Промышленные форсунки Лехлер

Промышленные форсунки Лехлер

Форсунки LECHLER

Моющие головки

-Пневматические форсунки

Полоконусные форсунки

Форсунки с факелом распыла «полый конус»

Про конус понятно. Форсунка имеет некое отверстие и некий угол распыления. Благодаря конструкции форсунки, из этого отверстия, с этим углом и формируется водяной конус распыленной жидкости. И вершина конуса будет непосредственно у отверстия. А что значит полый конус? Проще объяснить на примере. Если мы разместим форсунку такого типа над сухой поверхностью и начнем распыление, то мы получим мокрую окружность, а середина круга будет сухой. Таким образом, все капли распыленной жидкости разлетаются по поверхности конуса и по такой траектории летят до орошаемой поверхности. А внутри самого конуса сухо.

Такие форсунки еще называют зонтичными, форсунками с пустым конусом или незаполненным конусом и т.д.

Формирование конуса обеспечивает конструкция форсунки. Причем существуют два разных типа форсунок с полым конусом – аксиальные и тангенциальные.

Полофакельные форсунки дают очень мелкую каплю без помощи воздуха. Более того, они генерируют самое мелкокапельное распыление, чем все другие гидравлические форсунки. Основное преимущество мелких капель при распылении заключается в создании большей площади поверхности распыляемой жидкости.

Это преимущество широко используется в применении полоконусных форсунок в таких процессах как:

– воздушное охлаждение;

– охладительные бассейны;

– пылеподавление;

– химические реакции;

– кондиционирование воздуха.

Основные типы полоконусных форсунок

Существует два типа форсунок с полым конусом: аксиальные и тангенциальные.

Аксиальные полоконусные форсунки имеют внутри своей конструкции специальный завихритель. Именно он обеспечивает закручивание потока жидкости, которая вылетая из сопла форсунки из-за центробежной силы и формирует конус.

Сама жидкость подается с одной стороны форсунки, а распыление происходит с прямо противоположной стороны. Но, и вход, и выход у форсунки находятся на одно оси. Поэтому форсунки называются аксиальными или соосными. Этот тип форсунок по самой физике распыления дает самую мелкую каплю из всех гидравлических (однофазных жидкостных) форсунок при всех остальных равных условиях.

У тангенциальных (угловых) полоконусных форсунок более простая конструкция. Жидкость подается в форсунку сбоку под углом 90 градусов к оси распыления, поэтому такие форсунки называют тангенциальными. Кроме того, жидкость подается сбоку и со смещением к краю завихрительной камеры, чтобы жидкость сразу начинала вращаться, поэтому такие форсунки еще называют эксцентриковыми. Обеспечив вращение потока жидкости внутри форсунки, благодаря специальному выходному отверстию формируется незаполненный конус.

Аксиальные полоконусные форсунки с полым факелом распыла

Поток жидкости подается в форсунку аксиально. Винтообразный завихритель со скошенными каналами создает круговое вращение (завихрение) потока, который вылетает через очень узкое сечение сопла, которое является самым узким свободным сечением геометрии форсунки. Именно поэтому аксиальные полоконусные форсунки очень чувствительны к засорению и при их эксплуатации нужно уделить должное внимание водоподготовке. Аксиальные полоконусные форсунки дают самую мелкую каплю среди всех гидравлических форсунок.

Понятие “аксиальная форсунка” означает, что сама жидкость подается с одной стороны форсунки, а распыление происходит с прямо противоположной стороны, жидкость весь путь проходит вдоль одной оси. То есть и входное, и выходное отверстие у форсунки находятся на одной оси. Еще такие форсунки называются соосными. Этот тип форсунок по самой физике распыления дает самую мелкую каплю из всех гидравлических (однофазных жидкостных) форсунок при всех остальных равных условиях.

Тангенциальные полоконусные форсунки

Полоконусные форсунки с тангенциальной подачей жидкости имеют более простую конструкцию, чем аксиальные форсунки этого типа. Поток жидкости, идущий под углом, закручивается, на стенках внутренней поверхности форсунки образуется жидкостная пленка, которая влияет на размер капель. При выходе из сопла форсунки пленка принимает коническую форму. Эксцентриковые полоконусные форсунки гораздо меньше подвержены засорению, так как имеют большие свободные сечения. Эти форсунки позволяют добиться практически любых расходов жидкости, за исключением очень малых.

