專利名稱：用于受控分解液體射流的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為產(chǎn)生基本為單分散的液滴而使液體射流受控分解的方法。
在下述說明及隨后的權(quán)利要求書中，用“基本為單分散的液滴”這個術(shù)語，意指實際上相同直徑的基本為球型的液滴。
本發(fā)明也涉及實施上述方法所用的裝置。
已知在使或多或少為粘稠液體形式的溶化材料流體化方面，例如生產(chǎn)化肥時，正更加迫切地要求提供一種使液體射流受控分解的方法，此方法一方面會獲得基本為單分散的液滴，另一方面又可靠又便于實施，也不要求高能耗與高運作成本。
在下述說明中，用“顆粒化(priling)”這個術(shù)語，意指使液態(tài)熔化材料穿過若干孔洞，以形成相應的射流，這些射流分解成若干液滴，它們在冷卻之際又凝固為堅固小顆粒這樣的一種方法。一般來說，凝固是因在一種稱為顆?；倪m宜裝置中與氣流成反流的液滴自由下落而發(fā)生的。
此方法基于一種現(xiàn)象而來，按照這種現(xiàn)象，液體射流，由于其表面張力所生的動態(tài)不穩(wěn)，尤其是每當液體射流振幅增大到與射流半徑相等時，會分解為許多液滴。
射流的這種動態(tài)不穩(wěn)，起始因素，可以是外部因素，例如與空氣摩擦而生的干擾，也可以是內(nèi)部因素如由于液體紊流而生的干擾。
為了滿足上述要求，有人提出了通過液體射流的受控分解可得到基本為單分散的液滴的一些方法，在這些方法中，以射流振幅波長大于射流周長的方式，把預定大小的干擾傳給射流。
的確，已發(fā)現(xiàn)把實際上介于下列值之間波長的振幅傳給射流，可獲得均勻而規(guī)則的射流分解，該值為7＊r＜λ＜14＊r(1)上式中的r表示液體射流的半徑，λ表示射流的波長(參見J.M.施耐德與C.D.亨德里克斯的《均勻液滴之源》，載《科學器械評論》，第35卷，第10號，1964年10月[J.M.Schneider and C.D.Hendricks，“Sourceof Uniform Liquid Droplets”，Review of Scientific Instruments，Vol. 35，No.10，10/1964])。
一般來說，根據(jù)C.韋伯(Weber)的理論(如見《霧化與噴霧干燥》，第一章，W.R.小馬紹爾作，載《化學工程方案論集》，第50卷，第2號，1954年[“Atomization and spray Drying”，chapter 1，W.R.Marshall Jr.，Chem.Eng.Progr.Monogr.series，No.2，vol.50，1954])為獲得液體射流受控分解從而獲得基本為單分散的液滴所用的最有效的振幅波長，由下列公式?jīng)Q定λ/r＝8.886＊(1+3Z)1/2(2)上式中的r表示液體射流的半徑，λ表示射流波長，Z表示韋伯數(shù)的平方根與雷諾數(shù)之比率(Z＝We1/2/Re)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，是以合要求波長的振幅傳給射流這樣的方式，以預定頻率改變形成液體的射流，從而提供這種受控分解。
作為一種選擇方案，根據(jù)上述那些方法，負責液體射流受控分解的干擾，是借助以下述方式進行的—由聲源產(chǎn)生的預定頻率的聲振動，經(jīng)過空氣傳給正在離開有孔面的液體射流；—由聲源產(chǎn)生的預定頻率的聲振動，在空氣中傳送，或在包容于一個適當有孔筐中形成液體射流的頭部上方處的氣體中傳送；通過振蕩器、聲源或回轉(zhuǎn)閥，直接向形成液體的射流傳送振動；適當?shù)匕褭C械振動傳給供射流形成之用的有孔筐或其一部分。
這種類型的方法，在EP-A-0223384、EP-A-0320153及US-A-4585167中曾經(jīng)說明。
然而，上述各種方法顯示出一系列缺陷，其中第一個就是這些方法難以實施而且不可靠。
要有效地實施這些方法，必須有復雜得難以制造的尖端設備，而且它們要經(jīng)常維修。
因而，要適當?shù)卣{(diào)控液體射流的分解，就必須花費高昂的制作、運行和維修的成本。
此外，由于這些方法的復雜性，主要是由于需要提供傳送聲振動或機械振動的方式，實施根據(jù)先前工藝的方法所用設備，就不能確保長期以經(jīng)常方式獲得基本為單分散的液滴。
使本發(fā)明突出的技術(shù)問題，是采用一種方法，使液體射流受控分解，以獲得基本為單分散的液滴，同時，這種方法既可靠也易于實施，而且不要求高能耗與高運行成本。
