краткое содержание:

• Полые конусные сопла Excel In покрытие периметра и приложения с низким воздействием.
• Полные конусные сопла лучше всего униформа, Заполненные спреи.
• Плоские вентиляционные сопла идеально подходят для Линейное покрытие поверхности.
• Сплошные сопла предоставлять уборка или резка, но ограниченное покрытие области.

10. Заключение

Полые конусные форсунки-это точные инструменты, которые переопределяют эффективность во взаимодействиях газо-жидкости, охлаждение, и точный дозирование.

Их кольцевая схема распыления - инженерная динамика вихревой жидкости - непревзойденная площадь поверхности и эффективность контакта, Сделать их незаменимыми в отрасли от производства электроэнергии до фармацевтических препаратов.

Поскольку отрасли приоритет устойчивости и интеллектуальным операциям, Полая конусная форсунка будет продолжать развиваться - интеграция датчиков IoT, 3D-Prindted Campatization, и экологически чистые материалы.

Для инженеров и покупателей, Успех заключается в понимании технических нюансов дизайна, выбор материала, и техническое обслуживание - выравнивание спецификаций сопла с приложением необходимо оптимизировать производительность и стоимость жизненного цикла.

Часто задаваемые вопросы

Какой материал я должен использовать для сопла взносого конуса в 98% серная кислота?

PTFE или Hastelloy C276. PTFE сопротивляется 98% серная кислота до 260 ° C с срок службы 3–4 года.

Hastelloy C276 является предпочтительным для приложений высокого давления (≥50 бар) Из -за его превосходной силы (прочность на растяжение = 724 МПА). Латунь или 316L будут коррозиться в течение 3–6 месяцев.

Могут ли полые конусы обрабатывать жидкости с высокой страстью (НАПРИМЕР., моторное масло, 3,000 сн)?

Да, с модификациями:

(1) Используйте воду вихря с отверстием 2–3 мм (Большие отверстия уменьшают засорение);

(2) Нагрейте жидкость до 60 ° C (уменьшает вязкость до ~ 1000 с.п.);

(3) Увеличить давление до 20–30 бар (против. 10 бар для воды) Для поддержания DV50 = 80–100 мкм.

Как часто я должен чистить сопла взносого конуса, используемые при очистке сточных вод (5% твердые тела)?

Еженедельно. Твердые тела сточных вод (5%) засоры быстрее, чем чистые жидкости.

Чистить, впитываясь в 5% раствор лимонной кислоты (30 минуты) и чистка мягкой нейлоновой кистью. Установить а 10 мкм встроенный фильтр для продления интервалов очистки до раз в две недели.

Какова типичная срок службы полой конусной форсунки в газовой очистке?

2–3 лет для сопла 316L, 4–5 лет для сопла керамики Hastelloy или керамики.

Факторы, снижающие жизнь:

(1) Химическое истирание (НАПРИМЕР., чистка так);

(2) Износ частиц (НАПРИМЕР., летать ясень в выхлопной установке);

(3) Плохое обслуживание (Нечатая чистка). Продолжите жизнь, используя керамические сопла и ежемесячно чистить.