Жидкость подается в форсунку сбоку под углом 90 градусов к оси распыления, поэтому такие форсунки называют тангенциальными. А еще входное отверстие в форсунке немного смещено от центра и такие форсунки именно поэтому называют эксцентриковые.

То есть жидкость подается со смещением к краю завихрительной камеры, чтобы жидкость сразу начинала вращаться! Обеспечив вращение потока жидкости внутри форсунки, благодаря специальному выходному отверстию формируется незаполненный конус. Такие форсунки дают довольно равномерное распределение жидкости, даже при широких углах распыла. Угловые форсунки отличаются высокими эксплуатационными характеристиками, не склонный к засорению.

Полноконусные форсунки

Форсунки с факелом распыла «полный конус»

Основные характеристики полноконусных форсунок

Как и полоконусные форсунки, форсунки с полным конусом по конструкции бывают аксиальными и тангенциальными. В обоих типах конструкции установлены завихрители, которые разрывают водяную пленку, и способствуют равномерному распределению жидкости.

Существуют несколько типов завихрителей. В аксиальных форсунках полного конуса жидкость подается в форсунки по одной с ней оси. Внутри завихрительной камеры форсунки жидкость разбивается на капли, ей придается факел распыла полный конус. В тангенциальных форсунках жидкость подается перпендикулярно оси распыления. Тангенциальные форсунки полного конуса не склонны к засорению.

Аксиальные форсунки с факелом распыла “полный конус”

В аксиальных форсунках полного конуса жидкость подается в форсунки по одной с ней оси. Проходя через завихритель жидкость начинает вращаться.

Далее, после завихрителя, внутри завихрительной камеры форсунки, жидкость разбивается на капли, и на выходе из отверстия форсунки ей придается факел распыла в виде сплошного конуса. Завихрители полноконусных форсунок на протяжении времени постоянно совершенствовались.

Это очень важная деталь форсунки.От нее зависит ее формирование устойчивого факела распыла, равномерность распределения жидкости, склонность к засорению. Ниже представлены основные типы завихрителей полноконусных форсунок. Мы можем видеть Х-образные завихрители, с помощью которых поток жидкости, направленный по центральной оси, трансформируется в наклонный вращающийся поток.

Завихритель с просверленными круговыми отверстиями. Аксиальная конструкция форсунок с полным конусом уязвима с точки зрения засоряемости, так как сечения в ней меньше, чем в тангенциальной конструкции. Многие проблемы засоряемости и еще большей прецизионности форсунок были решены немецкими инженерами с появлением нового запатентованного завихрителя в новой серии полнофакельных форсунок

Тангенциальные полноконусные форсунки

В тангенциальных форсунках жидкость подается перпендикулярно оси распыления. Также входное отверстие в форсунку смещено к краю завихрительной камеры. Вращающийся поток жидкости благодаря вставке- завихрителю формирует на выходе полностью заполненный конус распыления. Тангенциальные форсунки полного конуса значительно менее склонны к засорению.

  

Пучковые форсунки типа Clusterhead

 

Этот тип полноконусных форсунок представляет собой оригинальную сборку нескольких полоконусных форсунок. У пучковой форсунки типа ClusterHead в одном корпусе собрано несколько (обычно 7) форсунок. Каждая из них распыляет полым конусом и с очень мелкой каплей. Так как конусы соседних форсунок расположены очень близко друг к другу, то при работе они соударяются и при этом происходит вторичная атомизация (мелкие капли становятся еще мельче) и формируется полный конус.

Работа кластерной форсунки представлена на фото ниже. Хорошо видны отдельные полые конусы и их общий результат.

Полноконусные форсунки с отражательным диском (тарельчатые форсунки)

Это очередной конструктивный гибрид. Отверстие самой форсунок абсолютно круглое. То есть оно формирует цельную струю – водяную нитку.

Однако благодаря конструкции (специальному отражательному диску или тарелке), расположенной непосредственно рядом, происходит формирование полного конуса. Струя от ударения производит огромное количество отдельных капель, которые разлетаются по сторонам и потом, под действием силы тяжести опускаются на поверхность в виде полного конуса.

Данный тип полноконусных форсунок имеет огромное преимущество в виде своей незасоряемости, широкого угла в 180 градусов, но имеет недостаток в виде неравномерного распределения жидкости, много по краям, и меньше в центре.

