Устройство для подачи рабочего агента Советский патент 1992 года по МПК B05B7/06 

Изобретение относится к устройствам для впрыска жидкости и может быть использовано в трубопроводах и аппаратах нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Известен распылитель, содержащий корпус и смонтированный в нем с возможностью перемещения конусный сердечник, образующие камеру завихрения для тангенциально подаваемой в нее рабочей жидкости, причем конусный сердечник распылителя выполнен с каналом, соединяющим пространство внутри факела распыления жидкости с внешней средой (1).

Недостатком известного распылителя является невозможность регулирования

дальнобойности струи и компактности ее пучка, что существенно ограничивает область применения распылителя известной конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному объекту является устройство для подачи рабочего агента, содержащее корпус с патрубком подачи рабочего агента, расположенным перпендикулярно оси выполненной в корпусе приемной камеры с конфузором, переходящим в форкамеру, и- размещенную по оси корпуса с возможностью осевого перемещения запорную иглу в виде стержня с расположенным в форкэмеXJ VI

О

N Јь Јь

ре заостренным концом, угол заострения которого выбран меньшим угла заострения конфузора (2).

Недостатком устройства известной конструкции является невысокая дальнобой- ность его факела из-за большого угла расхождения выходной струи и невозможность увеличения энергоотдачи подаваемой среды.

Цель изобретения -увели-пние далыю- бойности факела путем уменьшения угла расхождения выходной струи при увеличении использования энергоогдочи подаваемого рабочего агента.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции устройства для подачи рабочего агента, содержащем корпус с патрубком подачи рабочего aienTa, расположенным перпендикулярно оси выполненной в корпусе приемной камеры с конфузором, переходящим в форкамеру, и размещенную по оси корпуса с возможностью осевого перемещения запорную иглу в виде стержня с расположенным в форкаме- ре заостренным концом, угол заострения которого выбран меньшим угла заострения конфузора, устройство снабжено жестко закрепленным в корпусе в полости приемной камеры экраном в виде охватывающего стержень полого усеченного конуса, мень- шее основание которого сопряжено с поверхностью стержня, обращено к конфузору и расположено в плоскости оси патрубка подачи рабочего агента, а форка- мера выполнена с патрубком для эжектиро- вания дополнительного потока рабочего агента с расположением его оси в.плоскости параллельной плоскости большего основания конфузора и симметричной относительно вершины последнего, при этом углы сужения запорной иглы и конфузора выбраны из соотношения, град

б а 86;

38 Ь 134;

11 Ь-а 87,

где а - угол сужения заостренного конца запорной иглы;

b - угол сужения конфузора, град.

На фиг. 1 приведена часть устройства с приемной камерой, на фиг, 2 - геометриче- екая схема устройства.

На корпусе 1 приемной камеры 2 имеется патрубок 3 подачи рабочего агента, В приемной камере 2 размещены конфузор 4 и запорная игла, состоящая из стержня 5 и острия 6. Угол сужения острия 6 запорной иглы должен быть меньше по величине угла сужения конфузора 4. При этом, угол сужения острия 6 запорной иглы и угол сужения

конфузора 4 находятся в следующем соотношении, град:

б а 86;

38 b 134;

11 b-a 87

где а-угол сужения острия 6 запорной иглы, град;

b - угол сужения конфузора 4, град.

Корпус 1 приемной камеры 2, имеющей выходное отверстие 7 кольцевой формы, после конфузора 4 переходит в форкамеру 3, которая снабжена по меньшей мере одним патрубком 10 для зжектирования дополнительного потока рабочего агента. Выходное отверстие 11 соединяет полост ь форкамеры

8с рабочим пространством. Приемная камера 2 сопряжена с полостью форкамеры 8 посредством выходного отверстия 7 кольцевой формы, образованного на срезе конфузора 4 приемной камеры 2 выступающим острием 6 запорной иглы. В торцовой части корпуса приемной камеры закреплен экран

9в виде усеченного конуса, выполненный с центральной полостью, соосной с приемной камерой 2 и форкамерой 8 вершина усеченного конуса экрана 9 направлена в сторону конфузора 4. Угол сужения указанного конуса экрана 9 по величине может быть соизмерим углу сужения конфузора 4.

Запорная игла совместно с конфузором 4 и экраном 9 рэсположены соосно приемной камере 2 и сопряженной с ней форкаме- ре8.

В полости экрана 9 герметично размещен стержень 5 запорной иглы с возможностью его продольного (т.е. вдоль совмещенной оси) перемещения. Это может быть достигнуто, например, путем резьбового соединения хвостовика 10 запорной иглы с торцовой частью корпуса 1 приемной камеры 2, либо с помощью иных известных приспособлений.

Патрубок3 приемной камеры 2 расположен на корпусе 1 таким образом, чтобы ось 11 патрубка 3 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 12 сопряжения экрана 8 с поверхностью стержня 5 запорной иглы.

