Повна конусна насадка | Спеціальні рішення щодо кастингу

1. Вступ

Повна конусна насадка генерує a наповнений (суцільний) конічний спрей використовується там, де навіть масовий розподіл, вплив, або необхідні сипкі змочування.

Вони знаходяться через охолодження, прибирання, Придушення пилу, пониження, потоп/вогонь, Сільськогосподарські та промивання.

Правильні залишки відбору кут розпилення, Розмір крапельки, витрата, тиск, Сумісність матеріалу та ризик засмічення.

Ця стаття пояснює, як працює повні конусні форсунки, кількісно визначають показники продуктивності, Відгуки про матеріали та варіанти виготовлення, Перераховує режими невдачі та практичні пом'якшення, порівнює повний конус з іншими типами насадки, і надає контрольний список покупця та прогноз щодо інновацій.

2. Що таке повна конусна насадка?

Визначення

Повний конус насадка - це атоміючий пристрій, який перетворює рідину під тиском (або газо -рідка суміш) в твердий (наповнений) Конічний спрей - тобто, Об'єм розпилювача заповнюється від центральної лінії до краю конуса, без центральної порожнечі.

На відміну від порожнистих конусних форсунок (які мають кільцевий спрей) або плоскі форсунки вентилятора (який виробляє 2D вентилятор), Повна конструкція конуса гарантує, що кожна точка в зоні розпилювача отримує рівне опромінення рідини.

Повні конусні форсунки вибираються при рівномірному розподілі маси, передбачуваний вплив, і необхідні послідовні покриття по цільовій області (охолодження, промивання, Придушення пилу, проливати, CIP, тощо).

Типові визначальні діапазони та атрибути:

• Кут розпилення (загальний): грубо 15° - 120 ° (вибрано, щоб відповідати діаметру розпилювача на заданому киданні).
• Отвір / Сім'я отвору: окремі розміри отворів зазвичай діапазон 0.1–10 мм; Багаторічні візерунки широко використовуються для поліпшення надмірності та засмічення стійкості.
• Розподіл крапельки: Хороші повноцінні конструкції виробляють вузькі розподіли розміру крапельки; Якісні продукти часто досягають DV90/DV10 співвідношення, що наближаються 3:1 або краще при номінальному тиску.
• Заявки: де рівномірність покриття площі або механічний вплив (потік імпульсу) має значення більше, ніж надзвичайно тонка атомізація.

Як працює повна конусна насадка?

Спрей утворений на трьох інженерних етапах всередині насадки:

Кондиціонер & покоління

Рідина під тиском спочатку кондиціюється у внутрішній камері.

Дизайнери зазвичай використовують тангенціальні входи, осьові/тангенціальні лопатки або зміщені отвори (Зазвичай 2–6 шляхів подачі або 3–6 елементів лопатки) Для перетворення осьового потоку в обертальний рух.
Отриманий вихор змушує рідину назовні за допомогою відцентрової дії, Підготовка його до виходу з насадки як рівномірно розподіленого кільця або аркуша.

Конічний аркуш (або струменевий кластер) утворення

Закручений потік виходить через круговий отвір (поодинокий) або розташоване скупчення малих отворів.

Геометрія (діаметр отвору, контур губ, Розміри камери) перетворює обертовий потік у тонкий розширюється конічний рідкий лист або вентилятор, що перекриваються струменями, які разом заповнюють об'єм конуса.

Товщина листа невеликі (порядок мікрон) і розширюватись радіусом.

Розрив аркушів на краплі

Після того, як аркуш або струмені входять до навколишнього повітря, вони фрагментують у краплі змаганням між інерційними силами, Аеродинамічний зсув та поверхневий натяг.

Механізм розриву - і, отже, розподіл розміру крапельки - контролюється швидкістю виходу, Геометрія отвору, рідкі властивості (щільність, в'язкість, поверхневий натяг) та навколишні умови.

3. Ключові показники продуктивності повних конусних форсунок

Продуктивність повної конусної насадки визначається Шість основних показників які регулюють покриття розпилення, Ефективність рідини, та надійність обробки.

Вони зазвичай затверджені ISO 8022 (Характеристика розпилення) і Методи тестування ASTM D/E Для забезпечення порівнянності у виробників.

Таблиця основних показників

4. Матеріали повної конусної насадки

Матеріал повної конусної насадки безпосередньо визначає його довговічність, Корозійна стійкість, вартість, і придатність для конкретних рідин або середовищ.

Інженери повинні збалансувати механічна міцність, хімічна сумісність, і носійне опір При виборі матеріалів.

Загальні матеріали для повних конусних форсунок

5. Типи повної конусної насадки

Повні конусні форсунки можна класифікувати на основі їх Внутрішня геометрія, розпилювальний візерунок, та характеристики продуктивності.