Спиральные форсунки с полным конусом распыления

Еще одной разновидностью полноконусных форсунок являются спиральные форсунки, чья форма может напоминать хвост поросенка, отчего их часто называют pig-tail. Спиральные форсунки имеют винтовой завихритель. Они сочетают в себе достаточно компактный дизайн и широкое распределение жидкости по поверхности. Отсутствие каких-либо внутренних частей в корпусе спиральной форсунки и большим проходным сечениям позволяют ей быть несклонной к засорениям (перейти на страницу “незасоряемые форсунки“).

Распределение жидкости спиральных форсунок весьма неоднородно. На картинке видно, что оно крайне неравномерное. Это их главный существенный недостаток. Некоторые места перелиты, некоторые абсолютно сухие.

Однако стоит отметить, что на сегодняшний день в ассортименте форсунок Лехлер есть гораздо более совершенная и эффективная альтернатива спиральным форсункам. Это 490 серия полноконусных форсунок.

Плоскоструйные форсунки веерного плоскофакельного распыления

Цельноструйные форсунки

Полноструйные форсунки с цельной струей распыления

Полноструйный поток жидкости называют «первичная струя». Полноструйные форсунки не предназначены для распыления жидкости, так как они разработаны для создания максимальной ударной силы цельной струи на поверхность.

Форсунки высокого давления

Водяные форсунки высокого давления для аппаратов и моек высокого давления

Форсунки высокого давления предназначены для работы при 40 – 350 бар, в некоторых случаях до 500 бар. При таком давлении вода быстро изнашивает обычные форсунки, поэтому серия для высокого давления LECHLER снабжена вставками из закалённой стали, что позволяет увеличить время работы в 2-4 раза.

Типы форсунок высокого давления

– плоскоструйные или веерные форсунки с углами распыла 20, 30, 45, 60 градусов;

– цельноструйные или игольчатые форсунки.

Веерные форсунки (плоская струя) высокого давления

Веерные форсунки применяются в моечных установках, аппаратах высокого давления.

Второй тип используется для гидрорезки и точечной промывки самых сложных загрязнений.

При расчёте оборудования с форсунками высокого давления следует учитывать, что ударная сила струи в первую очередь зависит от расстояния до обрабатываемой поверхности. При этом давление и расход имеют второстепенное значение. Обычное расстояние до форсунок – не более 10 – 15 см. Если нет возможности близкой установки, следует применять форсунки с меньшим углом распыла и большим расходом для сохранения интенсивности струи.

Воздушные форсунки

Спиральные форсунки

Принадлежности и аксессуары к форсункам

Эжекторные форсунки и водоструйные эдукторы для промышленности

Материалы форсунок

Форсунки производятся из более, чем 280 различных материалов. Каждый материал имеет индивидуальные характеристики, которые могут подходить или не подходить для использования форсунки в том или ином применении. В большинстве случаев, конечно, используются форсунки из металла (стальные форсунки), а также пластиковые или керамические форсунки.

Жидкости, проходящие в больших объемах и на больших скоростях через сопло форсунки, вызывают абразивный износ форсунок. Поэтому, принимая во внимание различные условия эксплуатации форсунок и типы распыляемых жидкостей, производителям форсунок необходимо учитывать устойчивость материала форсунки и его стоимость. К примеру, логично предположить, что форсунка, которая будет распылять исключительно   чистую воду, прослужит дольше, чем та, которая будет распылять жидкость с абразивными частицами. Срок службы форсунки во многом зависит от типа распыляемой жидкости. Химическая стойкость материала также играет очень важную роль при выборе материала для форсунки.

Если форсунки будут распылять агрессивные жидкости или работать в агрессивной среде, то, конечно, их стоит изготавливать из химически- и термоустойчивых нержавеющих сплавов (таких как Хастеллой, Титан, Тантел) или из пластиков (ПВХ, ПП, ПВДФ, Тефлон). Латунные форсунки, к примеру, будут хорошо распылять большинство жидкостей, но они не подходят для распыления азотной кислоты.

Форсунки из металла

Металлические форсунки составляют наибольшую долю (около 65%) всех производимых форсунок.

Стальные форсунки

Нержавеющие стали – это высоколегированные, устойчивые к погодным условиям, материалы, стойкие к воздействию различных органических и неорганических кислот, соляных растворов и щелочей. Форсунки из нержавеющей стали, благодаря легирующим добавкам сплава, обладают большим сроком службы и несклонны к коррозии.

Латунные форсунки

Медно-цинковые сплавы с содержанием меди не менее 50% называются латунью (DIN 2.0401). Корме меди и цинка, латунный сплав может также содержать до 3% свинца.