按照本發(fā)明，是以如上提及并包括如下步驟的方法，來解決上述問題的—把若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流，送給若干限定在一個有孔面中的彼此獨立的區(qū)段；—在接近有孔面的這些區(qū)段中形成液頭；—使液體流動跨過有孔面，以形成若干第二液體射流；—周期性地以預定頻率改變送給預定區(qū)段那些液體的動量，以便把有孔面附近的壓力周期性改變而構(gòu)成的預定大小的干擾傳遞給存在于那個區(qū)段中的液體，該干擾被傳給第二液體射流，使其受控分解為若干基本為單分散的液滴。
在以下說明及隨附的權(quán)利要求書中，用“穩(wěn)態(tài)運動的液體射流”這個術(shù)語，意指流率與速度均恒穩(wěn)的液體射流。
在以下說明及隨附的權(quán)利要求書中，用“彼此獨立的區(qū)段”這個術(shù)語，意指從液力上而言彼此分離的區(qū)段。
借助于本發(fā)明，在穩(wěn)態(tài)條件下輸送用以形成第二射流的液體，同時，使這種液體以適宜的壓力方式產(chǎn)生變化，從而就可優(yōu)越地獲得基本為單分散的液滴。
尤其是靠著把有孔面分成若干區(qū)段，并向這些區(qū)段輸送若干第一射流，就可做到。
的確，以此方式處理，曾使人驚喜地發(fā)現(xiàn)，它足以適宜地改變送給預定區(qū)段那些液體的動量，同時，使送給有孔面的第一射流的動量保持恒定并因此在穩(wěn)態(tài)條件下運行，從而以簡單的但同時又是精確而可靠的方式，使正在離開有孔面的第二液體射流得以受控分解。
優(yōu)越處在于，送往預定區(qū)段的液體，其動量的改變，是周期性地且有間歇地發(fā)生的，以便向第二液體射流傳送波長大于射流周長且值最好介于上述公式(1)所示值之間的有效干擾。
由于本發(fā)明，就可以簡單而有效的方式，利用被送往有孔面以形成第二射流的那些液體-在穩(wěn)態(tài)條件下-的流率，以便使后者得以受控分解而又沒有根據(jù)先前工藝的那些方法所生的缺陷。
按照本發(fā)明的一個推薦實施例，各區(qū)段一個挨一個，送給預定區(qū)段的液體，其動量不同于送給鄰接區(qū)段的液體動量。
按照該實施例，傳送給每個區(qū)段的液體的動量，是靠著向有孔面?zhèn)鬟f相對于一個液體分配器的運動而有利地改變的，該分配器裝于該有孔面上游用以分配第一射流。
相對運動最好是采取使有孔面相對于液體分配器而移動同時又使二者之間距離保持恒定這種方式來實現(xiàn)。
傳遞給第二射流的有效干擾，最好是通過以預定頻率周期性地改變送往預定區(qū)段的那些第一射流的數(shù)量這種方式來產(chǎn)生。
優(yōu)越之處在于，送往各區(qū)段的第一液體射流，是由分配器以基本為離心的液流分送給那個基本為管狀、安裝在分配器外部且與其同軸向的有孔面。
基本為管狀的有孔面，最好圍著其軸線旋轉(zhuǎn)，各個區(qū)段則在此面中縱向延展。
以此方式，就可把有待分解的第二射流、徑向分配，以在360度上獲得由彼此徑向分離的基本為單分散的液滴組成的一陣“雨”。
送往各區(qū)段的第一液體射流，與相關(guān)的液頭垂直相交的方式，最好避免在接近有孔面處，形成會負面影響第二射流受控分解這樣的次生紊流。
與符合本發(fā)明的方法相一致，因送往每個區(qū)段的液體動量周期變化而得到的波函數(shù)，最好是正弦曲線型的，以避免在該液體中出現(xiàn)第二種振幅。
按照本發(fā)明的另一個方面，也有一種可用的裝置，分解液體射流，以產(chǎn)生基本為單分散的液滴。該裝置包括由有孔壁構(gòu)成、供分送若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流之用的第一液體分配器；被支承得與第一分配器離開一預定距離且被分為有若干容量相等、彼此獨立并與第一射流有液體通聯(lián)的艙室這樣的第二液體分配器，該分配器配有實與第一分配器的有孔壁平行的有孔壁，用以形成若干第二液體射流。
有了彼此相對運動的第一分配器與第二分配器，以便以預定頻率使送給一預定艙室的液體的動量周期性地變化，同時，向存在于此艙室中的液體，傳送由傳給第二液體射流的壓力周期性變化而構(gòu)成的預定大小的干擾；從而，使該液體發(fā)生受控分解，變?yōu)槿舾苫緸閱畏稚⒌囊旱巍?br> 對本發(fā)明的特征與優(yōu)點，以參照附圖列舉非限定性例子的方式，在下面說明一個實施例而加以陳述。
