Форсунка для распыливания жидкости

 

Изобретение относится к средствам распыливания жидкости а именно к форсункам для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, также может быть использовано в других отраслях , где есть необходимость в распыливании жидкости. Сущность изобретения: упрощение конструкции и повышение качества распыливания жидкости форсункой, в которой приводной двигатель выполнен в виде воздушной турбины 3, составляющей единую деталь с диском-распылителем 2, выполнено за счет профилирования рабочей поверхности диска-распылителя 2. 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 D 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 8

2 (21) 4854534/06 (22) 11.06,90 (46) 23.11.92. Бюл, N 43 (75) А.Г.Костенко и Ю.С.Филатов (56) Д.Г.Пажи, В,С.Галустов, Основы техники распыливания жидкостей, М., Химия, 1984, с.150.

Изобретатель и рационализатор, N. 12, 1989, с,8. (54) Ф ОP СУН КА ДЛ Я PА СП ЫЛ И В АН ИЯ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к средствам распыливания жидкости, а именно к фор„„Ы „„1776916 А1 сункам для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, также может быть использовано в других отраслях, где есть необходимость в распыливании жидкости, Сущность изобретения: упрощение конструкции и повышение качества распыливания жидкости форсункой, в которой приводной двигатель выполнен в виде воздушной турбины 3, составляющей единую деталь с диском-распылителем 2. выполнено эа счет профилирования рабочей поверхности диска-распылителя 2.

3 ил.

1776916

20

35

50

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, а именно к форсункам для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, также может быть использована в других отраслях, где есть необходимость в распыливании жидкости.

Известна конструкция форсунки для распыливания жидкости. включающая одиночный вращающийся диск-распылитель, опущенный в емкость с жидкостью. Распыливание здесь происходит за счет захвата жидкости вращающимся диском, при его погружении в ванну и срыва пленки жидкости с поверхности диска за счет центробежных сил. Основной недостаток такой конструкции — невозможность точного регулирования количества распыливаемой жидкости, недостаточная тонкость распыла (диаметр капелек от 0,03 до 4 мм в зависимости от частоты вращения и диаметра диска) и большие габариты.

Известна конструкция форсунки для распыливания жидкости, содержащая корпусу, в котором на валу с приводом установлен диск-распылитель, и подпятник с каналом для подвода распыливаемой жидкости на обод диска распылителя (2). Данная конструкция лишена выше укаэанных недостатков, т.к. дросселирование топлива позволяет производить достаточно точную регулировку подачи жидкости. Распыливание происходит за счет сил жидкостного трения, между вращающимся диском-распылителем и подпятником, а также за счет центробежных сил, Данная конструкция имеет недостаток в том, что для привода распыливающего диска используется приводной двигатель, выполненный в виде отдельного иэделия.

Цель изобретения — упрощение конструкции форсунки и улучшение качества распыла жидкости.

Указанная цель достигается за счет того. что форсунка, содержащая корпус, в котором на валу с приводом установлен диск-распылитель, и подпятник с каналом для подвода распыливаемой жидкости на обод диска-распылителя. она дополнительно снабжена тангенциальными воздушными патрубками, установленными на корпусе симметрично поперечной плоскости сечения диска-распылителя, и рабочими лопатками, выполненными на торцевых стенках диска, при этом поверхность обода диска выполнена в виде чередующихся цилиндрических участков и зубчатых впадин. имеющих профиль неравнобедренного треугольника, меньшая сторона которого образует с радиусом диска острый угол не более

15 градусов. Отличительными признаками данной конструкции являются объединенные в одну деталь приводной турбинный двигатель и диск-распылитель, а также профилирование наружной цилиндрической поверхности диска-распылителя. Использование объединенных в одну деталь приводного турбинного двигателя и дискараспылителя позволяет упростить конструкцию форсунки и уменьшить ее габариты.

Кроме того, отработанный сжатый воздух, попадая в зону распыла, будет способствовать образованию инжекционного эффекта, что также будет увеличивать качество распыла жидкости. Сочетание профилированной и гладкой частей диска-распылителя позволяет получить комбинированную систему распыла, а именно: за счет сил жидкостного трения, центробежных сил на диске, гидродинамического и акустического эффектов, Повышению качества распыла также будут способствовать акустические колебания, возникающие при работе турбинного двигателя и передаваемые в зону распыла отработавшим воздухом.