В той час як усі виробляють суцільний конічний спрей, Внутрішня конструкція суттєво впливає на розподіл розміру крапель, рівномірність, і діапазон робочих тиску.

Осьовий потік повних конусних форсунок

В осьових потоках, Рідина потрапляє в насадку вздовж осі і спрямована в закруткова камера Перед тим, як вийти через круговий отвір.

• Характеристики: Рівномірний розподіл крапель, середні та великі розміри крапель, Широкий діапазон потоку.
• Заявки: Охолоджуючі вежі, Газовий очищення, Придушення пожежі.

Тангенціальний потік (Тип) Повні конусні форсунки

В конструкціях тангенціального потоку, Рідина потрапляє в камеру кружки тангенціальні слоти або канали, надання сильної обертальної енергії.

• Характеристики: Дуже навіть розподіл розпилення, стійкий до засмічення завдяки великим потоковим проходам.
• Заявки: Миття розпилення, хімічні реактори, Придушення пилу.

Спіральні конусні форсунки

Спіральні форсунки використовують a спіральна геометрія Замість камери, Розбиття рідини на кілька шарів у формі конуса.

• Характеристики: Висока стійкість до засмічення, Широкі кути розпилення (до 120 °), Низьке обслуговування.
• Заявки: Димовна газова десульфуризація (FGD), Аерація стічних вод, охолодження гарячих газів.

Повні конусні форсунки з високим впливом

Ці форсунки зосереджують потік на більш вузький конус з більшим тиском впливу.

• Характеристики: Високий імпульс, великі крапельки, Сильна сила погіршення.
• Заявки: Видалення масштабів на сталевих млинах, Очищення поверхонь, гірничі операції.

Спеціалізовані конусні форсунки

Деякі конструкції розроблені для нішевих додатків:

• Тонкі розпилювачі повні конусні форсунки: Виробляти невеликі крапельки (DV50 < 100 мкм) для зволоження або покриття.
• Ширококутні повні конусні форсунки: Накрийте великі площі кутами розпилення до 120 ° для контролю пилу.
• Анти-клог повного конуса насадки: Особливості великих безкоштовних перерізів для обробки суспензій та волокон у стічних водах.

6. Методи виробництва повної конусної насадки

Продуктивність та довговічність повної конусної насадки сильно визначаються його Процес виробництва, що безпосередньо впливає на розмірну точність, поверхнева обробка, Консистенція потоку, і носійне опір.

Кастинг

• Обробка: Розплавлений метал (Зазвичай нержавіюча сталь, чавун, або бронза) виливається в пісок або інвестиції форми, у формі геометрії насадки.
• Переваги:

• • Економічно для великих форсунок (>50 мм отвір).
  • Дозволяє формувати складні внутрішні камери.

• Обмеження:

• • Шорсткість поверхні (РА 3-6 мкм) може зажадати після міхура.
  • Дефекти усадки та пористості повинні контролюватися.

• Заявки: Охолодження електростанції, Хімічні скрубери, Системи розпилювальних систем.

Підприємство для ін'єкцій

• Обробка: Термопластики (Напр., пп, PVDF, PTFE, нейлон) розтоплюються та вводять у форми точності.
• Переваги:

• • Високий об'єм, Низько вартість виробництва форсунок малих розмірів (<20 мм).
  • Послідовна геометрія, гладкі внутрішні поверхні.
  • Корозійна стійкість до кислот та лугів.

• Обмеження:

• • Обмежено пластмасом або композиційними матеріалами.
  • Температурна стійкість нижче, ніж метали (Зазвичай ≤150 ° C).

• Заявки: Розпилення сільського господарства, їжа & санітарія напоїв, Аерація стічних вод.

Обробка

• Обробка: Turng CNC, фрезер, і свердління виробляють корпус насадки та внутрішня камера вирву з твердого брусного запасу.
• Переваги:

• • Висока розмірна точність (± 0,01 мм).
  • Гладка обробка отвору для стабільного розподілу крапель.
  • Гнучкі для прототипування або низького обсягу на замовлення.

• Обмеження:

• • Більш висока вартість за одиницю.
  • Обмежений для дуже складних геометрія, якщо тільки не в поєднанні з EDM (Електрична обробка розряду).

• Заявки: Форсунки високого тиску для пониження, Придушення пожежі, покриття.

Термічна обробка

• Обробка: Наноситься на металеві форсунки після лиття або обробки (Напр., гасіння, загартовування, азотування).
• Функції:

• • Збільшити твердість (до 40–50 HRC для нержавіючих сталей).
  • Поліпшити стійкість до ерозії під абразивним потоком.
  • Посилити термін втоми в умовах циклічного розпилення.

