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Ugelli spruzzatori a cono pieno

Tutto quello che c’è da sapere sugli ugelli a cono pieno: nozioni fondamentali, tecnologia, applicazioni e funzionamento

Cos’è un ugello a cono pieno?

La forma del bocchello determina il raggio di spruzzo degli ugelli a cono pieno. Una tipica applicazione di questi ugelli è il raffreddamento della colata continua quando si deve spruzzare un determinato volume di liquido su una superficie per raffreddare l’acciaio prodotto nella colata continua di una acciaieria.

I nostri progettisti hanno creato una linea di ugelli a cono pieno per soddisfare ogni tipo di esigenza applicativa. Tutti gli ugelli a cono pieno hanno applicazioni uniche e adatte ad ogni tipo di impianto o esigenza di processo.

Ugelli a getto pieno

Tipologie di ugelli a cono pieno

Esistono due tipi di ugelli a cono pieno: ugelli a turbolenza e ugelli a deflessione, distinguibili per le diverse forme dei loro getti

1 | Ugelli a turbolenza

Gli ugelli a turbolenza usano vorticatori per produrre una rotazione veloce e pressurizzare il flusso liquido in una camera di turbolenza. I liquidi sono atomizzati dalla forza centrifuga che produce un getto stabile con una forma di spruzzo a cono pieno.
Illustrazione Ugello a cono pieno
UGELLI A CONO PIENO CLASSICO

Questi ugelli usano un vorticatore di forma speciale posizionato al loro ingresso che imprime una velocità rotazionale al fluido che scorre attraverso l’ugello. A causa della velocità rotazionale del fluido, il getto d’acqua in uscita dall’orifizio dell’ugello si allarga per forza centrifuga assumendo la forma di un cono pieno. L’angolo del cono, che può variare da 15° a 120°, è funzione sia del disegno dell’ugello che della pressione di alimentazione.

Questi ugelli possono essere costruiti anche per produrre un getto a sezione quadrata, con la forma piramidale del getto dovuta ad una speciale modifica dell’orifizio dell’ugello.

Nel progettare un sistema, quando si usa questo tipo di ugelli, occorre tenere conto dei due fattori seguenti:

L’ampiezza dichiarata dell’angolo di spruzzo è misurata sul lato della sezione quadra.
La sezione quadra dell’area di impatto ruota di un angolo dipendente dalla distanza dell’ugello e dalla pressione di alimentazione in base alla sua posizione all’uscita dall’orifizio.
Alcune gamme di prodotto prevedono anche la possibilità di ottenere un getto a sezione

Illustrazione Ugello a getto multiplo a cono pieno
UGELLI MULTIPLI A CONO PIENO

Si tratta di più ugelli, raggruppati in un unico diffusore, con diverse direzioni di spruzzo. Producono una grande portata di acqua nebulizzata. Gli ugelli a getto multiplo a cono pieno sono la scelta migliore quando è necessario avere una grande portata con gocce fini ed ottenere un angolo di spruzzo molto ampio.

2 | Ugelli a deflessione

Gli ugelli a deflessione funzionano sul principio dell’impatto del liquido su un profilo a spirale sul quale il liquido si atomizza producendo getti ampi di forma a cono pieno ed angolo di spruzzo desiderato. Non contengono alcun vorticatore e sono anti-occlusione.
Illustrazione Ugello a spirale
UGELLI A SPIRALE
Producono un getto non propriamente definibile a cono pieno, trattandosi di una lamina liquida che si evolve a spirale all’interno di un volume conico. La scarsa uniformità del getto è ampiamente compensata da una eccezionale resistenza all’occlusione, che rende questi ugelli la scelta migliore per applicazioni come ad esempio nelle torri di lavaggio fumi, nei sistemi antincendio, ecc..

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Tipi di vorticatori

Per soddisfare ogni tipo di esigenza operativa, PNR Italia ha sviluppato una gamma di vorticatori diversi, ognuno con specifiche caratteristiche tecniche, come qui di seguito illustrato.
Vorticatore di un ugello
A DISCO SCANALATO

Così chiamato per la sua sezione di spruzzo con delle fessure sul profilo esterno ed un foro al centro. Questi vorticatori producono una rotazione ad alta velocità dei liquidi pressurizzati che attraversano la camera di turbolenza.

Vorticatore per ugello a cono pieno
A DISCO

Design innovativo e lavorazione accurata. La superficie liscia riduce perdite di pressione ed evita turbolenza. Utilizza 6 passaggi periferici per creare una rotazione del liquido all’interno della camera di turbolenza. Una serie di fresature superficiali sul lato inferiore del disco agisce da freno sulla rotazione del liquido al centro creando un getto a cono pieno con distribuzione uniforme e goccioline finemente atomizzate.

Vorticatore per ugello a cono pieno
TIPO A “X”

I vorticatori a “X” sono molto usati, specialmente nelle acciaierie. Il semplice design consiste in due superfici piane inclinate che fanno ruotare il liquido quando attraversa l’ugello, e in due piccole fessure su ogni parte piana per creare uno spruzzo a cono pieno.

Vorticatore per ugello a cono pieno
TIPO A “S”

I vorticatori a “S” garantiscono il passaggio interno più ampio possibile e la maggiore resistenza all’occlusione tra tutti i vari tipi di ugelli a cono pieno con vorticatore interno.

Sovrapposizione degli spruzzi

Quando si utilizzano contemporaneamente ugelli a cono pieno e a cono vuoto, è fondamentale che essi coprano un volume di spruzzo uniforme. In generale ci sono due metodi per ottenere precise installazioni degli ugelli: configurazione matrice e configurazione offset.

Configurazione a matrice

O – larghezza della zona di sovrapposizione (Overlap)
D – diametro della copertura di spruzzo
H – distanza dell’ugello dall’oggetto da spruzzare
P – interasse ugelli
θ – angolo di spruzzo

Interasse ugelli
P=D/√2

Overlap
O = D – P

Schema di sovrapposizione dei getti di un ugello
Configurazione offset

O – larghezza della zona di sovrapposizione (Overlap)
D – diametro della copertura di spruzzo
H – distanza dell’ugello dall’oggetto da spruzzare
P – interasse ugelli
θ – angolo di spruzzo

Interasse ugelli
P1=(D/2)x√3
P2=3/4xD

Overlap
O = D – P1

Schema di sovrapposizione dei getti di un ugello