Форсунка

Изобретение относится к технике распыления жидких сред и может быть использовано в жидкостных охладителях, в системах кондиционирования воздуха, в дождевальных установках, в топливосжигающих устройствах, в системах пожаротушения. Форсунка содержит снабженный насадкой корпус с входным отверстием для распыляемой среды. Насадка имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие. Выпускное отверстие перекрыто желобообразным экраном, размещенным с внутренней стороны форсунки и обращенным своей полостью к выпускному отверстию. Две расположенные напротив друг друга кромки экрана примыкают к поверхности форсунки, а две другие - образуют два оппозитных отверстия. Изобретение позволяет повысить степень диспергирования распыляемой среды и надежность при сохранении простоты конструкции. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к технике распыления жидких сред и может быть использовано в жидкостных охладителях, типа градирен, в системах кондиционирования воздуха, в дождевальных установках, в топливосжигающих устройствах, в системах пожаротушения, а также в качестве оборудования других технологических процессов.

Известна форсунка, содержащая корпус с соплом, состоящим из конфузорного и диффузорного участков, между которыми размещен резонатор, выполненный в виде кольцевой полости, боковые выпускные отверстия, выполненные в диффузорном участке, и элементы направления сброса потока в сторону выходного сечения диффузорного участка, подключенные к диффузорному участку сопла, при этом для повышения степени распыления жидкости элементы направления сброса потока выполнены в виде охватывающего диффузорный участок с образованием кольцевой щели козырька, состоящего из дугообразных трапециевидных поворотных пластин, шарнирно прикрепленных к диффузорному участку перед его боковыми выпускными отверстиями по ходу потока, причем пластины установлены одна относительно другой внахлест, а козырек снабжен отражателем потока, выполненным в виде прикрепленных к пластинам отбортовок, отогнутых навстречу друг другу, и размещенных на отбортовках однонаправленных ребер (Патент РФ №2101615, МПК F23D 11/34, В05В 17/06, опубл. 10.01.1998). Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, обусловленная наличием в устройстве большого числа конструктивных элементов.

Известна форсунка, содержащая корпус с камерой смешения, сопло и вкладыш-завихритель, выполненный с каналами по периферии и с радиальными ребрами на торце, обращенном к соплу, при этом для повышения производительности форсунки камера смешения выполнена с цилиндрическим участком, переходящим в расширяющийся конический участок, обращенный к вкладышу-завихрителю, выполненному с центральным каналом, причем периферийные каналы вкладыша-завихрителя имеют участок, наклоненный к оси под углом 15÷20°, а упомянутые радиальные ребра выполнены дугообразными, при этом расположенный перед соплом участок камеры выполнен коническим (Патент РФ №2205703, МПК В05В 1/34, опубл. 10.06.2003). Недостатком данной форсунки также является сложность конструкции, обусловленная сложным конструктивным выполнением вкладыша-завихрителя.

Более простую конструкцию, по сравнению с предыдущими, имеет форсунка, содержащая корпус с выходным соплом в виде сопряженных пережимом конфузорного и диффузорного участков, и резонатор, подключенный к диффузорному участку сопла и выполненный в виде заглушенного патрубка со срезом открытого торца, обращенного в сторону конфузорного участка сопла, при этом для повышения степени распыления жидкости резонатор образован внутренней боковой поверхностью диффузорного участка, боковой поверхностью коаксиально расположенного в диффузорном участке с образованием кольцевого зазора проточного тонкостенного диффузора и сопряженного с большими основаниями диффузорного участка и диффузора по их периметрам в плоскости выходного сечения диффузорного участка плоского кольца (Патент РФ №2101616, МПК F23D 11/34, В05В 17/06, опубл. 10.01.1998).

В качестве прототипа выбрана форсунка, содержащая имеющий продольную ось корпус с входным отверстием для распыляемой среды, полую насадку с шаровой поверхностью, снабженную выпускными отверстиями и установленную с возможностью осевого перемещения на корпусе, при этом выходной торец корпуса расположен внутри полости насадки и выполнен скошенным (А.С. СССР №1819681, МПК В05В 1/02, 1/34, опубл. 07.06.1993). Данная форсунка обладает простотой конструкции, однако она не обеспечивает достаточную степень диспергирования распыляемой среды. Это объясняется тем, что при истечении распыляемой среды из сферической насадки, выпускные отверстия в которой выполнены в виде простой перфорации, не достигается высокая степень турбулизации потока. Кроме того, осевое перемещение насадки относительно корпуса при работе форсунки приводит к снижению надежности последней.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении степени диспергирования распыляемой среды и надежности конструкции форсунки при сохранении простоты конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что форсунка, содержащая снабженный насадкой корпус с входным отверстием для распыляемой среды, имеющей, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, согласно изобретению выпускное отверстие перекрыто желобообразным экраном, размещенным с внутренней стороны форсунки и обращенным своей полостью к выпускному отверстию, при этом две расположенные напротив друг друга кромки экрана примыкают к поверхности форсунки, а две другие - образуют два оппозитных отверстия.

