Центробежная широкофакельная форсунка

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Центробежная широкофакельная форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, корпус выполнен со впускным отверстием, выполненным в виде конфузора, и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного и дроссельного отверстий, при этом ось впускного и дроссельного отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие, центральное цилиндрическое и выходное цилиндрическое отверстие, при этом диаметр центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия. Сопловый вкладыш форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Изобретение позволяет повысить эффективность распыления топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по а.с. СССР №306270, F02C 7/24 от 04.01.70, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.

Это достигается тем, что в широкофакельной центробежной форсунке, содержащей корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, корпус выполнен со впускным отверстием, выполненным в виде конфузора и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного и дроссельного отверстий, при этом ось впускного и дроссельного отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие, центральное цилиндрическое отверстие и выходное цилиндрическое отверстие, при этом диаметр центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия.

На чертеже изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей.

Центробежная широкофакельная форсунка состоит из корпуса 1 длиной L со впускным отверстием 4, выполненным в виде конфузора длиной L₁, соосного с ним дроссельного отверстия 3 диаметром d₁, камеры завихрения 2, выполненной в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного 4 и дроссельного 3 отверстий. При этом ось впускного 4 и дроссельного 3 отверстий в профильной плоскости расположена по касательной по отношению к цилиндрической поверхности камеры завихрения 2, т.е. имеет место тангенциальный ввод в камеру завихрения 2 в виде отверстия 9.

Соосно камере завихрения 2 расположен сопловый вкладыш 5 с внешним диаметром D₁, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 2 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 6 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное цилиндрическое отверстие 8 диаметром d₃. При этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 соплового вкладыша 5 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:

отношение диаметра d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 соплового вкладыша 5 к диаметру d₁ дроссельного отверстия 3 корпуса 1 форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,4÷2,2;

отношение диаметра d₃ выходного цилиндрического отверстия 8 соплового вкладыша 5 к диаметру d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5;

отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша 5 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 вкладыша 5 лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8;

отношение длины L корпуса 1 форсунки к длине L₁ конфузора впускного отверстия 4 лежит в оптимальном интервале величин: L/L₁=2,0÷2,5.

Центробежная широкофакельная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по впускному отверстию 4, выполненному в виде конфузора длиной L₁, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 3 диаметром d₁, и поступает по тангенциальному вводу через отверстие 9 в камеру завихрения 2, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 2 проходит через калиброванное коническое отверстие 6 соплового вкладыша 5, центральное цилиндрическое отверстие 7 и выходное цилиндрическое отверстия 8 соплового вкладыша 5, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла при вершине конуса конического отверстия 6 соплового вкладыша 5.

Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром центрального цилиндрического отверстия 7, равным 9 мм, при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 150° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия 4.

1. Центробежная широкофакельная форсунка, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, отличающаяся тем, что корпус выполнен со впускным отверстием, выполненным в виде конфузора и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного и дроссельного отверстий, при этом ось впускного и дроссельного отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие, центральное цилиндрическое и выходное цилиндрическое отверстие, при этом диаметр центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия.

2. Центробежная широкофакельная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что сопловый вкладыш форсунки выполнен из твердых материалов:
карбида вольфрама, рубина, сапфира.

3. Центробежная широкофакельная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что отношение диаметра d₂ цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру d₁ дроссельного отверстия корпуса форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,4÷2,2; отношение диаметра d₃ выходного цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру центрального цилиндрического отверстия лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5; отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия вкладыша лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8; отношение длины L корпуса форсунки к длине L₁ конфузора впускного отверстия лежит в оптимальном интервале величин: L/L₁=2,0÷2,5.