УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 2000 года по МПК B05B1/34 

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей и может использоваться для орошения и полива приусадебных участков, теплиц, оранжерей, газонов и клумб; для опрыскивания плодовых деревьев и кустарников; мойки автомобилей; создания водяной защиты; в устройствах пожаротушения и искрогашения; в декоративных фонтанах; в душевых смесителях.

Известны различные устройства для распыления жидкостей, в том числе такие, в конструкции которых используется сердечник или завихритель с проточками на наружной поверхности [1-5]. Основным функциональным параметром, характеризующим работу распылителя, является качество создаваемого им конуса распыляемой рабочей жидкости во всем диапазоне регулировки угла конуса распыления. Недостатком распылителей данного типа, влияющим на качество формируемого конуса распыляемой рабочей жидкости, является обусловленная особенностями конструктивного исполнения указанных устройств повышенная несоосность двух наиболее важных элементов: размещенного во внутренней камере корпуса сердечника, который осуществляет закручивание потока рабочей жидкости, и отверстия в сопле, которое формирует конус распыления, и повышенные потери энергии потока рабочей жидкости на завихрителе и в канале сопла.

Устройство, предложенное в патенте [5], является наиболее близким к заявляемому объекту изобретения и поэтому принято авторами за прототип. В нем на наружной цилиндрической поверхности сердечника, размещенного в камере корпуса распылителя, выполнены тангенциальные эвольвентные канавки прямоугольной формы. Недостатками данного технического решения являются, во-первых, повышенная несоосность отверстия сопла и сердечника; во-вторых, повышенные потери энергии завихренного потока рабочей жидкости в отверстии сопла из-за присутствия цилиндрического участка в критической части, что уменьшает радиальную скорость потока на выходе, а следовательно, и площадь распыления.

Для обеспечения эффективной работы распылителя (возможности регулирования угла конуса распыления рабочей жидкости; повышения качества формируемого конуса распыляемой рабочей жидкости; снижения потери энергии завихренного потока рабочей жидкости ) авторами предлагается техническое решение, которое заключается в том, что в устройстве для распыления жидкости, содержащем корпус с внутренней камерой и патрубком для подвода рабочей жидкости, устанавливаемый со стороны торцевой поверхности корпуса сердечник в виде завихрителя с проточками на наружной цилиндрической поверхности и сопло в виде устанавливаемого на корпус полого колпачка с центральным выходным отверстием на дне, внутренняя камера корпуса сообщается с внутренней полостью колпачка посредством не менее чем двух равномерно распределенных по окружности сердечника проточек, одна сторона которых наклонена относительно образующей наружной цилиндрической поверхности сердечника, и имеющих в поперечных сечениях или форму неполных сегментов с хордами, отстоящими от оси сердечника на одинаковое расстояние, превышающее радиус центрального отверстия сопла, или форму кольцевых секторов с радиусом внутренних дуг, превышающим радиус центрального отверстия сопла.

Оптимальная глубина каналов должна составлять примерно одну треть от радиуса наружной цилиндрической поверхности сердечника.

Для более качественного формирования конуса распыления рабочей жидкости между внутренней торцевой поверхностью колпачка и торцевой поверхностью сердечника рекомендуется оставлять небольшую полость, которая способствует формированию более равномерного вихря жидкости перед выходом из сопла. На сердечнике со стороны, обращенной к соплу, рекомендуется выполнять:
- либо фаску с углом наклона ее образующей к продольной оси, не меньшим угла наклона образующей внутренней торцевой поверхности колпачка к той же оси;
- либо сферическую поверхность в виде шарового сегмента.

Сердечник должен центрироваться непосредственно во внутренней полости колпачка (без промежуточных посадочных поверхностей), поскольку это обеспечивает минимально возможное отклонение от соосности выполненных на сердечнике каналов и отверстия сопла, что гарантирует высокое качество распыляемого конуса рабочей жидкости. Для обеспечения минимальных потерь энергии закрученного потока рабочей жидкости при его прохождении по соплу форму отверстия сопла предпочтительно выполнять в форме усеченного конуса с большим основанием, обращенным в сторону наружной поверхности колпачка, при которой практически отсутствует цилиндрический участок в канале сопла.

