Пневматическая форсунка
Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, а между центральным осевым каналом центральной цилиндрической вставки и раструбом закреплен перфорированный диск, а в раструбе установлен полый конический завихритель, вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск, а основание лежит на торцевой круглой пластине раструба, при этом на конической поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка. Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 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 №2474451, А62С 31/02, - прототип), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.
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. Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости из-за отсутствия газовой составляющей турбулентного потока двухфазной смеси.
Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.
Это достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45°до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, а между центральным осевым каналом центральной цилиндрической вставки, и раструбом закреплен перфорированный диск, а в раструбе установлен полый конический завихритель, вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск, а основание лежит на торцевой круглой пластине раструба, при этом на конической поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка.
На чертеже представлена конструктивная схема пневматической форсунки.
Пневматическая форсунка содержит корпус 6, выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 2 для крепления осесимметричной корпусу 6, центральной цилиндрической вставки 1 с центральным осевым каналом 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 6, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие 8 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 13, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью корпуса. К внутренней боковой поверхности корпуса 6, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 9 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 10, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью гильзы 9, при этом кольцевой зазор 10 соединен с кольцевой камерой 13. К центральной цилиндрической вставке 1 соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба 4, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина 5 с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями 12 с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°. На боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 11, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 4, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия.
Между центральным осевым каналом 3 центральной цилиндрической вставки 1, и раструбом 4 закреплен перфорированный диск 14, а в раструбе 4 установлен полый конический завихритель 15, вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск 14, а основание лежит на торцевой круглой пластине 5 раструба 4. На конической поверхности полого конического завихрителя 15 выполнена сквозная винтовая нарезка 16.
Пневматическая форсунка работает следующим образом.
Жидкость под давлением подается через осевой канал 3, выполненный в центральной цилиндрической вставке 1 к распылителю в виде конического раструба 4, из которого часть жидкости истекает в горизонтальном направлении через радиальные отверстия 11, а часть в вертикальном направлении через конические дроссельные отверстия 12. Воздух под давлением подается через отверстия 8 в кольцевую камеру 13, а из нее к распылителю посредством кольцевого зазора 10. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.
Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например, в стационарных системах пожаротушения, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.
Возможен вариант, когда к торцевой поверхности гильзы 9 прикреплен диффузор 17, к срезу которого соосно присоединен распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки 18 с перфорированным круглым диском 19, закрепленном на ее срезе, при этом внутри цилиндрической обечайки 18 установлены, соосно оси форсунки, два сетчатых рассекателя, выполненных в виде перфорированных конических обечаек 20 и 21, основания которых закреплены соответственно на срезах диффузора 17 и цилиндрической обечайки 18 распылителя, а вершины расположены на оси форсунки и соединены между собой.
1. Пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, отличающаяся тем, что между центральным осевым каналом центральной цилиндрической вставки, и раструбом закреплен перфорированный диск, а в раструбе установлен полый конический завихритель, вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск, а основание лежит на торцевой круглой пластине раструба, при этом на конической поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка.
2. Пневматическая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что к торцевой поверхности гильзы прикреплен диффузор, к срезу которого соосно присоединен распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки с перфорированным круглым диском, закрепленном на ее срезе, при этом внутри цилиндрической обечайки установлены, соосно оси форсунки, два сетчатых рассекателя, выполненных в виде перфорированных конических обечаек, основания которых закреплены соответственно на срезах диффузора и цилиндрической обечайки распылителя, а вершины расположены на оси форсунки и соединены между собой.