Патрубок 13 расположен на форкамере 8 таким образом, чтобы ось 14 патрубка 13 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 15, параллельной плоскости большего основания конфузора 4 и симметричная относительно вершины последнего. В частном случае, изображенном на фиг. 2, вершина конфузора 4 и острие 6 запорной иглы могут совпадать в одной точке, что достигается изменением (возвратно- поступательным соосным перемещением)

положения запорной иглы в приемной камере 2, например, посредством вращения хвостовика 10 запорной иглы.

Патрубки 13 могут быть симметрично расположены по окружности сечения фор- камеры 8, в котором (т.е. в сечении) лежит упомянутая плоскость 15, При этом суммарная площадь сечения патрубков 13 (или одного патрубка) не должна более чем на 15% отличаться в большую или меньшую сторону по величине от площади сечения полости форкамеры 8. Это связано с оптимальностью подачи рабочего компонента через патрубки 13 в форкамеру 8.

Устройство для подачи рабочего агента работает следующим образом.

Сжатый газообразный агент из патрубка 3 приемной камеры 2 под давлением попадает на экран 9, проходит через приемную камеру 2 и, приобретая дополнительную скорость за счет сужения конфуэо- ра 4 к выходному отверстию 7, стекает с острия 6 запорной иглы и попадает в полость форкамеры 8 в виде узкой струи с малым углом расхождения, поперечное сечение которой соизмеримо с сечением выходного отверстия 7 приемной камеры 2 устройства.

При наличии в форкамере 8 патрубка 13 для свободного (без дополнительного давления) эжектирования, например, части того же рабочего агента, или дополнительного необходимого компонента в газообразном, жидком или порошковом виде, в зону пересечения потока с упомянутой плоскостью 15 наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения, за счет чего происходит дополнительное увеличение дальнобойности струи.

При закрытом патрубке 13 мощность струи падает. Этот эффект позволяет значительно увеличить энергетические возможности устройства и расширить его область

использования. Кроме того, такой принцип формирования сверхзвукового течения приводит к охлаждению потока и, как следствие, корпуса 1, что может быть использовано в

различных технологических процессах, при осуществлении которых утрачивается необходимость в дополнительных затратах энергии, например, на охлаждение устройства. Формула изобретения

Устройство для подами рабочего агента, содержащее корпус с патрубком подачи рабочего агента, расположенным перпендикулярно оси, выполненной в корпусе приемной камеры с конфузором, переходящим в форкамеру, и размещенную по оси корпуса с возможностью осевого перемещения запорную иглу в виде стержня с расположенным в форкамере заостренным концом, угол заострения которого выбран

меньшим угла заострения конфузора.о т л и- чающееся тем, что, с целью увеличения дальнобойности факела путем уменьшения угла расхождения выходной струи при увеличении использования энергоотдачи подаваемого рабочего агента, устройство снабжено жестко закрепленным в корпусе в полости приемной камеры экраном в виде охватывающего стержень полого усеченного конуса, меньшее основание которого сопряжено с поверхностью стержня, обращено к конфузору и расположено в плоскости оси патрубка подачи рабочего агента, а форкамера выполнена с патрубком для эжектирования дополнительного потока рабочего агента с расположением его оси в плоскости, параллельной плоскости большего основания конфузора и симметричной относительно вершины последнего, при этом углы сужения запорной иглы и конфузора выбраны из соотношения, град: 6 а 86°; 38 b 134, 11 b-a 87, где а - угол сужения заостренного конца запорной иглы, b - угол сужения конфузора.

J

I

9 1 2 If 7 8

///.L LI. я

1 2 LZ2 Z2 ll2Zn7 /1 /7

/

/J

7/7/7 7s/

Использование: устройства для впрыска жидкости в трубопроводах и аппаратах нефтяной, газовой и других отраслях промышленности при увеличении дальнобойности факела путем уменьшения угла расхождения выходной струи при увеличении использования энергоотдачи подаваемого агента. Сущность изобретения: устройство снабжено жестко закрепленным в корпусе в полости приемной камеры 2 экраном 9 в виде охватывающего стержень 5 полого усеченного конуса, меньшее основание которого сопряжено с поверхностью стержня, обращено к конфузору 4 и расположено в плоскости оси патрубка 3 подачи рабочего агента. Форкамера 8 выполнена с патрубком эжек- тирования дополнительного потока рабочего агента с расположением его оси в плоскости параллельно плоскости большего основания конфузора 4 и симметричной относительно вершины последнего. Углы сужения запорной иглы и конфузора 4 выбраны из соотношения: ... град, 38 Ь 134... град, 11 Ь-а 87... град, где d - угол сужения заостренного конца 6 запорной иглы, Ь - угол сужения конфузора 4. При наличии в форкамере 8 патрубка 13 для эжектирования, например, части того же рабочего агента наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения за счет чего происходит дополнительное увеличение дальнобойности струи. 2 ил. w fe

11 .12

Фиг. 2