Форсунка для распыления жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей и может быть использовано в металлургическом производстве для формированного охлаждения изделий распыляемой жидкостью, а также для нанесения покрытий на изделия. Цель изобретения - повышение степени дисперсности распыляемой жидкости. Сущность: форсунка снабжена дополнительным соплом с осевым каналом и ресивером, соосно и герметично пристыкованном к ресиверу сопла Лаваля, при этом канал подачи газа подведен к ресиверу дополнительного сопла, стакан генератора акустических колебаний установлен в полости ресивера сопла Лаваля, а его шток закреплен посредством резьбового соединения на заднем торце дополнительного сопла с возможностью осевого перемещения и образует с ним кольцевой зазор. Выходная расширяющаяся часть канала сопла Лаваля выполнена с цилиндрической расточкой, а сквозные отверстия сопла выполнены в цилиндрической расточке. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1528571

А1 !! 4 В 05 В 17 06

В Е",.ОВЗН

;:УД„-,П1;, 1.,),;-;

Ь Б.;:,"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2! ) 3797566/23-05 (22) 13.07.84 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (71) Нижнетагильский металлургический комбинат им. В. И. Ленина и Ленинградский механический институт (72) А. М. Сизов, С. И. Жигач, О. Н. Засухин, А. С. Шкраб, М. Г. Лосев, М. A. Третьяков, Е. Г. Зудов, Б. 3,. Червяков иА, В. Пан (53) 66.069.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 605843, кл. С 21 D 1/62, 1978.

П а те нт С Ш А № 3899130, кл. В 05 В 17/06, !975. (54) (57) l. ФОРСУ НКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащая цилиндрический корпус с боковым каналом подачи жидкости, установленное по оси корпуса соп ло Лаваля с осевым выпускным каналом и соосным ему ресивером, сообщенным с каналом подачи газа, образованный соплом и внутренней поверхностью корпуса коллектор, сообщенный с каналом подачи жидкости и каналом сопла посредством выполненных в его расширяющейся части сквозных отверстий, и генератор акустических колебаний, вы пол ненный в виде стакана, консол ьно уста новлен ного на штоке соосно соплу, отличающаяся тем, что, с целью

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей и может быть использовано в металлургическом производстве для форсированного охлаждения изделий распыляемой жидкостью, а также для нанесения покрытий на изделия.

Целью изобретения является повышение степени дисперсности распыляемой жидкости.

На фиг. 1 изображена форсунка для распыления жидкости; на фиг. 2 -- вариант выполнения сопла форсунки.

2 повышения степени дисперсности распыляемой жидкости, она снабжена дополнительным соплом с осевым каналом и ресивевером, соосно и герметично пристыкованном к ресиверу сопла Лаваля, при этом канал подачи газа подведен к ресиверу дополнительного сопла, стакан генератора акустических колебаний установлен в полости ресивера сопла Лаваля, а его шток закреплен посредством резьбового соединения на заднем торце дополнительного сопла с возможностью осевого перемещения и образует с ним кольцевой зазор.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что площадь сечения кольцевого зазора между штоком и дополнительным соплом равна 0,1 + 0,8 площади критического сечения сопла Лаваля, внутренний диаметр ресивера сопла Лаваля равен 3- -10, а длина равна — 2 — 60 диаметров критического сечения сопла Лаваля, внешний диаметр стакана равен 0,2 — 0,5 внутреннего диаметра ресивера сопла Лаваля, а глубина стакана равна — 0,4 4 его диаметров.

3. Форсунка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что выходная расширяющаяся часть канала сопла Лаваля выполнена с цилиндрической расточкой, а сквозные отверстия сопла выполнены в цилиндрической ра сто чке.

