ФОРСУНКА Российский патент 1999 года по МПК B05B1/04 

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для диспергирования и подачи жидкости, применяемых в стеклоомывателях транспортных средств, в частности в автомобилях, а также в других областях техники, связанных с применением подобных устройств.

Известны устройства, в которых производится диспергирование (распыление) жидкости с образованием факелов различной геометрии. Для диспергирования используются как энергия самого потока жидкости, так и различные внешние воздействия. Например, известна [1] форсунка для очистки наружных стекол транспортных средств (заявка на патент РФ N 93013108/26 от 12.03.93, "БИ", N 18, 27.06.96) содержащая, в частности, жидкостную и газовую камеры и сопла, в которой осуществляется газовое распыление жидкости.

Известен [2] жиклер (см. В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.В.Новокшонов, К. Б. Пятков. Устройство и обслуживание автомобилей ВА3-2105, ВА3-2104 и ВА3-2107. М., "Патриот". 1990 г.), предназначенный для подачи факела распыленной жидкости на лобовые стекла автомобилей, состоящий из корпуса, распылителя и регулировочного винта. Этот жиклер образует факел распыленной жидкости с круговой симметрией, омывающий сравнительно небольшую площадь стекла. Именно круговая симметрия факела не позволяет при достаточно небольшом расходе жидкости обеспечить смачивание части стекла автомобиля, ометаемой щетками стеклоочистителя, что приводит к царапанью стекла твердыми частицами грязи при движении щеток по его сухой части.

Известна также [3] форсунка (патент Великобритании GB 2 045 112 A, B 05 B 1/02), содержащая сопло круглого сечения и формирующий элемент, расположенный ниже сопла по потоку и имеющий две плоские поверхности, угол между которыми может изменяться, что изменяет угол раскрытия потока при выходе его из форсунки в одной плоскости. Однако конструкция такой форсунки достаточно сложна и не обеспечивает изменения углов раскрытия потока в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, что необходимо для оптимизации смачивания стекла транспортного средства по всей площади стекла, ометаемой щетками стеклоочистителя.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с целью получения факела распыленной жидкости с углами раскрытия в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, обеспечивающими смачивание ометаемой щетками стеклоочистителя части стекла, конструкция форсунки обеспечивает разделение жидкости на два потока, ускорение их навстречу друг другу под некоторым углом, столкновение и распыление в виде плоского факела с требуемыми углами раскрытия. Это достигается тем, что форсунка имеет плоскую камеру, ограниченную двумя горизонтальными параллельными плоскостями, в одной из которых имеется отверстие для ввода жидкости, и плавно изогнутой вертикальной стенкой, замыкающейся входом в расширяющееся плоское сопло с углом раскрытия 70-120 градусов, а также центральное тело в виде вертикального цилиндра, установленного у входа в сопло таким образом, что стенки камеры и центрального тела образуют два сужающихся канала, смыкающихся с входом в сопло, причем соотношение ширины канала к его высоте составляет не более 1:6. Для обеспечения большей равномерности диспергирования жидкости на центральном теле была выполнена лыска со стороны входа в сопло. Расстояние между лыской и входом в сопло составляло от 0,1 до 1 мм. При использовании в качестве омывающей жидкости не воды, а жидкости с иным коэффициентом поверхностного натяжения, вместо лыски на центральном теле со стороны входа в сопло выполняется выемка, образующая вогнутую поверхность с направляющей, параллельной геометрической оси центрального тела.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой форсунки, на фиг.2 - разрез по А-А, где поз.1 - камера, поз.2 - входное отверстие, поз.3 - центральное тело, поз. 4 -лыска, поз.5 - выемка, поз.6 -сопло, поз.7 - каналы, поз. 8 - патрубок.

Форсунка содержит плоскую камеру 1 с входным отверстием 2, расположенное в камере центральное тело 3 в виде вертикального цилиндра с лыской 4 или выемкой 5, установленное у входа в сопло 6 и образующее с боковыми стенками камеры каналы 7. Со стороны входного отверстия форсунка имеет подводящий жидкость патрубок 8.

Форсунка работает следующим образом. Жидкость под давлением через отверстие 2 подается в камеру 1, поток ее обтекает центральное тело 3, разделяясь на два потока, каждый из которых ускоряется в каналах 7, образованных боковыми стенками камеры и центральным телом 3. Обогнув центральное тело 3, потоки входят в плоское сопло 6, где сталкиваются между собой, за счет чего и происходит распыление жидкости. Угол раскрытия плоского сопла обеспечивает соответствующий угол раскрытия потока распыленной жидкости в одной плоскости, а соотношение между шириной и высотой образованных боковыми стенками камеры и центральным телом каналов - угол раскрытия потока в перпендикулярной ей плоскости. Наличие на центральном теле лыски или выемки обеспечивает оптимальный характер столкновения потоков при изменении коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

Для испытания предложенной конструкции были изготовлены из пластмассы литьем под давлением форсунки с камерами, боковые стенки которых были изогнуты в виде кардиоиды, входное отверстие имело диаметр 3 мм, высота камеры 2 мм, диаметр центрального тела 4,5 мм. При подаче воды в форсунку под давлением 1,5 ат образующийся факел имел угол раскрытия по горизонтали 90 градусов и по вертикали 15 градусов. При наличии лыски шириной 3,7 мм и расстоянии от нее до входа в сопло 0,2 мм при сохранении углов раскрытия потока равномерность диспергирования жидкости заметно улучшалась. Для использования в качестве омывающей жидкости раствора воды с изопропиловым спиртом и полимерными добавками вместо лыски на центральном теле выполнялась выемка с радиусом кривизны 3 мм, обеспечивающая тот же эффект, что и лыска при применении воды.

Источники информации:
1."БИ", N 18, 27.06.96. N 93013108/26
2. В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.В.Новокшонов, К.Б.Пятков. Устройство и обслуживание автомобилей ВА3-2105, ВА3-2104 и ВА3-2107. М., "Патриот", 1990 г.

3. Патент Великобритании GB 2 045 112 A B 05 B 1/02.

Камера форсунки образована двумя параллельными плоскими поверхностями и плавно изогнутой стенкой, замкнутой плоским соплом. У входа в сопло установлено формируемое замкнутой плавно изогнутой поверхностью центральное тело, образующее со стенкой сужающиеся каналы. Соотношение ширины канала и его высоты составляет не более 1:6. Для повышения равномерности диспергирования жидкости на центральном теле со стороны входа в сопло выполнена лыска. На центральном теле со стороны входа в соплю выполнена выемка, образующая вогнутую поверхность, направляющая которой параллельна геометрической оси центрального тела. Форсунка обеспечивает получение факела распыленной жидкости с углами раскрытия в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, обеспечивающими смачивание сметаемой щетками стеклоочистителя части стекла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Форсунка для распыления жидкости, включающая в себя камеру с соплом, отличающаяся тем, что камера форсунки образована двумя параллельными плоскими поверхностями и плавно изогнутой стенкой, замкнутой плоским соплом, у входа в которое установлено формируемое замкнутой плавно изогнутой поверхностью центральное тело, образующее со стенкой сужающиеся каналы, причем соотношение ширины канала и его высоты составляет не более 1:6. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что для повышения равномерности диспергирования жидкости на центральном теле со стороны входа в сопло выполнена лыска. 3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что на центральном теле со стороны входа в сопло выполнена выемка, образующая вогнутую поверхность, направляющая которой параллельна геометрической оси центрального тела.