ВИХРЕВАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2017 года по МПК B05B7/10 

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2480295, F02С 7/24, содержащая корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру (прототип).

Недостатком известной форсунки является сравнительно невысокая степень распыла и сложность конструкции.

Технический результат - повышение эффективности распыления жидкости.

Это достигается тем, что в вихревой пневматической форсунке, содержащей корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, а поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска.

На чертеже изображен общий вид форсунки.

Вихревая пневматическая форсунка содержит корпус 1 со шнеком 7, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер 2 с цилиндрическим отверстием 3 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 4, осесимметричным корпусу 1 и штуцеру 2. Для герметичного соединения корпуса 1 со штуцером 2 предусмотрена уплотняющая прокладка 5. Шнек 7 запрессован в корпус с образованием конической камеры 6, расположенной над шнеком 7, соосно диффузору 4, которая соединена с ним последовательно. Шнек 7 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 7 представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 8 с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса 1, а вторая поверхность 10 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 11, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (на чертеже не показано). Шнек 7 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 9. Шнек 7 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.

Поверхность распылительного диска 11, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса 1, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы (на чертеже не показаны), чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 11.

Распылительный диск 11 смещен по оси форсунки вниз от гладкой поверхности тела вращения 10 шнека 7, соединенного с винтовой поверхностью 8 шнека на величину h, зависящую от вязкости распыляемой жидкости, и соединен со шнеком 7 посредством стержня 12, осесимметрично расположенного шнеку 7.

Соосно и осесимметрично корпусу 1, посредством перфорированной шайбы 14, к внутренней поверхности штуцера 2 с цилиндрическим отверстием 3, закреплена трубка 13 для подвода воздуха в диффузор 4, на конце которой установлены по крайней мере три дроссельные трубки 15.

Вихревая пневматическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 3 в диффузор 4, а из него в коническую камеру 6, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 7. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора) и встречает на своем пути поверхность распылительного диска 11, у которой на периферийной части, отогнутой в сторону нижней части корпуса, выполнены радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 11, что позволяет увеличить поверхность распыливания жидкости с одновременным дополнительным дроблением капель жидкости.

Возможен вариант, когда внутри корпуса 1 форсунки, в части расположения конической камеры 6, над шнеком 7, размещен генератор акустических колебаний в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости 16, расположенной в стенке корпуса 1, которая через калиброванные отверстия 17 соединена с конической камерой 6.

Резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет количества и диаметра калиброванных отверстий 17, соответствующих заданной частоте акустических колебаний.

Распыливающий агент, например воздух, подается через дроссельные трубки 15 в диффузор 4, затем в последовательно соединенную с ним коническую камеру 6, где встречает на своем пути звуковой генератор, выполненный в виде сферической полости 16 с калиброванными отверстиями 17. В результате прохождения звукового генератора распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора Гельмгольца. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора жидкости, подаваемого в цилиндрическое отверстие 3.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. В вихревой пневматической форсунке соосно и осесимметрично корпусу посредством перфорированной шайбы к внутренней поверхности штуцера с цилиндрическим отверстием закреплена трубка для подвода воздуха в диффузор. На конце трубки установлены по крайней мере три дроссельные трубки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Вихревая пневматическая форсунка, содержащая корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой по крайней мере однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, при этом поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска, отличающаяся тем, что соосно и осесимметрично корпусу посредством перфорированной шайбы к внутренней поверхности штуцера с цилиндрическим отверстием закреплена трубка для подвода воздуха в диффузор, на конце которой установлены по крайней мере три дроссельные трубки.

2. Вихревая пневматическая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что внутри корпуса форсунки, в части расположения конической камеры, над шнеком размещен генератор акустических колебаний в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, который выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в стенке корпуса, которая через калиброванные отверстия соединена с конической камерой, при этом резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет количества и диаметра калиброванных отверстий, соответствующих заданной частоте акустических колебаний.