Форсунка для распыливания жидкости Советский патент 1989 года по МПК B05B1/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для распыливания жидкости, в которых жидкость под давлением подается в поток распыливаюшего агента.

Целью изобретения является повышение эффективности работы форсунки.

На фиг. 1 изображена форсунка, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Форсунка для распыливания жидкости содержит корпус 1 с выполненной в нем камерой 2 и выходным отверстием 3, размещенное в камере 2 средство 4 подачи жидкости с нижней 5 и верхней 6 перфорациями и источник потока распыливающего агента (не показан).

Кроме того, форсунка содержит устройство газораспределения, которое выполнено в виде крыла 7 с криволинейным симметричным профилем, установленного с возможностью колебательного движения под действием потока распыливающего агента вокруг оси 8, расположенной в выходной части камеры 2 перпендикулярно средней линии профиля крыла 7. Средняя линия профиля крыла 7 образует с продольной осью корпуса форсунки (с направлением движения распыливающего агента) угол а, равный 8-15°, (угол атаки).

Камера 2 имеет сужение в верхней 9 и нижней 10 точках, а также сужение, образованное верхней 11 и нижней 12 образующими выходного отверстия 3. Между корпусом 1 и средством 4 для подачи жидкости имеются верхний 13 и нижний 14 каналы для распыливающего агента в зависимости от положения крыла 7.

Форсунка для распыливания жидкости работает следующим образом.

В начальном состоянии, когда распыли- вающий агент не подведен, крыло 7 под действием момента относительно оси 8 вращения от собственной силы тяжести занимает положение, изображенное на фиг. 1. Это объясняется тем, что центр тяжести крыла 7 расположен справа от оси 8 вращения, следовательно, момент силы тяжести действует по направлению вращения часовой стрелки, поэтому крыло 7 нижней образующей опирается на нижнюю точку 10 суженного сечения камеры 2, прикрывая своей кормовой частью проход через нижний канал 14. В этом положении средняя линия профиля крыла 7 образует с продольной осью форсунки (с направлением движения распыливающего агента) угол а (угол атаки), равный 8-15°.

сл

О) 00 ГС

Од

N3

При подаче распыливающего агента последний проходит верхнюю часть крыла 7, далее в канал 13 между корпусом 1 и средством 4 и направляется к выходному отверстию 3, распыляя жидкость, выходящую из верхнего ряда перфорации 6 средства 4. Так как в канале 14 проходит значительно меньше расныливающего агента, ввиду прикрытия его кормовой частью крыла 7, то направление движения потока после выходного отверстия 3 определяется направлением образующей 11.

Одновременно при подаче распыливающего агента благодаря углу а имеет место несимметричное обтекание крыла 7 этим агентом. В результате скорость агента над крылом 7 больще скорости агента под крылом 7. Согласно закону Бернулли давление над крылом меньше, а под крылом больше. Под действием этой разности давлений на крыло действует подъемная сила Жуковского, равная

где р - плотность распыливающего агента,

W - скорость набегающего на крыло

распыливающего агента, м/с; г - циркуляция скорости вокруг крыла,

1 - размах крыла в поперечном направлении, м.

Эта сила приложена к центру давления крыла 7, который так же, как и его центр тяжести, расположен справа от оси 8 вращения.

Однако направление этой силы противоположно направлению силы тяжести крыла 7. Таким образом, на крыло 7 действуют два момента сил, направленных друг против друга. По достижении определенного значения скорости распыливающего агента момент силы Жуковского превышает момент силы тяжести. Крыло 7 начинает вращаться вокруг оси 8 против часовой стрелки и приближаться своей верхней образующей к точке 9.

Канал 13 прикрывается кормовой частью крыла 7, а канал 14 открывается. Распыляющий агент проходит через канал 14 к выходному отверстию 3, распыляя жидкость, выходящую из нижнего ряда перфорации 5 средства 4. Теперь направление движения потока после выходного отверстия 3 определяется направлением образующей 12.

Как только канал 13 будет прикрыт крылом 7, картина обтекания крыла 7 изменяется на противоположную. Сверху крыла 7 давление потока больще, чем снизу. Теперь момент разности сил действия этих давлений совпадает с моментом собственной силы тяжести крыла 7, и крыло 7 возвращается в первоначальное состояние.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Далее цикл повторяется автоматически, и крыло 7 совершает вокруг оси 8 колебательные движения, как маятник, направляя поток распыливающего агента то в один, то в другой каналы 13 и 14, создавая таким образом колеблющийся газожидкостный факел после выходного отверстия 3.

Следовательно, крыло занимает периодически два крайних положения, при которых средняя линия профиля крыла 7 образует угол 8-15° как с одной, так и с другой стороны продольной оси форсунки.

Качество крыла с характеризуется отношением подъемной силы у к лобовому сопротивлению X крыла 7 потоку

с- V X

Чем выще это значение с, тем лучше качество крыла. Качество крыла максимально при угле атаки и равно 0,94. Оно несколько падает до угла . Если а большее 15°, качество с резко снижается вследствие нарушения безотрывного отбека- ния крыла потоком, смещения и удаления критической точки от выходной кромки крыла (критической называется точка, где сливаются линия тока над и под крылом в острой кромке тыльной части крыла 7).

Между двумя крайними положениями крыла 7 имеется промежуточное, когда его средняя линия совпадает с осью форсунки, т.е. когда угол атаки . В этом кратковременном состоянии, через которое крыло по инерции движется к одному из двух крайних положений, поток распыливающего агента симметрично обтекает крыло 7 и в равных количествах проходит по каналам 13 и 14, а в выходном отверстии 3 поток движется прямым потоком вдоль оси форсунки без отклонения.

Ограничение отклонения крыла 7 от оси форсунки в пределах углов атаки 8-15°, позволяет уменьщить размер форсунки, сопротивление набегающему потоку со стороны крыла 7 и тем самым снизить потери напора на дутье распыливаюшего агента.

Улучщение качества характеристик крыла 7, вызванное установкой его под углом атаки 8-15° к набегающему потоку распы- ливающего агента, позволяет повысить чувствительность колебательной системы.

Формула изобретения

Форсунка для распыливания жидкости по авт. св. № 1346265, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы форсунки, средняя линия крыла устройства газораспределения расположена наклонно к продольной оси камеры под углом 8-15°.

Фи.2.1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для распыливания жидкости потоком распыливающего агента. Цель - повышение эффективности работы форсунки. Для этого средняя линия крыла устройства газораспределения расположена наклонно к продольной оси камеры под углом от 8 до 15°. Такая установка крыла улучшает чувствительность колебательной системы. 2 ил.