Ударно-струйная форсунка Советский патент 1982 года по МПК B05B1/26 

(54) УДАРНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА

1

Изобрете.ние относится к технике распыления жидких и пастообразных сред и может быть использовано в молочной, пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известны ударно-струйные форсунки для 5 распыления жидких сред под действием давления, содержащие корпус с патрубком, сопло, против которого установлен отражатель 1 .

Недостатками этих форсунок является ,Q невысокое качество распыления и большие габаритные размеры.

Наиболее близкой к предлагаемой является ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с. входным патрубком и, соплом, вставку с центральным каналом, расширн- 15 тельную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах 2

Однако известная форсунка может работать только при распылении жидкости вверх и не пригодна для распыления вязких форм 20 и формирования факела нужной формы.

Цель изобретения - повышение качества распыления и надежности работы форсунки.

Указанная цель достигается тем, что ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и щток с заплечиками и отражателем на противоположных концах, снабжена рассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расщирительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным с заплечикам штока отражателя, и установлен с осевым зазором к ним.

На фиг. 1 изображена ударно-струйная форсунка; на фиг. 2 - то же, без зазор между заплечиками штока отражателя и выступа конуса рассекателя. Ударно-струйная форсунка содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и соплом 3, вставку 4 с центральным каналом 5, расширительную камеру б.и шток 7 с заплечиками 8 и отражателем 9 на противоположных концах. Форсунка также снабжена рассекателем JO, соединенным с ним стержнем 11, размещенным в центральном канале 5 вставки 4, и конусообразной гайкой 12, установленной в корпусе 1 перед соплом 3 и контактирующей с рассекателем 10. Стержень 11 с рассекателем 10 монтируются на вставке 4 с помощью гайки 13, в которой выполнены отверстия 14 для прохода в канал 5 распыливаемой среды. Рассекатель 10 выполнен в виде двух усеченных конусов 15 и 16, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу 3 конус .16 рассекателя 10 размещен в расширительной камере 6 и выполнен с центральной полостью 17, в которой установлен шток 7 отражателя 9, между заплечиками 8 которого и конусообразной гайкой 12 смонтирована пружина 18, а другой конус 15 рассекателя 10 выполнен с центральным выступом 19, обращенным к заплечикам 8 штока 7 отражателя 9 и установлен с осевым зазором 20 к ним. Свободное перемещение отражателя 9 обеспечивается за счет осевых радиальных зазоров 20 и 21 соответственно. Ударно-струйная форсунка работает следующим образом. Распыливаемая масса, например молочно-белковый концентрат, под давлением 15-100 кг/см подают в корпус 1. через патрубок 2, из которого по отверстиям 14 гайки 13 - в центральный канал 5 и расширительную камеру 6. При выходе в расширительную камеру 6 размещают рассекатель 10, при обтекании которого распыливаемая масса равномерно распределяется по сечению сопла 3, гасятся пульсации потока. Из сопла 3 распыливаемую массу с большой скоростью подают на отражатель 9, и в результате удара струя распадается на капли, при этом конфигурация факела определяется геометрией отражателя и физико-химическими и гидродинамическими характеристиками движущей распыливаемой среды. При обтекании потоком распыливаемой массы рассекателя 10 за счет давления среды рассекатель 10 самоцентрируют в горизонтальной плоскости строго по оси сопла 3. Это достигают за счет того, что стержень 11 с рассекателем 10 свободно подвешивают в канале 5 на вставке 4. В результате поток расцыливаемой среды формируют строго постоянной толщины, что позволяет при ударе струи об отражатель 9 обеспечить одинаковые гидродинамические условия, а это повышает качество распыления. Кроме того, свободное подвешивание стержня 11 с рассекателем 10 и отражателем 9 снижает требование к качеству изготовле ния и упрощает монтаж форсунки. При ударе кольцевой струи об отражатель 9 за счет давления отражатель 9 самоцентрируют -относительно оси струи, истекающей из сопла 3, что позволяет получить факел правильной геометрической формы. Это достигают за счет того, что отражатель на щтоке 7 свободно подвешивают на пружине 18, и он имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости. Кроме того, при ударе струи об отражатель 9, последний приходит в колебательное движение, что интенсифицирует процесс дробления струи распыяиваемой массы. Это достигают за счет того, что под действием давления и колебаний связь между слоями вязкой массы ослабевает и струя разрушается. Колебания отражателя 9 резко снижают забивание сопла 3 инородными включениями. Это достигают за счет того, что в сопле 3 возникают пульсации под действием колебаний. На частицу, застрявшую в сопле 3, в момент разрежения действует сила давления потока, в расширительной камере 6 частица вытягивается и выбивается. Если же частица твердая, то при попадании в сопло под действием колебаний и давления возникающая боковая сила действует на нижний конус расширителя, сечение в месте зазорения увеличивается и чаЬтица выбивается. Таким образом, свободная подвеска стержня 11 с рассекателем 10 н отражателя 9 с возможностью самоцентрирования независимо друг от друга повышает надежность работы ударноструйной форсунки. Пружина 18, на которой подвешен на щтоке 7 отражатель 9, размещена в закрытой полости. Чтобы исключить попадание массы в полость через зазор 21 корец конусной гайки размещают в устье сопла 3, поэтому при истечении массы с большой скоростью цо закону Бернулли давление в устье резко падает, и таким образом масса не попадает в полость пружины 18, что повышает надежность и долговечность работы отражателя 9. Выполнение системы (фиг. 2) стержень 11 - рассекатель 10 - отражатель 9 как единое целое осуществляют за счет взаимодействия штока 7 с верхним конусом 15 рассекателя 10 чрез заплечики 8, когда осевой, зазор 21 ликвидируется путем сжатия пружины 18 конусной гайкой 12, при этом отражатель 9 закрывает сопло 3. В этом варианте самоцентрирование системы осуществляется в горизонтальной плоскости. Особенностью данного технического решения является то, что в момент потери давления распыливаемой среды сопло закрывается и предотвращает попадание продукта в сушильную камеру не показана). Принцип работы ударно-струйной форсунки заключается в следующем. Под действием давления распыливаемой массы отражатель 9 перемещается вниз и открывает сопло 3. Масса ударяется о поверхность отражателя 9 и распыляется. При падении давления распыливаемой массы отражатель 9 под действием пружины 18 закрывает сопло 3, и прекращается подача продукта в сушильную камеру, при этом шток 7 через заплечики 8 взаимодействует с верхним усеченным конусом 15. Это снижает выход некачественного продукта. Экономическая эффективность от замены распылительного диска на ударно-струйную форсунку при использовании ее при сушке продукта составляет 22 тыс. руб. на одну сушилку в год. Предварительные испытания опытного образца ударно-струйной - форсунки показали ее надежность и преимущества в работе по сравнению с известными образцами (дисковыми). Формула изобретения Ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества распыления и надежности работы форсунки, она снабжена рассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расширительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным к заплечикам щтока отражателя, и установлен с осевым зазором к ним. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Головачевский Ю. А. Ороситель и форсунки скрубберов химической промыщленности. Д1., «Машиностроение, 1974, с. 274- 249, рис. 94. 2.Патент Великобритании № 1511028, кл. В 2 F, В 05 В 1/26, опублик. 1978 (прототип) .