• Заявки: Металургія, видобуток, Очищення розпилення високої швидкості.

Поверхнева обробка

• Обробка: Покриття та техніки обробки, такі як Електропалізація, PVD (Фізичне осадження пари), або керамічні покриття.
• Функції:

• • Зменшіть тертя та падіння тиску через насадку.
  • Поліпшення резистентності до корозії (хлориди, кислоти, морська вода).
  • Поширюйте термін служби в ерозивних умовах (суспензії, попіл, пил).

• Заявки: Морські скрубери, хімічні реактори, Димовна газова десульфуризація (FGD).

7. Переваги та обмеження повної конусної насадки

Повні конусні форсунки - це універсальні пристрої для розпилення, балансування рівномірне покриття, Опір засмічення, та адаптованість, Але вони мають практичні обмеження.

Переваги

• Рівномірне покриття: UC = 80–100%, Усунення мертвих зон. В сільському господарстві, може зменшити використання пестицидів за допомогою ~ 15%; зустрічатися NFPA 13 Стандарти у пожежному захисті.
• Універсальність: Обробляє рідини з 1 cp до 10,000 cp, і температури з –40 ° C (еластомерні тюлені) до 1,600° C (кераміка).
• Опір засмічення: Більші отвори та конструкції завихрення зменшують засмічення за допомогою ~ 40%.
• Збалансований вплив: 0.1–2 ударний удар, придатний для делікатного та помірного очищення.

Обмеження

• Переплетення: 10–15% передпліка, вище плоских вентиляторів (~ 5%), впливає на точні завдання.
• Сила нижчого удару: Не можна відповідати солькам суцільних потоків для важкого чищення.
• Чутливість тиску: Кут розпилення може змінюватися 5–10% з ± 10% коливанням тиску.
• Висока в'язкість рідини: Рідина >5,000 CP потребує нагрівання або більш високого тиску для рівномірного спрею.

8. Застосування конусних форсунок

Повні конусні форсунки широко використовуються в різних галузях, де рівномірний розподіл рідини, контроль впливу, і опір засмічення є критичними.

Їх твердий конічний спрей гарантує, що кожна точка в межах цільової області отримує постійне покриття, що робить їх ідеальними для охолодження, прибирання, Хімічна обробка, і пожежну охорону.

Промислове охолодження та очищення газу

• Охолоджуючі вежі: Навіть розподіл води над заливними пакетами для оптимізації передачі тепла.
• Димовна газова десульфуризація (FGD): Повні конусні форсунки підходять для лужних розчинів, щоб видалити SO₂ в електростанції.
• Спрей теплообмінника: Захищає обладнання від термічного напруження шляхом рівномірного охолодження.

Очищення та підготовка поверхні

• Промислове прибирання: Використовується в конвеєрах, резервуари, і трубопроводи, де рівномірний спрей видаляє сміття, залишки, або масштаб.
• Зниження в сталевих рослинах: Абразивна водна суспензія застосовується для видалення масштабу, користь від повного впливу конуса та стійких до засмічення конструкцій.
• Прибирання їжі та напоїв: 316L Повні конусні форсунки з нержавіючої сталі відповідають санітарним стандартам для прання продукції, контейнери, та обробка обладнання.

Пожежна захист

• Повні конусні форсунки широко використовуються в Системи пожежі (NFPA 13 дотримання), Забезпечення швидкого та рівномірного покриття у відкритих районах та приміщеннях обладнання.

Сільське господарство та садівництво

• Застосування пестицидів та добрив: Суцільний конічний спрей забезпечує навіть покриття культур при зменшенні хімічних відходів.
• Зволоження: Для теплиць або розповсюдження розсади, Повні конусні форсунки забезпечують постійний розподіл вологи.

Хімічна та технологічна промисловість

• Розпилювальні реактори: Забезпечує послідовний розподіл реагентів.
• Придушення пилу: Атомізовані рідини покривають великі поверхні або конвеєрні ремені для зменшення повітряних частинок.
• Застосування покриття: Застосовується для рівномірного осадження рідин або суспензій у виробничих лініях.

