Сверхзвуковое сопло Шестеренко Советский патент 1982 года по МПК B05B1/12 

Изобретение относится к технике фазового разделения потока аэрозоля на поток частиц и поток чистого воздуха, а также к технике напыления аэрозоля на изделия.

Известно сверхзвуковое сопло, включающее дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и козырек 11 .

Недостатком этого сопла является неполное использование энергии давления на .сверхзвуковом участке для фазового разделения потока аэрозоля на поток чистого воздуха и поток час-тиц.

Цель изобретения - повышение эффективности отделения частиц аэрозоля от потока воздуха.

Цель достигается тем, что в сверхзвуковом сопле, включающем дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и козырек, последний выполнен в виде выпуклой, образованной кривой или ломанной поверхности и расположен у кромки критического сечения, при этом касательная, проведенная к ее образующей, составляет с критическим сечением угол не менае 90 .

Кроме того, целесообразно козырек выполнить симметричным относительно оси дозвукового конфузора.

При этом чтобы касательная к оси дозвукового конфуэора составляла с критическим сечением угол не менее 90°, ас касательной, проведенной с образующей козырька, угол не менее 180° .

10

На фиг. 1 изображено сопло, у ко торого поверхность козырька кривой; на фиг. 2 - то же ломаной линией; на фиг. 3 - симметричное расположение

15 козырька относительно оси дозвуко- вого конфузора.

.Сопло содержит дозвуковой конфузор 1 .с критическим сечением на выходе и козырек 2. Плоское сопло об20разовано стенками 3 и 4 и двумя плоскостями 5, перпендикулярными стенкам 3 и 4.

Сверхзвуковое сопло работает следующим образом.

25

Под действием сверхзвукового перепада давления аэрозоль поступает в сопло и на участке до критического сечения разгоняется до звуковой скорости. Дальнейший разгон поток полу30чает при расширении его по закону

Прантля-Майера, огибая выпуклую поверхность козырька 2.

На участке оси дозвукового конфузора, идущей по прямой линии, пото разгоняется до скоростей, близких к звуковым (примерно 280-300 м/с). На участке, где ось делает поворот, частицы аэрозоля, обладая больиюй силой инерции, группируются к кромке При дальнейшем разгоне потока газ расширяется по козырьку 2 до максимального расширения, которое обусловлено перепадом давления.При этом происходит максимально возможный поворот сверхзвукового потока газов вокруг выпуклой -поверхности козырька 2, после чего поток газов движется по инерции и имеет при этом то направление, которое было в момент максимального поворота (или срыва потока). Этот поворот способны еде- лать только молекулы газа.

Частицы аэрозоля, обладая значительно большей массой, чем молекулы газа, не в состоянии следовать за молекулами газа и отделяются по инерции от потока газов.

Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в том, что частицы аэрозоля, обладая значительно большей силой инерции, чем молекулы газа, не способны следовать за ними при обтекании звуковым потоком выпуклой поверхности по закону Прантля-Майера. Причем вся энергия давления в предлагаемом сопле расходуется на разворот потока газа в сверхзвуковом его расширении. В результате этого происходит максимально возможная эффективность фазового раздеЛенин, которое способно произойти при данном сверхзвуковом перепаде давления. При этом повышается эффективность- сопл при напылении очень мелких частиц аэрозоля на подложку, что очень важно в пробоотборных устройствах.

Формула изобретения

1.Сверхзвуковое сопло, включающе дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и козырек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности отделения частиц аэрозоля от потока воздуха, козырек выполнен в виде выпуклой, образованной кривой или ломаной линией поверхности и расположен у кромки критического сечения, при этом касательная, -проведенная к ее образующей, составляет с критическим сечениемугол не менее 90.

2.Сопло ПОП.1, отличающееся тем, что козырек выполнен сиьялетричным относительно оси дозвукового конфузора.

3.Сопло поп.1,отличающ ее с я. тем, что касательная, проведенная к оси дозвукового конфузора составляет с критическим сечением угол не менее , а с касательной, проведенной к образующей козырька, угол не менее 180.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2771360/23-05, кл. В 01 В 1/12, 1979.