Указанный технический результат обеспечивается и в случаях, когда, по меньшей мере, одно перекрытое экраном выпускное отверстие выполнено в насадке и/или в боковой поверхности корпуса.

Достижению указанного технического результата способствует также то, что выпускное отверстие имеет в плане вид параллелограмма, ромба, прямоугольника или квадрата.

Указанный технический результат обеспечивается также тем, что экран имеет дугообразный, П-образный, трапециевидный или треугольный профиль.

Достижению указанного технического результата способствует также то, что экран выполнен за одно целое со стенками форсунки.

Указанный технический результат обеспечивается и в случаях, когда насадка выполнена съемной или за одно целое с корпусом.

Благодаря снабжению форсунки перекрывающим выпускное отверстие желобообразным экраном, размещенным с внутренней стороны форсунки и обращенным своей полостью к выпускному отверстию, при условии, что две расположенные напротив друг друга кромки экрана примыкают к поверхности форсунки, а две другие - образуют два оппозитных отверстия, обеспечивается повышение степени диспергирования распыляемой среды. Это объясняется тем, что распыляемая среда перед попаданием в выпускное отверстие, сначала дробится, сталкиваясь с выступающей внутрь форсунки поверхностью перекрывающего выпускное отверстие желобообразного экрана, а затем поступает в образованные экраном оппозитные отверстия отдельными потоками, идущими навстречу друг другу, которые соударяются между собой в образованной экраном полости в зоне выпускного отверстия. В результате соударения этих потоков происходит дробление и интенсивная турбулизация распыляемой среды, приводящая к образованию на выходе из выпускного отверстия, по сравнению с прототипом, более мелких капель.

Выполнение выпускного отверстия, имеющего в плане вид параллелограмма, ромба, прямоугольника или квадрата, так же, как и экрана желобообразной формы с дугообразным, П-образным, трапециевидным или треугольным профилем, являются частными формами реализации форсунки, обеспечивающими достижение указанного технического результата.

Выполнение экрана за одно целое со стенками форсунки также является одним из возможных вариантов реализации форсунки, обеспечивающих повышение степени диспергирования распыляемой среды, и в то же время, способствующим повышению технологичности ее изготовления.

Выполнение насадки как съемной, так и за одно целое с корпусом, совместно с другими вышеуказанными отличительными признаками изобретения являются возможными частными формами реализации форсунки, обеспечивающими достижение указанного технического результата.

Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-7.

Фиг.1 - продольный разрез форсунки с выпускным отверстием, выполненным в насадке;

фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

фиг.3 - продольный разрез форсунки с выпускными отверстиями в боковой поверхности корпуса;

фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2;

фиг.5 - продольный разрез форсунки с насадкой, выполненной за одно целое с корпусом;

фиг.6 - сечение В-В на фиг.5;

фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.5.

Форсунка содержит корпус 1, снабженный насадкой 2 и имеющий отверстие 3 для подачи распыляемой среды. Корпус может быть выполнен, например, в виде тела, состоящего из диффузорного и цилиндрического участков (фиг.1), или иметь простую цилиндрическую форму (фиг.3 и 5). Насадка 2 может быть выполнена как съемной и соединена с корпусом 1, например, посредством резьбового соединения (фиг.1-3), так и за одно целое с ним (фиг.5). Выполнение насадки съемной более предпочтительно, так как в этом случае облегчается профилактический осмотр и очистка внутренней поверхности от всевозможных отложений, ухудшающих работу форсунки. Форсунка снабжена, по меньшей мере, одним выпускным 4 отверстием, которое перекрыто желобообразным экраном 5, размещенным с внутренней стороны форсунки и обращенным своей полостью к выпускному 4 отверстию, при этом две расположенные напротив друг друга кромки экрана 5 примыкают к поверхности форсунки, а две другие - образуют два оппозитных 6 и 7 отверстия. Одно или более выпускных 4 отверстий могут быть выполнены, например, только в насадке 2 (фиг.1), которая выполнена, например, с плоской торцевой поверхностью, или только в боковой поверхности корпуса 1 (фиг 3 и 4), или в насадке и боковой поверхности корпуса одновременно (фиг.5). В случае выполнения выпускных 4 отверстий только в боковой поверхности корпуса и выполнения форсунки со съемной насадкой 2 последняя выполнена сплошной и выполняет функцию крышки для обеспечения профилактического осмотра форсунки (фиг.3). В случае выполнения насадки за одно целое с корпусом она является его торцевой стенкой (фиг.5). Выпускные 4 отверстия форсунки могут быть выполнены в форме, имеющей в плане, например, вид квадрата, прямоугольника, параллелограмма (на чертеже не показано) или ромба (на чертеже не показано), а желобообразный экран, например, с дугообразным, П-образным, треугольным или трапециевидным профилем. В варианте выполнения форсунки, представленном на фиг.1, например, насадка 2 выполнена съемной и имеет плоскую торцевую поверхность, а одно выпускное 4 отверстие выполнено только в насадке, имеет в плане вид квадрата и перекрыто желобообразным экраном 5, имеющим дугообразный профиль. В другом возможном варианте реализации форсунки, представленном на фиг.3 и 4, например, четыре выпускных 4 отверстия имеют в плане, например, вид прямоугольника и выполнены только в боковой поверхности корпуса 1 и перекрыты желобообразными экранами 5, имеющими треугольный профиль. Насадка 2 в этом случае выполнена сплошной (без отверстий) и так же, как и первом варианте, - съемной, но выполняющей, в данном случае, роль крышки для профилактического осмотра форсунки. В следующем варианте реализации форсунки, представленном на фиг.5, 6 и 7, насадка 2 выполнена за одно целое с корпусом 1 и является его торцевой стенкой. В этом варианте выпускные 4 отверстия все имеют в плане вид также прямоугольника и одно из них выполнено в насадке 2, являющейся торцевой стенкой корпуса, и перекрыто желобообразным экраном 5 с П-образным профилем, а три - в его боковой поверхности и перекрыты желобообразными экранами 5 с трапециевидным профилем. Для повышения технологичности изготовления форсунки экраны 5 выполнены за одно целое со стенками форсунки, например методом холодной штамповки. Экраны могут быть выполнены также отдельно и прикреплены к поверхности форсунки любым известным способом, например, приклеены или припаяны.

