УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК B05B17/00 

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в химической технологии при создании химических реакторов, при создании ракетных двигателей дистанционно управляемых лазерным излучением.

Известно устройство для распыления жидкости, содержащее источник энергии, камеру с патрубками и окном для ввода энергии [1] Однако в таком устройстве используется очень мощное сфокусированное лазерное излучение, что приводит к повышенным энергозатратам. Такое устройство нельзя использовать для распыла легковозгораемых жидкостей, например, бензина, керосина и т.д.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для распыления жидкостей, содержащее источник энергии и камеру с патрубками и окном для ввода энергии, согласно изобретению, снабжено подвижной мембраной, установленной в камере с разделением ее на две части, причем окно для ввода энергии размещено в первой части камеры, заполненной газом, резонансно поглощающим энергию лазера, а патрубки размещены во второй части камеры, при этом устройство снабжено установленным в первой части камеры отражателем и размещенными во второй части камеры клапанами и диспергатором, выполненным в виде капиллярной структуры. Первая часть камеры выполнена в виде цилиндра, а окно для ввода энергии расположено на его торце. Отражатель установлен на противоположном от окна для ввода энергии торца цилиндрической части камеры. Отражатель установлен на подвижной мембране. Внутренняя полость цилиндрической части камеры выполнена в виде отражателя. Подвижная мембрана выполнена в виде цилиндра, а цилиндрическая часть камеры перфорирована. В качестве резонансно поглощающего энергию лазера выбрана смесь инертного газа и шестифтористой серы.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для распыления жидкости; на фиг.2 то же, вариант установки отражателя.

Устройство для распыления жидкости содержит источник энергии в виде лазера 1 и камеру с патрубками 2 и окном 3 для ввода энергии. Устройство снабжено подвижной мембраной 4, установленной в камере с разделением ее на две части 5 и 6, причем окно 3 для ввода энергии размещено в первой части 5 камеры, заполненной газом, резонансно поглощающим энергию лазера, а патрубки 2 размещены во второй части камеры 6, при этом устройство снабжено установленным в первой части 5 камеры отражателем 7 и размещенными во второй части 6 камеры клапанами 8 и диспергатором 9, выполненным в виде капиллярной структуры. Первая часть 5 камеры выполнена в виде цилиндра, а окно для ввода энергии 3 расположено на его торце. Отражатель 7 установлен на подвижной мембране 4. Отражатель 7 может быть установлен на противоположном от окна 3 для ввода энергии торце цилиндрической части 5 камеры (фиг.2). Внутренняя полость цилиндрической части камеры 5 выполнена в виде отражателя 7. Подвижная мембрана 4 выполнена в виде цилиндра (фиг.2), и цилиндрическая часть камеры 5 перфорирована. В качестве резонансно поглощающего энергию лазера выбрана смесь инертного газа и шестифтористой серы.

Работает данное устройство следующим образом. При попадании импульса лазерного излучения через окно 3 происходит быстрый (от 10^-2 до 10^-5 с) разогрев смеси инертного газа и шестифтористой серы. Молекулы шестифтористой серы обладают уникальной возможностью интенсивно поглощать излучение лазера. Инертный газ используется как буферный газ воспринимающий энергию от возбужденных молекул шестифтористой серы. Поскольку распыливаемая жидкость отделена от газа подвижной мембраной 4 возможен распыл практически любой жидкости, в том числе и легковозгораемых.

При быстром разогреве части камеры 5 происходит резкое увеличение давления, сопровождающееся движением мембраны 4, повышением давления в части камеры 6, выдавливанием через капиллярную структуру 9 жидкости и ее распылом. Выполнение части камеры 5, содержащей окно 3, в виде цилиндра, позволяет облучать сразу практически весь объем газа, а следовательно и развивать максимально большое давление. Наличие отражателя 7 и выполнение внутренней поверхности цилиндрической части камеры 5 в виде отражателя приводит к тому, что большая часть энергии идет именно на разогрев газа, а не на бесполезный разогрев корпуса. Наличие перфораций в цилиндрической части камеры (фиг.2) обеспечивает передачу давления из части 5 камеры в часть 6, заполненную распыливаемой жидкостью.

После остывания газа в части камеры 5, происходит открытие клапанов 8 и заполнение части камеры 6 новой порцией жидкости.

Использование: в химической технологии при создании химических реакторов, при создании ракетных двигателей дистанционно управляемых лазерным излучением. Сущность изобретения: устройство для распыления жидкости снабжено подвижной мембраной, установленной в камере с разделением ее на две части. Окно для ввода энергии размещено в первой части камеры, заполненной газом, резонансно поглощающим энергию источника в виде лазера. Патрубки размещены во второй части камеры. Устройство также снабжено установленным в первой части камеры отражателем и размещенными во второй части камеры клапанами и диспергатором, выполненной в виде капиллярной структуры. Первая часть камеры выполнена в виде цилиндра. Окно для ввода энергии расположено на его торце. Отражатель установлен на противоположном от окна для ввода энергии торце цилиндрической части камеры. Отражатель может быть установлен на подвижной мембране. Внутренняя поверхность цилиндрической части камеры может быть выполнена в виде отражателя. Подвижная мембрана может быть выполнена в виде цилиндра, а цилиндрическая часть камеры перфорирована. В качестве резонансно поглощающего энергию лазера выбрана смесь инертного газа и шестифтористой серы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее источник энергии и камеру с патрубками и окном для ввода энергии, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, оно снабжено подвижной мембраной, установленной в камере с разделением ее на две части, причем окно для ввода энергии размещено в первой части камеры, заполненной газом, резонансно поглощающим энергию источника в виде лазера, а патрубки размещены во второй части камеры, при этом устройство снабжено установленным в первой части камеры отражателем и размещенными во второй части камеры клапанами и диспергатором, выполненным в виде капиллярной структуры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая часть камеры выполнена в виде цилиндра, а окно для ввода энергии расположено на его торце. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что отражатель установлен на противоположном от окна для ввода энергии торце цилиндрической части камеры. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель установлен на подвижной мембране. 5. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что внутренняя поверхность цилиндрической части камеры выполнена в виде отражателя. 6. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что подвижная мембрана выполнена в виде цилиндра, а цилиндрическая часть камеры перфорирована. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве резонансно поглощающего энергию лазера выбрана смесь инертного газа и шестифтористой серы.