Если какие-то другие элементы (отличные от свинца) добавляются в сплав меди и цинка, то полученный материал будет называться архитектурной бронзой. Латунь относится к цветным металлам. Форсунки из латуни характеризуются хорошей коррозионной стойкостью, а сам материал пластичен и хорошо поддается механической обработке.

Форсунки из никелированной латуни

Нанесение слоя никеля на металлы относится к гальваническим процессам и служит для защиты стальных или латунных форсунок от коррозии. Слой никеля в электролите наносится методом гальваники на форсунки.

Форсунки из специальных сплавов

Определенные применения в некоторых производственных процессах (например, в химической промышленности) требуют использования форсунок из специальных материалов с особыми характеристиками, например, с повышенной коррозийной стойкостью. Ниже приведены примеры наиболее востребованных материалов, из которых могут изготавливаться форсунки:

Сплавы на никелевой основе:

-Hastelloy B, Hastelloy C-4, Hastelloy C-276. Сплавы на основе никеля, молибдена и свинца с добавками хрома и вольфрама называются Хастеллой (Hastelloy).

-Alloy 59.

Сплавы на основе кобальта:

-Stellite 6.

Форсунки из твердосплавных материалов

Твердые сплавы производятся методом спекания порошковых компонентов.

Твердые сплавы состоят из карбидов вольфрама, титана, хрома, а также добавок на основе кобальта или керамики. Порошковые компоненты прессуются в форму и затем спекаются при температурах чуть ниже их температур плавления. Форсунка, изготовленная из твердых сплавов, после спекания, подвергается механической обработке (например,  высверливанию сопла) инструментом с алмазной режущей частью.

Твердые сплавы используются для производства форсунок высокого давления и форсунок для гидросбива окалины.

Во многих форсунках используются вставки из твердых металлов в качестве выходного отверстия, так как именно они наиболее подвержены износу.

Форсунки пластиковые для воды

Пластиковые форсунки из синтетических материалов (пластики, полимеры, фторопласты) являются вторыми после стальных форсунок по доле в общем количестве выпускаемых форсунок (составляют более 15%).

К преимуществам пластиковых форсунок можно отнести легкий вес, хорошую химическую стойкость, более простой процесс изготовления, когда корпус форсунки и резьбовое соединение отливаются в одной форме, относительно невысокая стоимость, возможность выполнить пожелания заказчика по цвету, форме, нанесению логотипа. Однако, пластиковые форсунки по сравнению с металлическими имеют и свои недостатки: низкая температурная устойчивость, а также стойкость к механическим воздействиям, изнашиваемость, ограниченный диапазон давлении до 10 бар.

Форсунки из фторопласта, форсунки из тефлона

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) является фторированным углеводородом с высоким молекулярным весом и полукристаллической структурой. Форсунки из фторопласта производят только методом спекания. ПТФЭ известен под такими торговыми наименованиями как TEFLON®, HOSTAFLON® и FLUON® и характеризуется великолепной химической и температурной стойкостью, а также хорошим скольжением и изоляционными свойствами.

Форсунки также производятся из полипропилена, поливинилиденфторида (ПВДФ), полиоксиметилена (полиацетали) и полиамида.

Керамические форсунки

Как и твердосплавные материалы, керамика может использоваться для производства выходного отверстия (сопла) форсунки. Керамические форсунки имеют более долгий срок службы, меньше подвержены износу, давая более высокое качество распыления на протяжении долгого времени. В экологических применениях форсунки, полностью выполненные из керамики, используются довольно широко (в основном, для десульфурации отходящих газов).

Срок эксплуатации форсунок

Сроки эксплуатации форсунок зависят от различных факторов, например, способа применения, условий эксплуатации, распыляемых веществ. В зависимости от материала, из которого изготовлены форсунки, сроки эксплуатации могут быть очень разными. Ниже представлена таблица самых применяемых материалов из металла и керамики, которая дает основное представление о сроках эксплуатации изготавливаемых из них форсунок (срок эксплуатации латунных форсунок взят за 1 при прочих равных условиях).

Синтетические материалы в зависимости от условий эксплуатации имеют очень разные сроки службы. Именно поэтому не существует единой классификации.

3D CAD модели форсунок и моющих головок

Всем инженерам, использующим в своей работе 3D CAD модели, давно известна немецкая компания CADENAS GmbH, которую смело можно назвать ведущим разработчиком ПО для управления и работы с каталогами изделий. Данный программный продукт во многих компаниях является своего рода мостом между производителями деталей/компонентов и покупателями.