Форсунка акустическая с вихревым распылителем
Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Форсунка акустическая с вихревым распылителем содержит корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой, в которой расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу, а также акустический блок. К цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана. В днище стакана расположен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой. Акустический блок состоит из двух резонансных структур. Одна из резонансных структур расположена в верхней части цилиндрической гильзы и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер с горловиной. Вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла с днищем и цилиндрическим дроссельным отверстием и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от акустической полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2514862, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).
Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.
Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.
Это достигается тем, что в акустической форсунке с вихревым распылителем, содержащей корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой, в которой расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу, а также акустический блок, при этом к цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, при этом акустический блок состоит из двух резонансных структур, одна из которых расположена в верхней части цилиндрической гильзы и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер с горловиной, а вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла с днищем и цилиндрическим дроссельным отверстием и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от акустической полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки.
На чертеже представлена схема акустической форсунки.
Форсунка акустическая с вихревым распылителем включает в свой состав корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 3 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 2 с внутренней резьбой. В цилиндрической гильзе 2 расположена соосная корпусу коническая камера 4 для подвода жидкости к соплу 5, а также акустический блок. К цилиндрической гильзе 2, в ее нижней части, соосно подсоединено посредством резьбы сопло 5, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 6, расположенных в торцевой поверхности сопла 5, образованной его днищем 7. В торцевой поверхности сопла 5 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8 для подвода жидкости, соединенное со смесительной камерой 9 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 10. Воздух или газ под давлением поступает через штуцер подвода 11 сжатого воздуха в акустическую полость 14, расположенную между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы 2 и внешней поверхностью 13 конической камеры 4.
Акустический блок состоит из двух резонансных структур, одна из которых расположена в верхней части цилиндрической гильзы 2 и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер 12 с горловиной 15. Вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла 5 с днищем 7 и цилиндрическим дроссельным отверстием 8 и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры 16, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от акустической полости 14 кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки 17.
На внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 8, расположенного в торцевой поверхности сопла 5, посредством не менее двух спиц 18 закреплен конический закручиватель 19 потока жидкости с винтовыми лопастями в виде шнека, соосно перфорированному распылителю 20, установленному между смесительной камерой 9 сопла и диффузорной выходной камерой 10. При этом коническая поверхность закручивателя 19 расположена перпендикулярно цилиндрическим отверстиям 6 турбулентного завихрителя потока воздуха и имеет направление крутки потока жидкости, противоположное направлению крутки потока воздуха.
Форсунка акустическая с вихревым распылителем работает следующим образом.
Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 3, затем в коническую камеру 4, соосную корпусу 1. Из конической камеры 4 жидкость направляется к соплу 5 и по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 - в смесительную камеру 9. Воздух под давлением поступает через штуцер подвода 11 сжатого воздуха в акустическую полость 14. При этом в резонаторных сферических камерах 12 с горловиной 15 происходят скачки давления сжатого воздуха из-за явлений, сопутствующих работе резонаторов Гельмгольца. Для увеличения степени мелкодисперсности распыла предусмотрена дополнительная резонансная камера 16, выполненная в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от акустической полости 14 кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки 17. Дополнительная резонансная камера 16, являясь дополнительным резонатором Гельмгольца, усиливает степень мелкодисперсности распыла газожидкостного потока форсункой. Количество резонансных структур акустического блока определяется необходимой требуемой частотой пульсации выходящего из смесительной камеры 9 сопла 5 газожидкостного потока, способствующего увеличению мелкодисперсности распыляемого факела форсунки.
1. Форсунка акустическая с вихревым распылителем, содержащая корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой, в которой расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу, а также акустический блок, при этом к цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, отличающаяся тем, что этот акустический блок состоит из двух резонансных структур, одна из которых расположена в верхней части цилиндрической гильзы и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер с горловиной, а вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла с днищем и цилиндрическим дроссельным отверстием и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от акустической полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки.
2. Форсунка акустическая с вихревым распылителем по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия, расположенного в торцевой поверхности сопла, посредством не менее двух спиц закреплен конический закручивателъ потока жидкости с винтовыми лопастями в виде шнека соосно перфорированному распылителю, установленному между смесительной камерой сопла и диффузорной выходной камерой, при этом коническая поверхность закручивателя расположена перпендикулярно цилиндрическим отверстиям турбулентного завихрителя потока воздуха и имеет направление крутки потока жидкости, противоположное направлению крутки потока воздуха.