Для обеспечения регулировки угла конуса распыляемого потока жидкости рекомендуется зафиксировать сердечник в корпусе (например, с помощью штифта, устанавливаемого в радиальном сквозном отверстии, выполненном в корпусе и сердечнике, или посредством пружинной скобы, проходящей с зазором через радиальное сквозное отверстие в ножке сердечника и установленной в распор со стенками корпуса загнутыми в сторону головки сердечника концами), а соединение колпачка и корпуса (или колпачка и сердечника) осуществить с помощью резьбового соединения или с помощью втулки, размещенной между корпусом и колпачком и закрепленной на корпусе посредством винта, установленного в радиальном резьбовом отверстии втулки, при этом выступающий над наружной поверхностью втулки конец винта должен заходить в выполненный на боковой поверхности колпачка наклонный паз с возможностью перемещения вдоль этого паза.

Наличие зазора между пружинной скобой и стенкой отверстия в ножке сердечника всегда обеспечит правильную сборку. При установке колпачка сердечник прижимается к торцу корпуса, перекрывая проход жидкости на завихритель. При начале регулировки сердечник благодаря зазору отходит от корпуса, образуя щель для прохода рабочей жидкости.

При сближении сердечника с торцевой внутренней поверхностью колпачка угол раствора конуса распыления рабочей жидкости увеличивается, в то время как при их разведении угол раствора конуса распыления уменьшается, становясь при этом сплошным. Диапазон регулировки угла раствора конуса распыления составляет от 5...8 градусов (при максимальном удалении) до 90 градусов и более (при максимальном сближении). Степень влияния завихрителя на поток распыляемой рабочей жидкости зависит от степени сближения сердечника и колпачка.

Возможны два варианта резьбового соединения элементов устройства. В первом варианте колпачок соединен с корпусом, во втором, что является более предпочтительным, - с сердечником, на котором со стороны торцевой поверхности корпуса должен быть выполнен специальный поясок с резьбой и каналами для прохода жидкости на завихритель.

Еще одним конструктивным вариантом соединения колпачка и корпуса, позволяющим осуществлять регулирование их взаимного расположения, является соединение с помощью втулки, размещенной между корпусом и колпачком и закрепленной на корпусе посредством винта, установленного в радиальном резьбовом отверстии втулки, при этом выступающий над наружной поверхностью втулки конец винта заходит в выполненный на боковой поверхности колпачка наклонный паз с возможностью перемещения вдоль этого паза.

Выполненный на боковой поверхности колпачка наклонный паз выполняет при регулировке роль ограничителя в перемещении колпачка относительно закрепленного на торце корпуса сердечника.

Использование втулки упрощает операцию по монтажу распылителя, т.к. в этом случае не нужно нарезать резьбовое отверстие в корпусе под установку винта. В частном случае можно обойтись и без применения втулки, роль которой может выполнять корпус.

Сущность предлагаемого авторами изобретения поясняется прилагаемым к заявке иллюстративным материалом.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для распыления жидкости, которое состоит из корпуса 1, выполненного в виде трубчатого элемента с внутренней камерой и патрубком 2 для подвода рабочей жидкости, сердечника 3 в виде завихрителя с равномерно распределенными по окружности сердечника каналами, одна сторона которых наклонена относительно образующей наружной цилиндрической поверхности сердечника, и имеющими в поперечных сечениях или форму неполных сегментов с хордами, отстоящими от оси сердечника на одинаковое расстояние, превышающее радиус центрального отверстия сопла, или форму кольцевых секторов с радиусом внутренних дуг, превышающим радиус центрального отверстия сопла, сопла 4, выполненного в виде устанавливаемого на корпус полого колпачка с отверстием на дне. Сердечник 3 центрируется во внутренней полости колпачка, при этом его проточки сообщаются с внутренней камерой корпуса 1. Сердечник фиксируется в корпусе с помощью штифта 5, устанавливаемого в радиальном сквозном отверстии, выполненном в корпусе и сердечнике. На сердечнике 3 выполнен поясок A с резьбами и каналами Б для прохода рабочей жидкости на завихритель В сердечника. Между торцевой поверхностью сердечника и внутренней торцевой поверхностью колпачка выполнена небольшая полость Г для формирования вихря жидкости.

На фиг. 2 показан конструктивный вариант устройства для распыления жидкости, в котором соединение колпачка 4 и корпуса 1 осуществляется с помощью втулки 6, размещенной между корпусом и колпачком и закрепленной на корпусе посредством винта 7, установленного в радиальном резьбовом отверстии втулки, при этом выступающий над наружной поверхностью втулки конец винта заходит в выполненный на боковой поверхности колпачка наклонный паз Д с возможностью перемещения вдоль этого паза. Сердечник 3 фиксируется в корпусе 1 посредством пружинной скобы 8, проходящей с зазором через радиальное сквозное отверстие в ножке сердечника и установленной в распор со стенками корпуса загнутыми в сторону головки сердечника концами.