在這些附圖中

圖1是符合本發(fā)明的一種供受控分解液體射流所用裝置的一個細部縱向剖面示意圖；圖2是符合本發(fā)明一個推薦實施例的一種供受控分解液體射流所用裝置的縱向剖面示意圖；圖3是沿圖2中線段A-A截取所成的圖2所示裝置剖面圖；圖4是符合本發(fā)明的一種供受控分解液體射流所用設備的縱向剖面示意圖。
參照圖1至圖4，標號1總的表示一種符合本發(fā)明的一種供受控分解液體射流所用的裝置，尤其是適于把溶化材料例如生產(chǎn)化肥的溶化尿素液體化的裝置。
圖1僅大略顯示供受控分解液體射流的裝置1的一個細部，以便更好地指出符合本發(fā)明的這種方法的原理。
裝置1包括一個由一面有孔壁3構(gòu)成、用以分送若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流4的第一液體分配器2。
這些射流4，最好由有孔壁3中的各個孔洞分送，這些孔洞實際上平行排列，并沿著與圖1的平面相垂直的方向在分配器2的一個預定區(qū)段內(nèi)縱向延伸。
另一種選擇是，有孔壁3中的孔洞，由若干基本為平行縱向的且也沿著與圖1的平面相垂直的方向延伸的狹縫構(gòu)成。在此情況下，射流4就以沿著上述狹縫延伸的對應液體刃片的方式而被分送。
因此，對于圖1所示每條射流4，均優(yōu)越地有一排對應的孔洞或縱向狹縫可用。
第二液體分配器5被支承得與第一分配器2離開一預定距離，用以形成第二液體射流6。
第二液體分配器被分隔成一個挨一個的艙室—它們均以標號7表示，這些艙室與第一射流4均有液體通聯(lián)，且各艙室容量相等又彼此獨立，并配有實與第一分配器2的有孔壁3平行的有孔壁8。
艙室7還配有各自的側(cè)壁9，這些側(cè)壁與有孔壁成正交延伸，以便使艙室7在液力上而言獨立。
標號10表示存在于有孔壁8附近并與射流4垂直相交的液頭。
第一分配器與第二分配器-分別標為2與5 彼此對應運動，然而同時總是保持同樣距離。尤其是在圖1所示例子中，第二分配器5沿著箭頭11所指方向?qū)诘谝环峙淦?而運動。
有孔壁8中的孔洞12，最好相同且有圓形入口。
以此方式，就消除了在液體射流6中形成可能會負面影響射流分解的紊流這種風險。
如圖1所示，按相對運動的方向11來衡量，艙室7的寬度，優(yōu)越地不同于分配器2的兩條第一射流4之間的距離D的倍數(shù)。
在圖2至圖4所示例子中，距離D被理解為角距離，它沿著整個分配器2是恒定的。
艙室7的寬度L最好為L＝n＊d+d/2上式中n為一整數(shù)，例如為1至100之間的一整數(shù)。
在以下說明及隨附的權(quán)利要求書中，用參數(shù)n來指被送給一預定艙室7的液體射流或液體刃片的最小行列數(shù)。
按照上述這個公式，在孔洞12附近會優(yōu)越地得到液體壓力最大脈動強度。
把第二分配器5，沿著箭頭11所指方向?qū)诘谝环峙淦?而移動，即作水平的且均勻的直線運動，送給一預定艙室7的射流4的數(shù)量就會-依運動速度而以一個頻率-周期性地變化，且不同于送給一鄰接艙室7的射流4的數(shù)量。
在圖1的例子中，送給一預定艙室7的射流4的數(shù)量-以圖1的剖面這一段來看-為2條至3條，反之亦然。
因此，送給一預定艙室7的液體的動量也周期性地變化，從而，把壓力中的周期性變化，傳給有孔壁8中孔洞12附近存在的液體，使第二射流6得以受控分解為若干基本為單分散的液滴(未顯示)。
的確，有孔壁8附近液體的脈動壓力，被傳給了正在離開分配器5的射流6。
此壓力(P)的值由下列公式得出P＝D＊g＊h+m＊M＊(V1-V2)/A(3)上式中的D表示液體密度，h表示預定艙室7內(nèi)所存液體的高度，m表示送給艙室7的射流4的數(shù)量，M表示液體射流4在時間單位里以質(zhì)量表示的流率，V1與V2分別表示送給有孔壁8的射流4中液體的速度與剛剛處于孔洞12上游處的液體的速度，A表示艙室7的有孔壁8的面積。
一般來說，V2的值很小，相當于V1的幾十分之一或幾百分之一。
按照本發(fā)明，優(yōu)越之處在于，由于適當?shù)馗淖兯徒o該艙室的液體的動量，且由于準確地改變公式(3)中m、M和V1這幾個變量中的至少一個變量，然而同時又使被液體分配器2分送的所有射流4的流率M與速度V1總是保持恒定，預定艙室7中的壓力P就隨時被周期性地改變，目的是把周期性的有效干擾傳給液體射流6以便控制其分解。
尤要說明，在所舉的各個例子中，傳給正離開預定艙室7中孔洞12的液體的那種壓力的周期性改變，依送給該艙室的射流4的數(shù)量而定。