Форсунка содержит цилиндрический корпус 1 с боковым каналом 2 подачи жидкости. По оси корпуса 1 установлено сопло Лаваля 3 с осевым выпускным каналом 4 и соосным ему ресивером 5. Сonло 3 образует с внутренней поверхностьк корпуса коллектор 6, сообщенный с каналом 2 подачи жидкости и каналом 4 посредством выполненных в расширяющейся части канала 4 сквозных отверстий 7.

К ресиверу 5 сопла 3 соосно и герметично пристыковано дополнительное соп,l(> 8

1528571 з с <>сеным каналом с! и ресивером 10, соОбщеннос с каналом 11 подачи га.(3.

Форсу нка имеет генератор акустичесKH х колебаний, выполнен !ый в виде соосно устаH()B.í нноп> в полости ресивера 5 стаканы 1, консольно закрепленного на полвиж5 иом и <и«и<>м и;1!!р:!Илснии штоки 1), Олин

Kof1(и которого закреплен посредством резьбовоп> <ч)единения 14 в заднем торце дополнигсльного сопла 8, а другой выведен чер«з «f<> канал 9 в полость ресивера 5, 10 (îeлинеи с днищем стакана 12 и образует

«.lotl()лните 1bMbIM соплом 8 кольцевой зазор.

Площадь сечения кольцевого зазоры между !Итоком и дополнительным соплом рав)на О.! 0,8 площади критического сечения

15 сопла, 13B;iля, внутренний диаметр ресивер;» сofl 13 13 виля ра В<. н 3 — 10, 3 лли на р;! Ивы 2 (>О;!Иы метры м критичсскоf О сечении <.Oll. fit 13 Вы.IH.

Вне!!<нии диаметр стакына 12 равен

0,2 0,5) виггреннего диаметра ресинера 5 соп- 20 л;1 Ланы IH, 3 глубина стакана 12 равна

0,4 4 с и> диаметры.

kopfIv«1, сопла 8 и 8, полводящий жидкосT!> !штрубок 15 и подводящий газ пытрубок 16 имек)т резьбовые соединения и гсрметизирующие прокладки. Хво«ToBHK 17

IIIToK3 18 выведен наружу и имест уll.ë îòнснис 18 и прижимную гайку !9. Н(! фи(. 2

II() ê 133 H в113 От- 30 црс И>! <и 7 с коллектором 6

Форс нкы работает слслук>!Иим образом.

Рысll f>fëÿ«ì3H жидкост! IIHHHñ гся чере<

II(tTðóá(>K 15 и кыныл 2 B Ilo.lo(Tt коллскторы 5 lt зы г«м через Отверстия 7 по Tx— ны T в р,!с!1!и рянэlцуюся чисть K3fl3. 13 4 с О пл 3, 1;1 B (i л я 3 .

Р;! с f1 lляк>щи и газ поды« T(я через патрубок 16 и канал 11 в ресивер 10 лополнит«,!ьи >и> сопла 8 и выходит из с и> каfl3л(1 !1 в ниле кольцевой струи. {3«TI> «Tðóè

It!!f1 ð;! Hли<. I < и во вн трен нюю ИО. I(>crt. ст;1- 4О каны 12 Вхолящая в стакан 12 струя гы-!

ы Обр;!.1 < т ударную волну, ко(оран дви<кс 1 С>I K .11111 f!!>> СTB fi311

Ill!i(ь < >1 н««Bhfxo:(H f из по, !ос ти «та ка и,! !, .!«формирi я во,)нов к> (. (р KT<, pi

И С Т P<." I I I О и С Т Р > И Г!! 3 1 .

1 lри э)ом ударная волна выход)гг в ИО,IoeTB р«сиR«ð

ОО),сх(1lо«лс выходы ударной волны из стык;)н;1 12 происходит истечс нис и «IО tf<>,f<)«Tft 1;1 (ы в виде встр«чной к<>льtietl<>li струи.