9. Загальні режими відмови та усунення несправностей

10. Порівняння з конкурентними типами насадки

11. Контрольний список вибору для інженерів та покупців

• Визначте потреби в процесі: Потрібний потік (Л/хв), робочий тиск (бар), кут розпилення, відстань, і розмір цільової краплі.
• Властивості рідини: щільність, в'язкість, поверхневий натяг, корозійність, Концентрація суспендованих твердих речовин & розмір частинок.
• Вибір матеріалу: відповідати хімії та стирання (316Л, керамічний, твердий).
• Пом'якшення пом'якшення: спірований або багаторічний дизайн, Фільтрація вгору за течією (Сітка ≤ 1/3 найменший отвір).
• Доставка & тест: Запит на таблицю CV/Q проти ΔP, Карти розпилення при проектному тиску та даних про краплі D₃₂ або VMD.
• Кріплення & доступність: Забезпечити орієнтацію насадки, Доступ до служби, ізоляційні клапани та положення про вибух.
• Запасна стратегія: Запасні отвори вставки, Повні голови насадки для швидкого заміни.
• Вимоги до документів: матеріальні сертифікати (MTC), Виробничі допуски, Звіти про QC та сертифікати покриття, де це можливо.

12. Майбутні інновації: Розумні та стійкі повні конусні форсунки

Еволюція повних конусних форсунок керується двома ключовими тенденціями: промисловий IoT (Iiot) Інтеграція та стійкість - обидва спрямовані на підвищення ефективності та зниження впливу на навколишнє середовище.

Розумна технологія насадки

• Вбудовані датчики: Повні конусні форсунки з тиском, температура, і датчики потоку передають дані в режимі реального часу до центрального контролера.
  Це дає змогу прогнозувати технічне обслуговування - попереджувальні оператори засмічувати або носити перед зниженням продуктивності. На електростанції, Розумні форсунки скорочують незапланований час простою 30%.
• Цифрові близнюки: Віртуальні репліки повних конусних форсунок моделюють продуктивність у різних умовах (тиск, В'язкість рідини).
  Фермери використовують цифрові близнюки для оптимізації параметрів спрею пестицидів, зменшення хімічного використання за допомогою 20%.
• Автоматизоване коригування: Електрично спрацьовано повні конусні форсунки (Напр., Автомобілі Lechler) Дозволити віддалене регулювання кута розпилення (15° –120 °) і швидкість потоку - це для динамічних застосувань (Напр., конвеєри зі змінною швидкістю).
  Завод для переробки харчових продуктів використовує їх для регулювання охолодження на основі температури продукту, Вирізання води за допомогою 15%.

Стійкий дизайн

• Оптимізація з низьким потоком: Нові конструкції насадки (Напр., Systems Systems Co. Серія LF) зменшити швидкість потоку на 30% Підтримуючи покриття та UC >85%.
  Муніципальна пожежна служба використовує ці форсунки, заощадження 500,000 літри води щорічно.
• Екологічно чисті матеріали: Біологічно розкладаються полімерні форсунки (Напр., На основі PLA) розробляються для сільськогосподарських програм для одноразового використання, Зменшення пластикових відходів.
  Ці форсунки погіршуються в ґрунті всередині 6 місяці, Вирівнювання з цілями кругової економіки ЄС.
• 3D-друкована налаштування: 3D друк (Використання таких матеріалів, як 316 л нержавіючої сталі або кераміки) дозволяє виробляти повні конусні форсунки з хитромудрими конструкціями камери - оптимізуючи рівномірність розпилення (UC = 95% проти. 90% Для оброблених форсунок).
  Наприклад, Фармацевтична рослина використовує насадки, що надруковані 3D, для покриття таблеток, вдосконалення узгодженості продукту за допомогою 10%.

13. Висновок

Повні конусні форсунки - це гнучкий і широко використовуваний компонент розпилення, де рівномірне змочування, Вплив або покриття площі потрібні.

Хороша практика дизайну пар Правильна геометрія насадки та матеріал за допомогою надійної фільтрації та планування обслуговування.

Сучасні виробничі та поверхневі технології дозволяють пошити абразивні та корозійні послуги, в той час як нові виробничі добавки та зондування обіцяють подальші підвищення продуктивності та зниження витрат на життєвий цикл.

Поширені запитання

Повний конус проти порожнистого конуса: Коли вибрати, який?

Використання повний конус для рівномірного змочування, очищення та придушення пилу; порожнистий конус Для дуже тонких завдань атомізації та випаровування/зволоження.

Як впливає на розмір крапель?

Більш високий тиск збільшує швидкість виходу та аеродинамічний зсув, як правило, виробництво менші крапельки.

Зв'язок нелінійний, а також залежить від геометрії отвору та рідких властивостей.

Як я можу знизити ризик засмічення?

Використання мульти-одиничний конструкції, вгору за течією ситеки з сіткою ≤ 1/3 найменший отвір, Виберіть більші діаметри отвору, де дозволяє процес, або використовувати керамічний / спідний форсунки.

Типовий термін експлуатації для повної конусної насадки?

Високозалежна застосування. У службі чистої води нержавіюча насадка може минулі роки; в абразивній службі суспензії очікуйте тижні - місяці, якщо не використовуються керамічні/тверді деталі.

Побудувати запасний & Плани інспекції відповідно.