如果沿著與圖1平面垂直的方向從空間上來考慮圖所示的射流，即把它們看作一排排的液體射流或液體刃片，那么，送給預定艙室7的各排液體或液體刃片的數(shù)量，最好在n與n+1之間變動，其中的n是以上限定的一個整數(shù)。
壓力P的脈動強度，由有孔壁8附近的液體所擁有的最大壓力變化與其平均值之間的比率來限定。
一般來說，這個比率也用術(shù)語“脈動強度”來表示。
用代數(shù)項來表示，只要變項m起作用，最大壓力變化就由下列公式得出ΔPmax＝Δm＊M＊(V1-V2)/A(4)上式中的P表示孔洞12附近的液體壓力，而符號m、M、V1、V2和A的含義參見上述公式(3)。
壓力的平均值由下列公式得出P(平均)＝D＊g＊h＊+m(平均)＊M＊(V1-V2)/A (5)此公式中所用各符號的含義，參見上述公式(3)。
用函數(shù)f(n)表示比率2/(2n+1)，就得出由下列公式限定的脈動強度ΔPmax/P(平均)＝f(n)/(1+g＊h/V1＊V2)(6)用V表示流經(jīng)孔洞12的液體的流速，以V2/2代替g＊h，公式(6)就變成ΔPmax/P(平均)＝f(n)/(1+V2/2V1＊V2)(7)舉例來說，在公式(7)中將各變項的質(zhì)限定為V＝2m/s，V1＝3.5m/s，V2＝0.1(平均值)及n＝4，那么，所得的壓力P的脈動強度就等于ΔPmax/P(平均)＝0.007。
假設液體的密度D為1200kg/m3，那么，對此脈動強度，就有約為50N/m2的壓力ΔPmax這個相應的最大變量。
從以上所述也許看得出，起于從有孔壁8流出的液體射流6的干擾，盡管以很小的速度V1運行，也約為調(diào)控射流的分解所需最小值(此值平均約為一個N/m2的幾十分之一，如從EP-A-0320153號專利所能推導出的那樣)的100倍。
作為一種選擇，根據(jù)本方法來顯示的另一個實施例，脈動強度依送給艙室7的第一液體射流的流率M或流速V1而定，同時，液體射流4的數(shù)目m保持恒定。
根據(jù)此實施例，一個相對于具有若干均勻分布的狹縫或一排排孔洞的第一分配器的運動，傳給艙室。此外，艙室7的寬度，最好等于-順相對運動的方向而衡量的-第一分配器兩條相鄰狹縫之間距離的倍數(shù)。
為了對流率M起作用，這些狹縫的剖面積為周期性可變動的例如順相對運動方向可變動的，從而流率以及因此而送給預定艙室的液體動量，均按預定頻率優(yōu)越地發(fā)生周期性變化。
如果要想作用于變項V1，從第一分配器分送出的液體射流的速度，就要以周期性方式，在順著相對運動方向的鄰接射流之間優(yōu)越地不同，從而使送給預定艙室的液體的速度隨之還有其動量，均按一預定頻率周期性地改變。
速度的這種改變，可通過在第一分配器中采用適合于相應不同流動系數(shù)的各種幾何形狀的孔洞而得到，或以不同壓力輸送液體而得到。這些措施的實施，在任何情況下，都屬于熟練專業(yè)人員的技能，相應地，在此就不贅述了。
也可使上述脈動強度同時依多個變項而定，即依射流的數(shù)目m、流率M或m以及速度V1而定。
根據(jù)一個未把圖1中的第二分配器5顯示出來的實施例，艙室7可用會防止形成液體射流6的一些未打孔區(qū)來彼此分開。
以此方式，適當?shù)匦薷倪@些區(qū)域的寬度及區(qū)域的安排，就可使存在于不同艙室7中的液體得以分階段壓力改變。
例如，通過在分配器中用相同表面積的未打孔區(qū)來間隔艙室7，按既定運動傳給存在于預定艙室中的液體的動量，就會優(yōu)越地等于傳給存在于其他艙室中的液體的動量。
在圖2與圖3所示例子中，第一分配器與第二分配器 分別標為2與5-基本為管狀，且第二分配器5裝在第一分配器2之外并與其同軸。第一分配器2的有孔壁3的孔口，由若干縱向狹縫13或變?yōu)橄鄳囊慌排趴锥炊鴺?gòu)成。
此外，每個艙室7徑向地且為了作為第二分配器5的長度而延伸，該分配器自由地圍著其軸線即順著箭頭11所指方向旋轉(zhuǎn)。
在此情況下，艙室7的寬度L及第一分配器2的兩個孔口之間的距離d，是有角度的且以60進制的度數(shù)而定。相應地，例如，假如d是5°，對于n＝4，對應的第16個艙室7，寬度為22.5°(360°/22.5°＝16)。
根據(jù)本發(fā)明，兩條液體射流4之間的角距離，依次又取決于動量變化頻率，此變化合乎傳送給存在于預定艙室7中液體質(zhì)量的要求。
第一分配器2兩個相鄰孔口之間的距離d 順相對運動的方向而衡量-尤其為d＝6＊N/F上式中的d為第一分配器2中兩個相鄰孔口之間-順相對運動方向而衡量-的60進制度數(shù)的角距離，N為第二分配器5的單位為轉(zhuǎn)/分的旋轉(zhuǎn)速度，F(xiàn)為調(diào)控射流6的分解所必需的周期性干擾的頻率(表示為H2)。
