Форсунка для сжигания жидкого топлива

 

Использование: энергетика, в частности топочные устройства, используемые в различных отраслях промышленности, преимущественно для сушки сыпучих материалов, например песка. Сущность изобретения: форсунка снабжена центрирующей опорной кольцевой стойкой 13 и резьбовой золотниковый пробкой 9, запорная игла выполнена в виде пропущенного сквозь золотниковую пробку парового штуцера 11 с паровым резьбовым конусом 112, имеющим осевое калиброванное отверстие 25, причем корпус 1 форсунки, золотниковая пробка 9 и паровой штуцер 11 выполнены с соосными боковыми отверстиями 22 для подачи пара через патрубок подвода, а золотниковая пробка 9 выполнена с внутренней кольцевой проточкой 23, сообщенной с боковым отверстием 22, превышающей диаметр последнего, при этом паровой резьбовой конус выполнен с наружной проточкой, опирающейся на центрирующую опорную кольцевую стойку 13, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна 14. 1 ил.

Изобретение относится к топливной аппаратуре, в частности к форсункам, и может быть использовано в топочных устройствах, используемых в различных отраслях промышленности, преимущественно для сушки сыпучих материалов, например песка.

Известна форсунка, в которой выходные кромки распыливающих каналов сопряжены с внутренней поверхностью центрального канала, выполненного в виде части тороидальной поверхности [1] Однако такое устройство не обеспечивает правильную регулировку формы и места расположения пламени при сгорании различных видов топлива, вследствие чего низка его экономичность и эффективность.

Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является форсунка для сжигания жидкого топлива, содержащая полый корпус с патрубками подвода топлива и теплоносителя и камерой смешения, в которой размещен механизм регулирования расхода топлива в виде запорной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения, причем запорная игла выполнена в виде парового штуцера с паровым резьбовым конусом, имеющим осевое калиброванное отверстие, коническую вихревую насадку [2] Недостатком данного устройства является необходимость постоянного контроля наличия пламени и состояния факела распыла топлива вследствие различной его кинематической вязкости и возможности прекращения горения, что снижает общую эксплуатационную надежность.

Сущность предлагаемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который заключается в повышении общей эксплуатационной надежности форсунки за счет исключения прекращения горения топлива.

Предлагаемая совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату. Технический результат достигается тем, что форсунка снабжена резьбовой головкой, внутренняя поверхность которой имеет форму тора и сопряжена с конусом вихревой насадки, центрирующей опорой, кольцевой стойкой и резьбовой золотниковой пробкой, запорная игла выполнена в виде пропущенного сквозь золотниковую пробку парового штуцера с паровым конусом, имеющим осевое калиброванное отверстие, причем корпус, золотниковая пробка и паровой штуцер выполнены с соосными боковыми отверстиями для подачи теплоносителя через патрубок подвода, а золотниковая пробка выполнена с внутренней кольцевой проточкой, опирающейся на центрирующую опорную кольцевую стойку, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна.

На чертеже представлен общий вид форсунки.

Форсунка для сжигания жидкого топлива содержит цилиндрический полый корпус 1 с патрубками подвода теплоносителя 2, в данном случае пара и жидкого топлива 3, в частности горючего мазута или дизельного топлива, имеющих присоединительные фланцы 4 и 5. В средней части корпуса форсунки жестко закреплен установочный фланец 6 с крепежными отверстиями. В головной части корпуса ввернута коническая вихревая насадка 7 с резьбовой завихрительной головкой 8, а в торцевой части корпуса ввернута золотниковая пробка 9 с фиксатором 10 в виде установочного крепежного винта.

В камере смешения размещен механизм регулирования расхода топлива в виде запорной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения. Запорная игла выполнена в виде парового штуцера 11 с паровым резьбовым конусом 12.

Паровой штуцер 11 ввинчен в золотниковую пробку задней частью, а в переднюю часть парового штуцера ввинчен сменный паровой конус 12 с осевым калиброванным отверстием, опирающийся наружной кольцевой проточкой на центрирующую опорную кольцевую стойку 13, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна 14.

В тыльной части парового штуцера предусмотрена заглушка 15, а также имеется винтовая гайка 16 с контргайкой 17 и рукояткой 18, а также уплотняющая тыльную часть золотниковой пробки шайба 19 с уплотняющей прокладкой 20 и контргайкой 21.

