Форсунка вихревая
Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в химической, энергетической и пищевой отраслях промышленности, а также в двигателестроении. Вихревая форсунка содержит корпус, в верхней части которого имеется цилиндрическое отверстие с резьбой для подвода жидкости, и шнек, соосно расположенный в нижней части корпуса. Верхняя часть шнека выполнена в виде конуса с основанием, равным внутреннему диаметру шнека, и высотой, равной половине диаметра цилиндрического отверстия для подвода жидкости, образующей совместно с корпусом плавно сужающуюся камеру, расположенную над шнеком. Шнек выполнен сплошным. Внешняя поверхность шнека представляет собой по крайней мере однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности плавного изменения направления движения потока жидкости из цилиндрической части форсунки в спиральную и тем самым уменьшение ее гидравлического сопротивления и увеличения эффективности распыления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к средствам распиливания жидкостей и растворов и может применяться в химической, энергетической и пищевой отраслях промышленности, а также в двигателестроении.
Для распыла жидкостей применяют различные типы форсунок. Одними из наиболее известных типов форсунок являются центробежные форсунки. Основными преимуществами центробежных форсунок являются: тонкий распыл жидкости, большая однородность распыла, меньшая дальнобойность струи, высокие углы распыла, составляющие от 30 до 120 градусов. Эти преимущества позволяют ускорить протекание подготовительных процессов в различных процессах. Однако форсункам такого типа характерны следующие недостатки: меньший коффициент рахода центробежных форсунок по сравнению со струйными, сложность конструкции и изготовления (Егорычев B.C. Расчет и проектирование смесеобразования в камере ЖРД: учеб. пособие / B.C. Егорычев - Самара: Изд-во СГАУ, 2011-100 с.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2480295, В05В 1/34 содержащая корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру (прототип).
Недостатком известной форсунки является высокое гидравлическое сопротивление и сложность конструкции.
Технический результат - повышение эффективности распыления.
Технический результат достигается тем, что в вихревой форсунке, содержащей корпус, в верхней части которого имеется цилиндрическое отверстие с резьбой для подвода жидкости, и шнек, соосно расположенный в нижней части корпуса, верхняя часть которого выполнена в виде конуса, с основанием равным внутреннему диаметру шнека и высотой равной половине диаметра цилиндрического отверстия для подвода жидкости, образующей совместно с корпусом плавно сужающуюся камеру, расположенную над шнеком, что позволяет обеспечить плавное изменение направления движения потока жидкости из цилиндрической части форсунки в спиральную и тем самым уменьшить ее гидравлическое сопротивление и увеличить эффективность распыления.
На фиг. 1 изображен общий вид форсунки
Форсунка вихревая содержащая корпус 1, в верхней части которого имеется цилиндрическое отверстие 3 с резьбой 2 для подвода жидкости, и шнек 4, соосно расположенный в нижней части корпуса, носок форсунки 5 и камеру смешения 6. Шнек 4 установлен в корпус 1 таким образом, чтобы цилиндрическая часть шнека упиралась в сужение корпуса 1, образуя камеру смешения 6. Коническая часть шнека установлена по направлению к набегающему потоку жидкости и вместе с корпусом 1 образуют сужающуюся камеру.
Шнек 4 выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой по крайней мере однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой. Внешний диаметр шнека 4 несколько меньше цилиндрического 3 и резьбового 2 отверстий, через которые он устанавливается в корпус форсунки 1.
Шнек форсунки 4 выполнен из алюминиевого сплава, а его поверхность покрыта износостойким слоем оксида алюминия полученного методом микродугового оксидирования.
Вихревая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость под давлением через резьбовое отверстие 2, предназначенное для крепления форсунки на резьбовом штуцере (на чертеже не показан), по цилиндрическому отверстию 3 подается в сужающуюся камеру образованную корпусом 1 и шнеком 4, из которой, плавно ускоряясь поступает в винтовую внешнюю полость шнека 4. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека 4 образует вихревое движение, и поступает в камеру смешения 6, где ускоряется за счет сужения корпуса 1, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока. Далее мелкодисперсный вращающийся поток выходит из носка форсунки 5 с вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора) образованный за счет центробежной силы. Пример конкретного осуществления. Вихревые форсунки использовались в камере орошения завода изготовителя ООО «ПО «Евровент» с расходом воздуха Lп=4605 м3/ч. Оценка эффективности применения форсунок осуществлялось путем сравнения параметров расхода жидкости, в зависимости от давления на входе в форсунки. На фиг. 2 представлены сравнение результатов испытаний. Испытания проводились на одном типоразмере форсунок, отличающихся только конструкцией шнека (входной диаметр - 38 мм, диаметр носка форсунки - 4,5 мм).
1. Вихревая форсунка, содержащая корпус, в верхней части которого имеется цилиндрическое отверстие с резьбой для подвода жидкости и шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, отличающаяся тем, что верхняя часть шнека выполнена в виде конуса с основанием, равным внутреннему диаметру шнека, и высотой, равной половине диаметра цилиндрического отверстия для подвода жидкости, образующей совместно с корпусом плавно сужающуюся камеру, расположенную над шнеком, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой по крайней мере однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой.
2. Вихревая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что шнек форсунки выполнен из алюминиевого сплава, а его поверхность покрыта износостойким слоем оксида алюминия, полученного методом микродугового оксидирования.