上式中的值6為以60進制度數(shù)表示角速度所用的換算因數(shù)。
例如，如果按要求對正在離開孔洞12的射流6施以頻率F為700Hz、旋轉(zhuǎn)速度N為280轉(zhuǎn)/分的周期性干擾，所得的角距離d＝2.4°，與其對應的縱向狹縫13的數(shù)目等于150(360/2.4＝150)。
標號14、15、16，分別表示第一分配器2的液本供應管道，用于調(diào)控第二分配器5對應第一分配器旋轉(zhuǎn)的軸，以及出現(xiàn)在第一分配器2中的液頭。
第二分配器5的有孔壁8，在內(nèi)部優(yōu)越地裝有適合的裝置(未顯示)，用以在裝置1運行時，吸收存在于艙室7中的液體內(nèi)產(chǎn)生的紊流。
這些裝置為已知類型，例如為篩網(wǎng)，在此不再說明。
以此方式，就可確保第二射流6的分層流動。
為了避免側(cè)壁9旋轉(zhuǎn)而與射流4相交的方式部分地吸收射流動量，側(cè)壁9的厚度，最好很薄，約為兩條相鄰射流4之間距離d的一個小的百分數(shù)。此厚度小于0.5d則有益。
按照本裝置的一個可選用實施例(未顯示)，送往預定艙室的射流4，其數(shù)目m及時作周期性的變化，方式是便利地提供較厚的側(cè)壁9，壁的寬度最好介于兩條相鄰射流4的距離d的0.25至0.75倍之間，寬度為0.5d則有益。
在此情況下，艙室7的寬度L等于距離d的倍數(shù)，即L＝n·d，此式中的n為一個整數(shù)，例如1至100之間的一個整數(shù)。
有了這種類型分隔的艙室7，就會得到當分配器5旋轉(zhuǎn)時-由側(cè)壁9相交的預定數(shù)目的射流4，以便實際上送往預定艙室7的射流4的數(shù)目m及時周期性地變化。
與符合本發(fā)明的方法相一致，若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流4-例如溶化材料射流，就被便利地送往由互相獨立的、表面積相等的且被限定在第二分配器5的有孔壁8中的艙室7所代表的若干區(qū)段。在這些區(qū)段中，在有孔面8附近形成液頭10，使液體流經(jīng)有孔面而形成若干第二射流6。
優(yōu)越之處在于，送往預定區(qū)段的液體的動量，以預定頻率周期性地變化，以便把相應的動量變化傳給存在于此區(qū)段中的液體，并把預定大小的干擾傳給第二射流6，從而，使第二射流6受控分解為若干基本為單分散的液滴。
這些區(qū)段最好彼此鄰接，且送往一個區(qū)段的液體，其動量最好與送往鄰接區(qū)段的液體的動量不同。
此外，順相對運動的方向來衡量，各個區(qū)段的寬度，以送往各區(qū)段的兩條相鄰第一射流4之間的距離的倍數(shù)來乘，是有利地不相同的。
按照本發(fā)明的一個推薦實施例，送往各區(qū)段的液體的動量，要有利地使其變化，方式是向有孔面8傳送一個相應于設在有孔面8上游的第一分配器2的相對運動。
最好如圖2與圖3所示，把液體射流4送往各個區(qū)段(或艙室7)，使射流實際上從第一分配器2，向基本為管狀的、安在分配器2外面并與其同軸的有孔面8而離心流動。
與符合本發(fā)明的方法的另一實施例(未顯示)相一致，第一射流4，從若干不均勻地分布在第一分配器2中的孔口而被便利地分送。
例如，這些孔口被平行地排為若干行列，各行列的距離順相對運動方向可周期性地變化。
本發(fā)明的方法，尤其適合用溶化原料例如尿素或硝酸氨所制化肥的流化過程。
按照實施本發(fā)明的裝置的一個很優(yōu)越的實施例(未顯示)，第一分配器2的有孔壁3中的孔口，安排為對應于第二分配器5的旋轉(zhuǎn)軸線而傾斜地平行成排。
在圖2所示例子中，狹縫13就可這樣對應于第二分配器5的旋轉(zhuǎn)軸線而傾斜。
作為一種選擇，按照本裝置的另一個實施例(未顯示)，限定在有孔壁8與側(cè)壁9之間的交叉線，對應于第二分配器5的旋轉(zhuǎn)軸線而傾斜。
有孔壁3的孔口斜傾角度，或交叉線的角度，最好小于2°。
由于上述傾斜，就可便利地在正弦曲線型的有孔壁中得到液體壓力P的波函數(shù)。
換句話說，在這種情況下，送往預定艙室的液體，其動量變化是逐漸發(fā)生的，以便由有孔面8附近的液體，引起基本為正弦曲線型的壓力脈動。
在圖4中，標號17代表用于受控分解液體射流以產(chǎn)生基本為單分散液滴的整個設備，該設備包括若干疊置的圖2所示類型裝置1。
