Центробежная форсунка Советский патент 1981 года по МПК B05B1/30 B05B1/34 

Изобретение относится к технике распыливания жидкости к предназначено для диспчаргирования жидкости при плавном изменении ее расхода в широком диапазоне. По основному авт. св. № 648277 известна центробех ная форсунка, содержащая корпус с соплом, камерой закручивания и входными каналами в его боковых стенках, и упругие элементы, размещенные ь корпусе и выполненные в виде изогнутых лопаток с радиусом кривизны и радиусом их внешних кромок, превышающих радиус камервл закручивания t и установленных на выходе из входных каналов корпуса между его торцовыми стенками с возможностью отклонения от его боковых стенок 1. Недостатком форсунки является то, что н диапазоне низких перепадов давления возникает автоколебательный режим течения. Он связан с тем, что образующийся при открытии упругих элементов вихрь в камере .акручивания создает центробежное давление на ее стенки, что при постоянстве давления в системе поцачи жидкости уменьшает перепад дав ленля на упругих элементах и приводит к их закрытию. При этом, по мере умен шения окружной составляющей скорости в камере закручивания вследствие вязкостных потерь, центробежное давление уменьшается и упругие элементы снова открываются и т.д. Это приводит к пульсирующему расходу жидкости из форсунки с частотой, определяемой жесткостью упругих элементов, объемом камеры закручивания, диаметром сопла, и лежащей в диапазоне 10 - 10 ГЦ. Это явление автоколебаний может быть какполезным (например для интенсификации горения топлива) , так и нежелательным в тех случаях, Когда требуется обеспечить равномерное распыливание. Известная форсунка не обеспечивает стабильности течения во всем диапазоне перепадов давления, не позволяет регулировать частоту и менять диапазон возникновения автоколебаний. Цель изобретения - стабилизация распыливания за счет дополнительной закрутки жидкости в камере закручивания. Указанная цель достигается тем, что Е известной центробежной Форсунке, содержащей корпус с соплом, камерой закручивания и входными каналами в его боковых стенках, и упругие элементы, размещенные в корпусе и выполненные в виде изогнутых лопаток с радиусом кривизны и радиусом их внешних кромок, превышающих радиус камеры закручивания, и установленных на выходе из входных каналов корпуса межhy его торцовыми стенками с возможностью отклонения от его боковых стенок, в боковых стенках корпуса выполнены тангенциальные .

На фиг. 1 изображена центробежная форсунка, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. I.,

Центробежная форсунка содержит корпус 1 с соплом 2, камерой 3 закручивания и входными каналами 4 в его боковых стенках и упругие элементы 5, размещенные в корпусе 1 и выполненные в виде- изогнутых лопаток с ргадиусом кривизны Rkp. и радиусом их внешних кромок R|, превышающими радиус камеры 3 закручивания R.., и установленных на выходе из входных каналов 4 корпуса 1 между его торцовыми стенками 6 с возможностью отклонения от его боковых стенок, в которых выполнены тангенциальные каналы 7.

Каналы 7 подсоединены к жидкостной магистрали 8 через дроссель 9, а входные каналы 4 - посредством дросселя 10,

Центробежная форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости под давлением РП в магистраль 8 и открытии дросселя 10, она отгибает упругие элементы 5 и поступает в камеру 3 закручивания наполняя ее и образуя в ней вихрь с нарастающим, по мере заполнения камеры 3 закручивания жидкостью, давлением. Это уменьшает перепад давления на упругих элементах 5, они закрываются и открываются вновь при снижении давления в камере 3 закручивания, вызванном потерями при вихревом течении в ней жидкости.

Таким образом, в выбранном диапазоне давления в магистрали 8, в камере 3 закручивания возникают автоколебания жидкостного потока, с частотой в диапазоне от 10 до 10 Гц, сопровождающиеся пульсациями расхода, угла конусности факела и мелкости распыливания. При открытии дросселя 9 в камеру 3 закручивания поступает через тангенциальные каналы 7 поток закрученной жидкости, образуя в ней устойчивое вихревое течение. При этом на

боковых стенках корпуса 1 создается постоянное давление жидкости Pj.-. Р.з- РП ( 1 -а/6) .

где а 2(1-с))2 (2-(|)), - коэффициент живого сечения форсунки, зависящий от ее геометрической характеристики; у обычно применяемых форсунок величина а лежит в пределах от 0,65 до 1,0;

В RK.C./R - степень закрытия форсунки, R.-b. - радиус камеры 3 закручивания, RC - радиус сопла 2.

При этом автоколебания прекратятся и форсунка в целом обеспечивает устойчивое истечение из нее жидкости. При открытом дросселе 9 и плавном закрыг вании дросселя 10, перепад давления на упругих элементах 5 снижается и он закрывают входные каналы 4, предотвращая перетекание жидкости между форсунками в случае, если дроссели 9 и 10 обслуживают несколько параллельно установленных форсунок. Во всем диапазоне положений дросселя 10 при открытом дросселе 9 обеспечивается устойчивый режим течения.

При открытом дросселе 10 и плавном открытии дросселя 9, диапазон автоколебательного режима работы уменьшается вплоть до его исчезновения. Конкретные величины перепадов давления и проходных сечений дросселей 9 и 10, соответствующих границам автоколебательного режима, однозначно определя тся конструкцией форсунки и ее размерами, т.е. могут быть для каждой форсунки вычислены или установлены экспериментально .

Таким образом, данная форсунка обепечивает как устойчивый, так и колебательный процесс истечения жидкости в широком диапазоне регулирования ее производительности и достижение при этом высокой дисперсности распыливания.

Формула изобретения

Центробежная форсунка по авт. св. W 648277,отлич ающа я с я тем что, с целью стабилизации распыливания за счет дополнительной закрутки жидкости в камере закручивания, в боковых стенках ее корпуса выполнены тангенциальные каналы.

Источники информации, принятые во внимание при э сспертизе

1. Авторское свидетельство СССР . I 648277, 1976 (прототип).

Фиг.1