Выпускные отверстия и экраны могут иметь и другую форму, отличную от той, что представлена в вышеприведенных примерах. Количество перекрытых желобобразным экраном выпускных отверстий как в насадке, так и в боковой поверхности корпуса, а также их ориентация также могут отличаться от того, что приведено в вышеприведенных примерах реализации форсунки. Например, в насадке может быть выполнено несколько перекрытых экранами сориентированных радиально (на чертеже не показано) выпускных отверстий.

Форсунка работает следующим образом. Распыляемая среда в виде жидкости, например, вода из водопроводной сети через отверстие 3 поступает в корпус 1. В корпусе 1 происходит столкновение потока распыляемой среды с его внутренними стенками, в результате чего происходит частичная турбулизация потока. Дальнейшая турбулизация потока и его дробление происходит при его столкновении с экранами 5, перекрывающими выполненные в насадке 2 (фиг.1 и 2) или в боковой поверхности корпуса 1 (фиг.3 и 4), или и в насадке, и в боковой поверхности 2 корпуса 1 (фиг.5, 6 и 7). После этого отдельные потоки распыляемой среды поступают в образованные экранами 5 оппозитные 6 и 7 отверстия, движутся навстречу друг другу и соударяются между собой в полости экрана 5 в зоне выпускного 4 отверстия. В результате их соударения происходит дальнейшее дробление и турбулизация, что в конечном итоге приводит к повышению степени диспергирования распыляемой среды, которая выходит из форсунки наружу через выпускные 4 отверстия в виде мельчайших капель.

Таким образом, заявляемая форсунка, по сравнению с прототипом, при сохранении простоты конструкции обеспечивает повышение степени диспергирования распыляемой среды и обладает более высокой надежностью из-за отсутствия в ее конструкции требующих взаимного перемещения конструктивных элементов.

1. Форсунка, содержащая снабженный насадкой корпус с входным отверстием для распыляемой среды, имеющая, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, отличающаяся тем, что выпускное отверстие перекрыто желобообразным экраном, размещенным с внутренней стороны форсунки и обращенным своей полостью к выпускному отверстию, при этом две расположенные напротив друг друга кромки экрана примыкают к поверхности форсунки, а две другие - образуют два оппозитных отверстия.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно перекрытое экраном выпускное отверстие выполнено в насадке и/или в боковой поверхности корпуса.

3. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что выпускное отверстие имеет в плане вид параллелограмма, ромба, прямоугольника или квадрата.

4. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что экран имеет дугообразный, П-образный, трапециевидный или треугольный профиль.

5. Форсунка по п.3, отличающаяся тем, что экран имеет дугообразный, П-образный, трапециевидный или треугольный профиль.

6. Форсунка по любому из пп.1, 2 или 5, отличающаяся тем, что экран выполнен заодно целое со стенками форсунки.

7. Форсунка по п.3, отличающаяся тем, что экран выполнен заодно целое со стенками форсунки.

8. Форсунка по п.4, отличающаяся тем, что экран выполнен заодно целое со стенками форсунки.

9. Форсунка по любому из пп.1, 2, 5, 7 или 8, отличающаяся тем, что насадка выполнена съемной или заодно целое с корпусом.

10. Форсунка по п.3, отличающаяся тем, что насадка выполнена съемной или заодно целое с корпусом.

11. Форсунка по п.4, отличающаяся тем, что насадка выполнена съемной или заодно целое с корпусом.

12. Форсунка по п.6, отличающаяся тем, что насадка выполнена съемной или заодно целое с корпусом.