優(yōu)越之處在于，各個裝置1的直徑，往下走就縮減，成為這樣的形式液體射流6及隨射流分解而形成的液滴，隨著上述往下走而縮減的速度而徑向地向外噴突。
以此方式，就獲得一種構(gòu)造簡單、方式節(jié)儉的不同直徑的環(huán)狀液滴噴射器。
這種類型的設備，因此就能便利地安裝在用以形成基本為單分散液滴的已知類型流化塔中，該塔因此會均勻地噴射。
裝置1的直徑，最好為從一個裝置到下一個裝置縮減約1/3。
作為一種選擇，圖2所示裝置1的第二分配器5中的孔洞12，可配置得使其對應于有孔面8的垂直軸線有一傾角，以便在此情況下也獲得不同直徑的環(huán)狀液滴噴射器。
優(yōu)越之處在于，無論是孔洞12適當傾斜的圖2所示裝置1，還是孔洞12與壁8成正交的圖4所示設備，均能用于大直徑的例如達24米以上的流化塔中。
上述說明，清楚地體現(xiàn)了符合本發(fā)明的方法所能達到的許多優(yōu)點，尤其是可以用一種便于實施的、及時可靠的且無需高能耗或高昂的運行成本與維修成本的方法，獲得基本為單分散的液滴。
權(quán)利要求
1.一種受控分解液體射流以產(chǎn)生基本為單分散的液滴的方法，包括如下步驟—把若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流(4)送給若干限定在有孔面(8)中的互相獨立的區(qū)段(7)；—在上述有孔面(8)附近的上述區(qū)段(7)中形成液頭(10)；—使上述液體流過上述有孔面(8)以形成若干第二液體射流(6)；—周期性地以預定頻率改變送給一預定區(qū)段(7)的液體的動量，從而把由上述有孔面(8)附近的壓力周期性變化所構(gòu)成的預定大小的干擾傳送給存在于上述區(qū)段中的液體，該干擾被傳送給第二液體射流(6)，使其受控分解為若干基本為單分散的液滴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于上述各區(qū)段是一個挨一個排列，且送往一預定區(qū)段(7)的液體的動量不同于送往一鄰接區(qū)段(7)的液體的動量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1與2的方法，其特征在于通過向上述有孔面(8)傳送相應于裝在該有孔面(8)上游用以分送上述第一液體射流(4)的一個液體分配器(2)的相對運動，改變送往每個上述區(qū)段(7)的液體的運動量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于上述相對運動是通過把上述有孔面(8)相應于上述液體分配器(2)而移動，同時保持它們之間的距離恒定來實現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于上述送往一預定區(qū)段(7)的第一射流(4)的數(shù)目以預定頻率周期性地變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于上述第一射流(4)，布置成基本為平行的射流行列或液體刃片，且送往一預定區(qū)段(7)的上述行列或液體刃片的數(shù)目，從n變?yōu)閚+1并反之亦然，其中n為整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于送往一預定區(qū)段(7)的上述第一射流(4)的流動速率以預定頻率周期性地變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于送往一預定區(qū)段(7)的上述第一射流(4)的速度以預定頻率周期性地變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于上述各區(qū)段(7)的寬度等于沿相對運動方向測量的送往該區(qū)段(7)的兩條相鄰第一射流(4)之間距離的倍數(shù)，該第一射流(4)從以非均勻方式適當分布在上述分配器(2)中的若干孔口中分送。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于上述各區(qū)段(7)的寬度不同于沿相對運動方向衡量的送往該區(qū)段(7)的兩條相鄰射流(4)之間距離的倍數(shù)，所述距離沿著上述分配器(2)為恒定的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于上述各區(qū)段(7)的寬度(L)為L＝n·d+d/2上式中的L與d，分別代表區(qū)段(7)的寬度和沿相對運動方向測量的送往該區(qū)段(7)的兩條第一射流(4)之間的距離，且n為整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7與8的方法，其特征在于上述各區(qū)段(7)的寬度等于沿相對運動方向測量的送往該區(qū)段(7)的兩條第一射流(4)之間距離的倍數(shù)，該距離沿著上述分配器(2)是恒定的。