На фиг. 3 показаны варианты исполнения проточек на наружной поверхности сердечника 3, одна сторона Е которых наклонена относительно образующей наружной цилиндрической поверхности сердечника, и имеющих в поперечных сечениях или форму неполных сегментов с хордами Ж, отстоящими от оси сердечника на одинаковое расстояние, превышающее радиус центрального отверстия сопла (см. фиг. 3а), или форму кольцевых секторов с радиусом внутренних дуг И, превышающим радиус центрального отверстия сопла (см. фиг. 3б).

Предложенное авторами устройство для распыления рабочей жидкости работает следующим образом. Поступающий через патрубок 2 во внутреннюю полость корпуса 1 поток рабочей жидкости перед тем, как достичь сопла, закручивается при прохождении по каналам сердечника 3. В результате формируется высококачественный конус распыляемой рабочей жидкости. Регулирование угла конуса распыления рабочей жидкости осуществляется либо с помощью резьбового соединения колпачка и сердечника (или колпачка и корпуса), либо с помощью выполненного на боковой поверхности колпачка наклонного паза, вдоль которого может перемещаться выступающий конец винта, установленного в резьбовом отверстии закрепленной на корпусе втулки.

Источники информации
1. А.с. СССР N 643205, кл. МКИ B 05 B 1/34, 1979.

2. А.с. СССР N 882633, кл. МКИ B 05 B 1/34, 1981.

3. А.с. СССР N 923636, кл. МКИ B 05 B 1/34, 1982.

4. А.с. СССР N 902841, кл. МКИ B 05 B 1/34, 1982.

5. Патент Российской Федерации N 2010613, кл. МКИ B 05 B 1/34, 1994 - прототип.

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, может использоваться для орошения и полива приусадебных участков, теплиц, оранжерей и т.д.; мойки автомобилей; создания водяной защиты в устройствах пожаротушения и искрогашения; в декоративных фонтанах; в душевых смесителях. За счет того, что внутренняя камера корпуса устройства сообщается с внутренней полостью колпачка посредством не менее чем двух равномерно распределенных по окружности сердечника, наклоненных относительно образующей наружной цилиндрической поверхности сердечника проточек, имеющих в поперечных сечениях или форму неполных сегментов с хордами, отстоящими от оси сердечника на одинаковое расстояние, превышающее радиус центрального отверстия сопла, или форму кольцевых секторов с радиусом внутренних дуг, превышающим радиус центрального отверстия сопла, достигается возможность регулирования угла конуса распыления рабочей жидкости, снижение потерь энергии завихренного потока, что увеличивает площадь распыления. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для распыления жидкости, содержащее корпус с внутренней камерой и патрубком для подвода рабочей жидкости, устанавливаемый со стороны торцевой поверхности корпуса сердечник в виде завихрителя с проточками на наружной цилиндрической поверхности и сопло в виде устанавливаемого на корпус полого колпачка с центральным выходным отверстием на дне, отличающееся тем, что внутренняя камера корпуса сообщается с внутренней полостью колпачка посредством не менее чем двух равномерно распределенных по окружности сердечника проточек, одна сторона которых наклонена относительно образующей наружной цилиндрической поверхности сердечника, и имеющих в поперечных сечениях или форму неполных сегментов с хордами, отстоящими от оси сердечника на одинаковое расстояние, превышающее радиус центрального отверстия сопла, или форму кольцевых секторов с радиусом внутренних дуг, превышающим радиус центрального отверстия сопла. 2. Устройство для распыления жидкости по п.1, отличающееся тем, что на сердечнике со стороны, обращенной к соплу, выполнена фаска с углом наклона ее образующей к продольной оси, не меньшим угла наклона образующей внутренней торцевой поверхности колпачка к той же оси. 3. Устройство для распыления жидкости по п.1, отличающееся тем, что на сердечнике со стороны, обращенной к корпусу, выполнен поясок с резьбой и каналами для прохода жидкости. 4. Устройство для распыления жидкости по п.1, отличающееся тем, что сердечник зафиксирован в корпусе посредством пружинной скобы, проходящей с зазором через радиальное сквозное отверстие в ножке сердечника и установленной в распор со стенками корпуса, загнутыми в сторону головки сердечника концами. 5. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что соединение колпачка и корпуса осуществляется с помощью втулки, размещенной между корпусом и колпачком и закрепленной на корпусе посредством винта, установленного в радиальном резьбовом отверстии втулки, при этом выступающий над наружной поверхностью втулки конец винта заходит в выполненный на боковой поверхности колпачка наклонный паз с возможностью перемещения вдоль этого паза.