ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2004 года по МПК F23D11/04 

Изобретение относится к производству волокон, в частности базальтовых, из жидких расплавов, а также может быть использовано для распыливания жидкого топлива в камерах сгорания энергетических установок.

Известна форсунка, содержащая корпус для подачи газа с соосно установленной камерой закручивания, имеющей тангенциальные направляющие для подвода жидкости и выходное сопло, расположенное в полости корпуса на некотором расстоянии от его выходного торца [1].

Известны также форсунки, установленные в центробежно-фильерных-дутьевых установках, предназначенные для получения стеклянных или базальтовых волокон [2].

Недостаток известных форсунок состоит в низкой эффективности распыливания жидких сред и сложности конструкции из-за необходимости создания значительного перепада давления для получения непрерывности процесса.

Цель предложения - повышение эффективности процесса.

Указанная цель достигается тем, что корпус выполнен из двух частей: верхней и нижней. К входному отверстию в верхней части корпуса присоединена дополнительная цилиндрическая трубка. Открытый конец дополнительной цилиндрической трубки свободно размещен внутри корпуса, выходной канал выполнен в виде щели между кромками верхней и нижней частями корпуса. Нижняя часть корпуса соединена с приводом его вращения относительно продольной оси, а верхняя часть корпуса выполнена с отверстием для подачи газа. Дополнительно установленные конструктивные элементы: кольцеобразный полый кожух, выступы на периферии кромки нижней части корпуса, выполнение вертикального сечения внутренней поверхности нижней части корпуса в виде параболы, сопряженной с окружностью, а также дополнительный привод, соединенный с верхней частью корпуса для его вращения относительно продольной оси, и вентиляционные лопасти газового винта внутри верхней части корпуса обеспечивают дополнительные преимущества предложенного решения.

На фиг.1 показана предлагаемая центробежная форсунка (продольный разрез). Центробежная форсунка содержит корпус, состоящий из двух частей: верхней части 1 корпуса и нижней части 2 корпуса. Входное отверстие образует дополнительная трубка 3, открытый конец которой свободно размещен внутри корпуса. Выходной канал форсунки выполнен в виде круговой щели 4 между кромками верхней и нижней частями корпуса. Нижняя часть 2 корпуса соединена с приводом 5 его вращения относительно продольной оси форсунки. Верхняя часть 1 корпуса выполнена с отверстием 6 для подачи газа. В средней части форсунки располагают кольцеобразный полый кожух 7. Его внутренний объем соединен трубопроводом с ресивером газа (не обозначены), а в донной части кожуха 7 у его периферии выполнено щелевое отверстие 8. В нижней части корпуса по периферии кромки установлены выступы (не обозначены). Вертикальное сечение внутренней поверхности 9 нижней части корпуса выполнено в виде параболы, сопряженной с окружностью.

На фиг.2 показана модификация предлагаемой центробежной форсунки (продольный разрез). Модификация предлагаемой центробежной форсунки дополнительно содержит привод 10, соединенный с верхней частью 1 корпуса для его вращения относительно продольной оси, а внутри верхней части 1 корпуса размещены вентиляционные лопасти 11 газового винта.

Центробежная форсунка функционирует следующим образом. Функционирование форсунки разберем на примере изготовления базальтовых непрерывных волокон из расплава.

При истечении расплава базальта из варочной печи в дополнительную трубку 3 форсунки и подачи газа в отверстие 6 происходит продвижение и одновременное утончение базальтовой струи. Пройдя трубку 3, струя базальта поступает в донную область нижней части корпуса. Вращение нижней части корпуса приводом 5 приводит к захвату и подъему по внутренним стенкам корпуса расплава базальта и одновременному превращению струи базальта в пленку. Увеличение давления в расплаве базальта на входе в форсунку, а также увеличение скорости вращения нижней части корпуса приводит к увеличению высоты подъема жидкой базальтовой пленки и ее дополнительному утончению. Пелена жидкой пленки базальта заполняет выходное отверстие форсунки - круговую щель 4. Под действием центробежных сил и выступов на периферии кромки нижней части корпуса пелена жидкой пленки срывается с форсунки в виде тонких струек. Они подвергаются воздействию потока газа, направляемого из кольцевой щели 8 кожуха 7. Образующиеся волокна увлекаются вместе с потоком газа вниз, где должен быть расположен приемный конвейер или контейнер (данные конструктивные элементы к предложенному решению не имеют прямого отношения и приведены только для сведения). При вращении верхней части 1 корпуса приводом 10 и соответственно вентиляционных лопастей газового винта происходит дополнительное воздействие, направленное на утончение жидкой базальтовой пленки и изменение параметров конечного продукта.

Таким образом, предложенное конструктивное решение центробежной форсунки позволяет эффективно преобразовать расплав базальта в волокна.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №985577, кл. F 23 D 11/12, F 23 D 11/04, 1982.

2. Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. Основы производства базальтовых волокон и изделий (монография). М.: Теплоэнергетик, 2002.

Изобретение может быть использовано для производства волокон, в частности базальтовых, из жидких расплавов, а также может быть использовано для распыливания жидкого топлива в камерах сгорания энергетических установок. В центробежной форсунке корпус выполнен из двух частей: верхней и нижней. К входному отверстию в верхней части присоединена дополнительная цилиндрическая трубка, открытый конец которой свободно размещен внутри корпуса. Выходной канал выполнен в виде щели между кромками верхней и нижней частей корпуса. Нижнюю часть корпуса дополнительным приводом вращают относительно продольной оси центробежной форсунки. Такое выполнение повышает эффективность процесса распыливания жидких сред, в том числе вязких высокотемпературных расплавов. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центробежная форсунка для распыления жидких сред, содержащая корпус с входным отверстием, выходной канал, отличающаяся тем, что указанный корпус выполнен из верхней и нижней частей, к входному отверстию присоединена дополнительная цилиндрическая трубка, открытый конец которой свободно размещен внутри корпуса, выходной канал выполнен в виде щели между кромками верхней и нижней частей корпуса, нижняя часть корпуса соединена с приводом его вращения относительно продольной оси, а верхняя часть корпуса выполнена с отверстием для подачи газа.2. Центробежная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кольцеобразный полый кожух, внутренний объем которого соединен трубопроводом с ресивером газа, а в дне у периферии кожуха выполнено щелевое отверстие.3. Центробежная форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что нижняя часть корпуса снабжена выступами, установленными по периферии кромки.4. Центробежная форсунка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что вертикальное сечение внутренней поверхности нижней части корпуса выполнено в виде параболы, сопряженной с окружностью.5. Центробежная форсунка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит привод, соединенный с верхней частью корпуса для его вращения относительно продольной оси, а внутри верхней части корпуса размещены вентиляционные лопасти газового винта.