13.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于送往上述各區(qū)段(7)的上述第一液體射流(4)，由上述分配器(2)以基本為離心的流動分送給基本為管狀且安置于該分配器(2)外面并與其同軸的上述有孔面(8)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于它還包括下述步驟使上述有孔面(8)圍著自己的軸線，連同在縱向上被限定于該有孔面(8)中的上述各區(qū)段(7)一起旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于沿相對運動方向測量的送往上述各區(qū)段(7)的兩條相鄰第一液體射流(4)之間的距離為d＝6·N/F上式中，d代表沿相對運動方向測量的送往該區(qū)段(7)的兩條相鄰第一液體射流(4)之間60進制度數(shù)的角距離，N代表有孔面(8)以轉(zhuǎn)/分為單位的旋轉(zhuǎn)速度，F(xiàn)代表調(diào)控第二射流(6)分解所必需的以Hz表示的周期性干擾的頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于送往上述各區(qū)段(7)的上述第一液體射流(4)與上述液頭(10)垂直相交。
17.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于由送往每個上述區(qū)段(7)的液體運動量的周期性變動得出的波函數(shù)為正弦曲線型的。
18.受控分解液體射流以產(chǎn)生基本為單分散的液滴的裝置，包括一個第一分配器(2)，它包括有孔壁(3)，其用以分送若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流(4)；—一個第二分配器(5)，它被支承得離上述第一分配器(2)有一預定距離并被分隔成若干艙室(7)，這些艙室與上述第一射流(4)液體連通，且容量相等、互相獨立，并配有與上述第一分配器(2)的有孔壁(3)基本平行、用以形成若干第二液體射流(6)的有孔壁(8)；由于該第一與第二分配器(2、5)彼此相對運動，從而以預定頻率周期性地改變送往一預定艙室(7)的液體的動量，同時，把由被傳往第二液體射流(6)以使其受控分解為若干基本為單分散的液滴的壓力的周期性改變所構(gòu)成的預定大小的干擾，傳給存在于該艙室(7)中的液體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于上述各艙室(7)的寬度不同于沿相對運動方向測量的上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間距離的倍數(shù)，該距離沿著該第一分配器(2)是恒定的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征在于上述各艙室(7)的寬度(L)為L＝n·d+d/2上式中的L與d，分別代表艙室(7)的寬度與順相對運動方向衡量的上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間的距離，且n為整數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于上述各艙室(7)的寬度等于上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間沿相對運動方向測量的平均距離的倍數(shù)，所述孔口以非均勻方式適當?shù)胤植荚诘谝环峙淦?2)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于上述各艙室(7)的寬度等于上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間沿相對運動方向測量的距離的倍數(shù)，該距離沿著該第一分配器(2)是恒定的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其特征在于上述孔口的截面積沿相對運動方向可周期性地變動。