В корпусе форсунки, золотниковой пробке и паровом штуцере выполнены соосные боковые отверстия 22 и цилиндрическая проточка 23 в золотниковой пробке, превышающая диаметр бокового отверстия, предназначенные для пропуска пара в полость 24 парового штуцера и последующего истечения пара через калиброванное осевое отверстие 25 парового конуса соосного отверстия 26 вихревой насадки с последующим переходом в коническую часть вихревой насадки и примыкающую к внутренней торообразной полости 28 резьбовой завихрительной головки, имеющей выпускное калиброванное отверстие 29 с коническим раструбом 30.

В топливоподводящей части корпуса предусмотрено также боковое впускное отверстие 31 для пропуска топлива во внутреннюю полость 32 корпуса и топливопропускные окна 14 центрирующей кольцевой опорной стойки.

Форсунка работает следующим образом.

При одновременном открывании запорных вентилей (условно не показано), подводящих через патрубки подвода 2 и 3 соответственно пар и жидкое топливо, происходит следующее: пар через патрубок 2 подвода и боковые отверстия 22, предварительно попав в кольцевую полость, образованную кольцевой проточкой 23 золотниковой пробки, по отверстию 24 парового штуцера устремляется в паровой конус 12 и через калиброванное осевое отверстие 25 парового конуса попадает в соосное отверстие 26 вихревой насадки и в ее коническую часть 27, расширяется и движется к полуторовой поверхности 28, закручивая паровой поток. Закрученный поток входит в центральное калиброванное отверстие 29 и через конический раструб 30 выносится за пределы резьбовой завихрительной головки 8.

Топливо через боковое впускное отверстие 31 подается во внутреннюю кольцевую полость 32 и через топливопропускные окна 14 центрирующей опорной кольцевой стойки 13, предварительно нагреваясь, контактируя с поверхностями парового штуцера 11 и парового конуса 12, под действием напора и возникающего эжекционного эффекта устремляется в отверстие 26 вихревой насадки, соединяется с паровым потоком, входит с ним в коническую часть 27 вихревой насадки, тороидальную полость 28 резьбовой завихрительной головки, взаимно перемешивается, закручивается и через осевое калиброванное выпускное отверстие 29 и конический раструб 30 выбрасывается за пределы резьбовой завихрительной головки в топку котла (условно не показан). Пульсирующий закрученный поток, будучи в состоянии горения, "раскрывает" факел с крутильными колебаниями, исключая прямоточное горение, обеспечивая устойчивое полное сгорание топлива при коротком факеле.

Для регулировки количества подаваемого в форсунку топлива предусмотрена возможность осевого перемещения парового штуцера совместно с паровым конусом при помощи поворота рукоятки 18 с последующей фиксацией на рабочий режим контргайкой 21.

Повышенных требований к герметичности перечисленных резьбовых соединений в конструкции не требуется, достаточно плотности резьбовых креплений. Уплотнение по пару достаточно прокладкой с шайбой и контргайкой.

Применение предлагаемой форсунки обеспечивает качественную подготовку топливной смеси, исключает срыв и затухание факела, особенно при минимальной подаче топлива, предотвращая неполное сгорание, что несомненно улучшает эксплуатационные характеристики форсунки и, как следствие, общую эксплуатационную надежность конструкции форсунки и ее работы.

Формула изобретения

Форсунка для сжигания жидкого топлива, содержащая полый корпус с патрубками для подачи топлива и теплоносителя, камеру смешения, в которой размещен механизм регулирования расхода топлива в виде запорной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения, причем запорная игла выполнена в виде парового штуцера с паровым резьбовым конусом, имеющим осевое калиброванное отверстие, коническую вихревую насадку, отличающаяся тем, что форсунка снабжена резьбовой головкой, внутренняя поверхность которой имеет форму тора и сопряжена с конусом вихревой насадки, центрирующей опорной кольцевой стойкой и резьбовой золотниковой пробкой, через которую пропущен паровой штуцер, причем корпус, золотниковая пробка и паровой штуцер выполнены с соосными боковыми отверстиями для подачи теплоносителя через патрубок подачи, а золотниковая пробка выполнена с внутренней кольцевой проточкой, сообщенной с боковым отверстием, превышающей диаметр последнего, при этом паровой резьбовой конус выполнен с наружной проточкой, опирающейся на центрирующую опорную кольцевую стойку, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна.

РИСУНКИ

Рисунок 1