Форсунка для распыливания вязких жидкостей

 

Использование: в технике распыления жидкостей, преимущественно вязких и содержащих абразивные включения, в химической промышленности, производстве стройматериалов, а также в различных топливосжигающих агрегатах. Сущность изобретения: форсунка для распыления вязких жидкостей содержит корпус 1 с центральным топливным каналом 3 и коаксиальным кольцевым каналом распылителя, подключенным к камере 2 смешения, а также радиальные сопла 6 первичного распылителя и сопла 7 вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой 2 смешения. В корпусе выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов 4, подключенных на входе к камере 2 смешения, а на выходе к радиальным соплам 6 первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала 3, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза. Выходные срезы радиальных сопел 6 расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз, а сопла 7 вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов 4, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса 1 на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза. 2 ил.

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, преимущественно вязких и содержащих абразивные включения, и может быть использовано в химической промышленности, производстве стройматериалов, а также в различных топливосжигающих агрегатах.

Известна форсунка для распыливания вязких жидкостей, включающая корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения.

Недостатками известной форсунки являются неудовлетворительная дисперсность распыла и повышенный удельный расход распыливающего агента, особенно при большом расходе топлива, а также абразивный износ выходной воронки форсунки из-за большой скорости подачи топлива.

Цель изобретения повышение качества распыливания и долговечности форсунки.

Цель достигается за счет того, что в форсунке для распыливания вязких жидкостей, содержащей корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения, в корпусе выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов, подключенных на входе к камере смешения, а на выходе к радиальным соплам первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза, выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз, а сопла вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза.

На фиг. 1 представлена форсунка для распыливания вязких жидкостей, поперечный разрез; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.

Форсунка содержит корпус 1 с внешней камерой 2 смешения, центральным топливным каналом 3, подключенным к камере смешения, и аксиальными каналами 4 и 5 для подачи первичного и вторичного потоков распылителя (воздуха, пара и т. д.), число которых может варьироваться, но должно быть одинаковым. Каналы 4 расположены симметрично вокруг центрального топливного канала 3 и подключены на входе к камере 2 смешения. Каналы 4 снабжены радиальными соплами 6, подсоединенными к боковой стенке камеры смешения под прямым углом к оси форсунки и направленными к ее центру. Каналы 5 расположены также симметрично вокруг центрального топливного канала 3 и подключены на входе к камере 2 смешения. Каналы 5 смещены относительно каналов 4 на угол α, зависящий от числа каналов: α= f(n/2), где n общее количество каналов. Каналы 5 снабжены соплами 7 и подключены в донной части камеры 2 смешения параллельно центральному топливному каналу 3. Для изменения геометрии распыла каналы 5 могут быть выполнены с отклонением относительно центральной оси на угол β, -15^о ≅ β ≅ +15^о. Каналы 4 и 5 на выходе подключены к радиальным соплам 6 первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза. Выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз. Сопла 7 вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов 4 и 5, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза.

Форсунка работает следующим образом.

По центральному каналу 3 подается в камеру 2 смешения вязкое топливо (например, водоугольное топливо ВУТ), распыливающий агент (например, воздух) подается одновременно в каналы 4 первичного потока распылителя и каналы 5 вторичного потока распылителя. При необходимости более тонкой регулировки форсунки может быть осуществлена и раздельная подача распылителя в каналы 4 и каналы 5. При этом поток воздуха, истекающий из каналов 4, направленных перпендикулярно оси канала 3 топлива навстречу друг другу, создает эффект газодинамического запирания потока топлива, вследствие чего струя топлива первоначально дробится на крупные фракции, которые хаотично движутся в турбулентных потоках, возникающих при взаимодействии встречно направленных струй, что приводит к дополнительному дроблению крупных фракций топлива на мелкие капли, располагающиеся в секторах, образованных истечением потоков воздуха из этих сопл.

Выходящий из каналов 5 высокоскоростной поток воздуха дробит капли ВУТ до мелкодисперсного состояния (фракции ≅ 200 мкм) и выносит топливо-воздушную смесь в камеру сгорания. При этом удельный расход распыливающего агента составляет < 20% от расхода топлива. При выполнении каналов 5 с угловым наклоном относительно центральной оси форсунки получают более короткий или более длинный факел.

За счет деления потока распылителя на два первичный и вторичный достигается максимальная поверхность соприкосновения потоков топлива и распылителя, обеспечивающая его качественный распыл.

Благодаря расположению камеры смешения снаружи корпуса форсунки обеспечивается отсутствие абразивного износа элементов форсунки и появляется возможность изготовления форсунки без применения специальных дорогостоящих материалов.

За счет раздельной подачи распылителя в каналы первичного и вторичного потоков обеспечивается широкий диапазон регулирования расходов топлива и распылителя без ухудшения качественных показателей распыла.

Формула изобретения

ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащая корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения, отличающаяся тем, что в корпусе выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов, подключенных на входе к камере смешения, а на выходе - к радиальным соплам первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5 3,0 раза, выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз, а сопла вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3,0 раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2