Форсунка вихревая
Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. Это достигается тем, что в форсунке вихревой, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие, и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, причем в нижней части центрального цилиндрического сердечника закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является форсунка по патенту RU №2512854, А62С 31/02, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.
Недостатком известной конструкции является невозможность достижения заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.
Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.
Это достигается тем, что в форсунке вихревой, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие, и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, причем в нижней части центрального цилиндрического сердечника закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка.
На чертеже представлена конструктивная схема форсунки.
Форсунка вихревая имеет цилиндрический полый корпус 1 с каналом 3 для подвода жидкости и содержит соосную и жестко связанную с корпусом втулку 2 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 6 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником 7, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие 10, и установленным с кольцевым зазором 9 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 4. Кольцевой зазор 9 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 4, соединяющими его с кольцевой полостью 8, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 6, причем кольцевая полость 8 связана с каналом 3 корпуса 1 для подвода жидкости.
В нижней части центрального цилиндрического сердечника 7 закреплен полый конический завихритель 11, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 12, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке (на чертеже не показано), выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника 7. На внешней поверхности полого конического завихрителя 11 выполнена винтовая нарезка.
Работа форсунки вихревой осуществляется следующим образом.
Жидкость под давлением подается в полость 3 корпуса форсунки 1 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5 в кольцевой зазор 9 между соплом и центральным сердечником 7.
Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 3 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 10 центрального сердечника 7, а затем в нижнюю часть центрального цилиндрического сердечника 7, и через конический завихритель 11 выходит наружу и встречается с потоком первого направления, образуя мелкодисперсный поток жидкости.
Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.
Возможен вариант, когда к торцевой нижней части втулки 2, соосно и жестко связанной с корпусом 1 и с закрепленным в ее нижней части соплом 4, присоединен диффузор 13, охватывающий цилиндрический сердечник 7 с закрепленным в его нижней части полым коническим завихрителем 11, при этом в верхней части диффузора выполнены, по крайней мере, три эжекционных отверстия 14.
Возможен вариант, когда к диффузору 13 соосно и осесимметрично оси форсунки крепится дополнительный распылитель 15 в виде цилиндрической обечайки 16, в которой последовательно установлены два сетчатых рассекателя, один из них выполнен в форме сетчатого конического диффузора 17, вершина которого обращена в сторону полого конического завихрителя 11, и лежит в плоскости среза диффузора 13 на оси форсунки, а другой выполнен в виде сетчатого круга 18, установленного перпендикулярно оси форсунки и закрепленного на внутренней поверхности цилиндрической обечайки 16 таким образом, что его центр совпадает с вершиной сетчатого конического диффузора 17, а плоскости среза цилиндрической обечайки 16 и сетчатого конического диффузора 17 совпадают с плоскостью расположения сетчатого круга 18.
Возможен вариант, когда в полости сетчатого конического диффузора 17, вершина которого обращена в сторону полого конического завихрителя 11, расположен дополнительный распылитель 19 потока, выполненный, например, в виде переплетенной проволоки «путанка».
Возможен вариант, когда в полости цилиндрической обечайки 16 дополнительного распылителя 15 расположен дополнительный распылитель потока, выполненный, например, в виде переплетенной проволоки «путанка» и ограниченный внутренней поверхностью цилиндрической обечайки 16 и внешней поверхностью сетчатого конического диффузора 17.
1. Форсунка вихревая, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, в нижней части центрального цилиндрического сердечника закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка, отличающаяся тем, что к торцевой нижней части втулки, соосно и жестко связанной с корпусом и с закрепленным в ее нижней части соплом, присоединен диффузор, охватывающий цилиндрический сердечник с закрепленным в его нижней части полым коническим завихрителем, при этом в верхней части диффузора выполнены, по крайней мере, три эжекционных отверстия.
2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что к диффузору, соосно и осесимметрично оси форсунки, крепится дополнительный распылитель в виде цилиндрической обечайки, в которой последовательно установлены два сетчатых рассекателя, один из них выполнен в форме сетчатого конического диффузора, вершина которого обращена в сторону полого конического завихрителя, и лежит в плоскости среза диффузора на оси форсунки, а другой выполнен в виде сетчатого круга, установленного перпендикулярно оси форсунки и закрепленного на внутренней поверхности цилиндрической обечайки таким образом, что его центр совпадает с вершиной сетчатого конического диффузора, а плоскости среза цилиндрической обечайки и сетчатого конического диффузора совпадают с плоскостью расположения сетчатого круга.
3. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в полости сетчатого конического диффузора, вершина которого обращена в сторону полого конического завихрителя, расположен дополнительный распылитель потока, выполненный, например, в виде переплетенной проволоки «путанка».
4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в полости цилиндрической обечайки дополнительного распылителя расположен дополнительный распылитель потока, выполненный, например, в виде переплетенной проволоки «путанка» и ограниченный внутренней поверхностью цилиндрической обечайки и внешней поверхностью сетчатого конического диффузора.