В 1<1 11 х)оле)(с TBH(в<. тр<>чH()H Ko.1 ьцс Вои струи и tt3()(гыющей из каналы !1 лополнительного сoll 13 8 сопровождается обризовытел«м веерной кольцевой стр и с измсняюцгейся ИО времени вол новои ст р1 ктурои, 55 1 тык к«и нерацией высокочастогных ()к стичс ских h<).l<>баний, Частота г«H(рир «мых (!к1 стичс ски-. колебаний и <, .ä(Iðí<>-ИО,!новых проц«(с<>н в гыз«зависит ()T сОО>ношс ния геометрических параметров дополнительного сопла 8 и сопла Лаваля. Веерная струя имеет переменный угол набегания на стенку реси вера 5 из-за пульсирующего характера и истекающей из стакана 12 струи газа, что приводит к периодическому повышению давления в обьеме ресивера 5 и отклонению верхней струи в сторону выпускного канала 4 сопла Лаваля 3.

При достижении критического угла отклонения веерной струи происходит скачкообразное опорожнение обьема в ресивере 5 через канал 4 сопла Лаваля с образованием серии низкочастотных колебаний которые накладываются на высокочастотные акустические колебания в газе в ресивере 5.

Частота низкочастотных колебаний зависит от соотношения диаметра стакана 12 и лиаметра ресивера 5.

Низкочастотные колебания создаются в газе ири отношении диаметра стакана 12 к внутреннему диаметру ресивера 5, нахолящемуся в диапазоне 0,2 0,5.

Выходящий из канала 4 сопла Лаваля высокоскоростной поток газа диспергирует поступающую из отверстий 7 жидкость с образованием факела газожидкостной смеси, направляемой на обрабатываемую поверхность Повышение степени дисперсности paclll>Iлении жидкости и равномерности распределения жидкой фазы в газожидкостном факеле достигается сочетанием струйного и акустического воздействия газа на жидкость.

Низкочастотные окустические колебания н I ызовой струе способствуют дроблению поступающих в канал сопла Лаваля струй жидкости на мелкие капли. Высокочастотные акустические колебания способствуют дош>лни гельному дроблению капель и повыШЫЮт раВНОМЕрНОСтЬ ИХ раснрЕдЕЛЕНИя ПО СЕчению факела.

Высокочастотные и низкочастотные коле61ния B растворе 5 усиливаются в струе, IlI>li<),!Ищей из канала сопла Лаваля, при

) г<>м увеличивается степень турбулентности !

«огра пичного слоя струи, что увеличивает гол раскрытия факела распыляемой жидКо(.ти и приводит к увеличению площади

Обрыб tTbfваемой поверхности и повышает эффективность охлаждения изделия.

Выполнение сопла Лаваля с цилиндрической расточкой 20 в расц!Иряющейся чали I o канала 4 способствует увеличению лисперсности жидкой фазы в обра<) н>!цемс)! газожидKocTHovl факеле.

Настройка форсунки осуществляется в

:iB3 этапа.

llа первом этапе осуществляется дискретная настройка частоты акустических колебаний в газе постановкой стакана опрел«ленной глубины и диаметра. HB втором этапе перед распылением или в процессе

1528571 (.о«тавит«ль Г..1> ><> (»>

Текрел И. Вере(Е<>рр<кт<>р М !1(> к<>

Тираж 563 !!ой и и «но<

Редактор Л. Доливая

Заказ 7593(12

ВН ИИГ1И Госуларственного комитета по изобретениям и <>ткр»<тая < ири ГЕНТ <.(.(:Р

113035, Москва, )К вЂ” 35. Ра >нская и;>б, л. 4 о

Г!роизволственно-излательский комбинат «Г!(>т< нт», г. У»p<> (, iл. Гагарина. 10!

5 распыления жидкости оптимальные условии достигаются путем осевого перемещения што ка со стаканом относительно дополнительного сопла.

Предлагаемая форсу нка позволяет диспергировать жидкость на канале менее 0,5 мм. и до 20 — 25 /р по массе капель менее

15 мкм