На фиг,1 изображена форсунка для распыливания жидкости, продольный разрез; на фиг.2 изображены сечения А-А и Б-Б (на сечении А-А показан поперечный разрез форсунки; на сечении Б — Б показаны сопла

Лаваля воздушной турбины); на фиг.3 иэображены сечения  — В и вид по стрелке Г (на сечении  — В показан поперечный разрез завихривателя воздуха, выполненный в корпусе форсунки совместно с конусным выходным соплом; на виде Г показана профилированная часть диска-распылителя с воздушной турбиной).

Форсунка содержит корпус 1, состоящий иэ двух половин, диск-распылитель 2 с рабочими лопатками турбины 3, подпятник

4 с каналом 5 для подвода распыливаемой жидкости, завихриватель 6 воздуха, выходное сопло 7 и тангенциальные каналы 8.

Турбина 3 установлена на подшипниках 9 скольжения или газодинамических. В штуцерах 10 корпуса выполнены сопла 11 Лаваля. Поверхность обода диска 2 выполнена в виде чередующихся цилиндрических участков и зубчатых впадин, образующих в профиле неравнобедренный треугольник, меньшая сторона которого образует с радиусом острый угол не более 15 .

Форсунка для распыливания жидкости работает следующим образом.

Сжатый воздух или приводной гаэ, проходя через сопло 11 Лаваля в штуцерах 10 корпуса 1 (фиг.2), воздействует на рабочие лопатки турбины 3, вызывая вращение последней. Вращающийся диск-распылитель

1776916

2 (фиг.1) производит распыл жидкости, истекающей из канала 5 для жидкости подпятника 4. Распыливание жидкости происходит эа счет сил жидкостного трения между цилиндрическими участками диска-распылителя 2, также за счет соударения профилированных поверхностей со струей истекающей жидкости. Распыленная жидкость подхватывается потоком обработанного воздуха и выбрасывается в конусное выходное сопла 7. При работе турбины в воздушном потоке возникают ультразвуковые колебания, которые также воздействуют на распыливаемую жидкость, часть воздуха попадает по каналам 8 вторичного воздуха к завихрителю 6, вызывая закручивание выходящей из конусного выходно-. го сопла 7 жидкостно-воздушной смеси, Турбина 3 вращается в газодинамических подшипниках 9 (фиг.2), при этом подвод сжатого воздуха к подшипникам 9 осуществляется от единой сети (на чертеже не показано). Для уменьшения износа профилированной части диска-распылителя 2 он изготавливается совместно с турбиной из твердого сплава. Конструкция диска-распылителя с турбиной технологична, что позволит изготовлять зту деталь обычным прессованием с последующим спеканием.

Для удешевления диска-распылителя 2 его вал может быть изготовлен отдельно из другого материала и эапрессован при сборке детали. Данная конструкция форсунки позволяет ее использовать в качестве газожидкостной. В качестве рабочего тела используется природный газ с давлением

0,4-1 МПа. Турбина позволяет отказаться от газовых редукторов, т.к. перепад давления будет срабатываться на колесе турбины. Эту форсунку можно использовать на двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных, 5 с непосредственным впрыском топлива), термических печах, котлах и т.д. На газотурбинных двигателях для привода турбины можно использовать воздух, отбираемый иэ последних ступеней компрессора. Исполь10 эование данной форсунки на газотурбинных двигателях позволит упростить систему подачи топлива за счет отказа от топливных насосов высокого давления. Наибольший эффект может быть получен на газотурбин15 ных двигателях малой мощности (N=10— 300 кВт), Формула изобретения

Форсунка для распыливания жидкости, содержащая корпус, в котором на валу с

20 приводом установлен диск-распылитель, и подпятник с каналом для подвода распыливаемой жидкости на обод диска распылителя, отличающаяся тем, что. с целью упрощения конструкции и повышения каче25 ства распыливания, она дополнительно снабжена тангенциальными воздушными патрубками,установленными на корпусе симметрично поперечной плоскости сечения диска-распылителя, и рабочими лопат30 ками, выполненными на торцевых стенках диска, при этом поверхность обода диска выполнена в виде чередующихся цилиндрических участков и зубчатых впадин, имеющих профиль не35 равнобедренного треугольника, меньшая сторона которого образует с радиусом диска острый угол не более 15О.

1776916 Велим но

%, л/ чм

Составитель

Техред М.Моргентал

Редактор Т. Иванова

Корректор Э. Лончакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4111 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5