ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА КОЧЕТОВА Российский патент 2015 года по МПК B05B1/34 B05B1/26 

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является ороситель по патенту RU №2485986, A62C 31/02, содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости, жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.

Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.

Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания.

Это достигается тем, что в вихревой форсунке, содержащей корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет по крайней мере три тангенциальных канала, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов, включающих в себя винт, и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая сплошная пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, а во второй сплошной пластине, соосно центральному отверстию, выполненному в первой пластине пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш, выполненный в виде шайбы с дроссельными отверстиями, расположенными от центрального дроссельного отверстия на концентрично расположенных окружностях, центр которых совпадает с центром центрального дроссельного отверстия, а центры периферийных дроссельных отверстий лежат на концентрично расположенных окружностях, причем количество периферийных дроссельных отверстий увеличивается от центрального дроссельного отверстия, а их диаметры соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия к периферии, причем количество периферийных дроссельных отверстий зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез вихревой форсунки, на фиг. 2 - вид А на сменный сопловый вкладыш снизу, на фиг. 3 - вид А на вариант выполнения сменного соплового вкладыша снизу.

Вихревая форсунка состоит из трубчатого корпуса 1 (фиг. 1), в котором с помощью накидной гайки 2 через герметизирующую прокладку 10 соосно закрепляется вкладыш 7. В торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части 8 и конической части 9.

Вкладыш 7 имеет по крайней мере три тангенциальных канала 3 (на фиг. 2 показано четыре канала), расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса 1, а также камеру закручивания 4, соединенную с тангенциальными каналами 3, соосное корпусу 1 дроссельное отверстие 5, расположенное в нижней части вкладыша 7, и диск 6, примыкающий к торцу вкладыша 7 со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса 1. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока. Вкладыш 7 и диск 6 изготовлены из металлокерамики.

К торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина 11, имеет центральное отверстие 15, а вторая пластина 12 выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов 16, включающих в себя винт, и простановочные калиброванные шайбы 13 и 14, устанавливаемые между пластинами 11 и 12, а также между торцевой поверхностью накидной гайки 2 и первой пластиной 11, которые выполняют функцию регулирующего звена, управляющего зазором между пластинами 11 и 12 распылителя, влияющим на дисперсность распыливаемой среды.

Вторая, сплошная пластина 12 пластинчатого распылителя может быть выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой (на чертеже не показано), причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки 2, так и от нее. Это зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Во второй сплошной пластине 12 (фиг. 1), соосно центральному отверстию 15, выполненному в первой пластине 11 пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш 17, выполненный в виде шайбы с дроссельными отверстиями (фиг. 2), расположенными от центрального дроссельного отверстия 18 на концентрично расположенных окружностях, центр которых совпадает с центром центрального дроссельного отверстия, а центры периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 лежат на концентрично расположенных окружностях, причем количество периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 увеличивается от центрального дроссельного отверстия 18, а их диаметры соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия 18 к периферии, причем количество периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Возможен вариант, когда во второй сплошной пластине 12 (фиг. 1), соосно центральному отверстию, состоящему из цилиндрической части 8 и конической части 9, выполненному в первой пластине 11 пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш 17, выполненный в виде шайбы с дроссельными пазами прямоугольного профиля (фиг. 3), расположенными от центрального дроссельного паза 21 параллельно и симметрично относительно горизонтальной оси сплошной пластины 12 (фиг. 3), а горизонтальные оси периферийных дроссельных пазов 22 и 23 прямоугольного профиля лежат на параллельно расположенных горизонтальных осях, причем расстояние их от центрального дроссельного паза 21 уменьшается от центра к периферии, а их площади проходных сечений увеличиваются от периферии к центру, причем количество периферийных дроссельных пазов зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Из тангенциальных каналов 3 струи жидкости под давлением попадают в камеру накручивания 4, из которой под действием давления и центробежных сил распыливаются через дроссельное отверстие 5. Затем мелкодисперсный вихревой поток поступает сначала в цилиндрическую часть 8 центрального отверстия, а затем в коническую часть 9 этого отверстия, образуя факел мелкодисперсного вихревого потока, угол раскрытия которого определяется углом конической части 9 центрального отверстия. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление и повышает качество распыливания, а вторичное дробление капель жидкости и получение мелкодисперсного факела обеспечивает пластинчатый распылитель за счет того, что вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена с установленным в ней сопловым вкладышем 17, выполненным в виде шайбы с дроссельными отверстиями (фиг.2), расположенными от центрального дроссельного отверстия 18 на концентрично расположенных окружностях, что существенно позволяет увеличить мелкодисперсность распыливаемого потока жидкости.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. В вихревой форсунке в первой пластине пластинчатого отбойника выполнено центральное отверстие. Во второй сплошной пластине соосно этому центральному отверстию установлен сопловый вкладыш. Сопловый вкладыш выполнен в виде шайбы с дроссельными отверстиями, расположенными от центрального дроссельного отверстия на концентрично расположенных окружностях. Центр окружностей совпадает с центром центрального дроссельного отверстия. Центры периферийных дроссельных отверстий лежат на концентрично расположенных окружностях. Количество периферийных дроссельных отверстий увеличивается от центрального дроссельного отверстия. Диаметры дроссельных отверстий соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия к периферии. Количество периферийных дроссельных отверстий зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вихревая форсунка, содержащая корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет по крайней мере три тангенциальных канала, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая сплошная пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, отличающаяся тем, что во второй сплошной пластине соосно центральному отверстию, выполненному в первой пластине пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш, выполненный в виде шайбы с дроссельными отверстиями, расположенными от центрального дроссельного отверстия на концентрично расположенных окружностях, центр которых совпадает с центром центрального дроссельного отверстия, а центры периферийных дроссельных отверстий лежат на концентрично расположенных окружностях, причем количество периферийных дроссельных отверстий увеличивается от центрального дроссельного отверстия, а их диаметры соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия к периферии, причем количество периферийных дроссельных отверстий зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

2. Вихревая форсунка по п.1, отличающаяся тем, что сопловый вкладыш выполнен в виде шайбы с дроссельными пазами прямоугольного профиля, расположенными от центрального дроссельного паза параллельно и симметрично относительно горизонтальной оси сплошной пластины, а горизонтальные оси периферийных дроссельных пазов прямоугольного профиля лежат на параллельно расположенных горизонтальных осях, причем расстояние их от центрального дроссельного паза уменьшается от центра к периферии, а их площади проходных сечений увеличиваются от периферии к центру, причем количество периферийных дроссельных пазов зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.