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于上述第一與第二分配器(2、5)基本為管狀，該第二分配器(5)裝在該第一分配器(2)外面且與其同軸。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，其特征在于每個上述艙室(7)徑向地且沿著上述圍繞自己軸線自由旋轉(zhuǎn)的第二分配器(5)的長度方向延伸。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征在于沿相對運動方向測量的上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間的距離(d)為d＝6·N/F上式中，d代表上述第一分配器(2)中兩個相鄰孔口之間沿相對運動方向測量的60進制度數(shù)的角距離，N代表上述第二分配器以轉(zhuǎn)/分為單位的旋轉(zhuǎn)速度，F(xiàn)代表調(diào)控第二射流(6)分解所必需的(以Hz表示)周期性干擾的頻度。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征在于上述第一分配器(2)的壁(3)中的孔口由若干縱向狹縫(13)構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其特征在于上述狹縫(13)相對于上述第二分配器(5)的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征在于上述第一分配器(2)的壁(3)中的孔口以平行的行列布置，這些行列傾斜于所述第二分配器(59的轉(zhuǎn)動軸線。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征在于上述各艙室(7)各自配有從上述有孔壁(8)徑向延伸的側(cè)壁(9)，該有孔壁(8)與該側(cè)壁(9)之間的交叉線傾斜于上述第二分配器(59的旋轉(zhuǎn)軸線。
31.根據(jù)權(quán)利要求18至30中任何一項權(quán)利要求的裝置，其特征在于上述第二分配器(5)的有孔壁(8)中的孔洞(12)是相同的且有圓形入口。
32.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于；上述各艙室(7)各自配有側(cè)壁(9)，側(cè)壁(9)從上述第二分配器(5)的上述有孔壁(8)徑向延伸，厚度為上述第一分配器(2)的兩個相鄰孔口之間沿相對運動方向測量的距離d的0.25至0.75倍，該距離沿著該第一分配器(2)是恒定的，且艙室(7)的寬度L等于該距離d的倍數(shù)。
33.受控分解液體射流以產(chǎn)生基本為單分散的液滴的設備，其特征在于它包括若干疊置的根據(jù)要求18至32中任何一項權(quán)利要求的裝置(1)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的設備，其特征在于上述各裝置(1)的直徑向下遞減。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的設備，其特征在于上述裝置(1)的直徑，從一個裝置到下一個裝置縮減約1/3。
全文摘要
受控分解液體射流以產(chǎn)生基本為單分散的液滴的方法,其突出的特點是它包括下列步驟:把若干穩(wěn)態(tài)運動的第一液體射流(4)送給若干限定在有孔面(8)中的互相獨立的區(qū)段(7);在上述有孔面(8)附近的上述區(qū)段(7)中形成液頭(10);使上述液體流過上述有孔面(8)以形成若干第二液體射流(6);周期性以預定頻率改變送給一預定區(qū)段(7)的液體的動量,從而把由上述有孔面(8)附近的壓力周期性變化所構(gòu)成的預定大小的干擾傳送給存在于上述區(qū)段中的液體,該干擾被傳送給第二液體射流(6),使這些射流受控分解為許多基本為單分散的液滴。
文檔編號B05B1/02GK1176845SQ9711476
公開日1998年3月25日 申請日期1997年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者詹弗蘭科·貝德蒂 申請人:烏里阿·卡薩勒有限公司