Форсунка струйно-вихревая



Форсунка струйно-вихревая
Форсунка струйно-вихревая
Форсунка струйно-вихревая
Форсунка струйно-вихревая

 


Владельцы патента RU 2486965:

Барсуков Николай Васильевич (RU)
Барсуков Артемий Николаевич (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для диспергирования жидкостей в градирнях, брызгальных бассейнах, скрубберах, а также в других тепломассообменных аппаратах, где наряду с разбрызгиванием жидкостей, требуется эжектирование газообразных сред. Форсунка содержит распределительную камеру с хвостовиком, насадку с выходным отверстием и завихритель с желобами. Желоба на наружной поверхности выполнены расходящимися от оси к периферии, плавно изгибающимися и переходящими в суживающиеся каналы, сообщающиеся с внутренней полостью сложной конфигурации и переходящие в глухое цилиндрическое отверстие. Верхняя часть полости - цилиндрическая, а средняя часть имеет форму выпуклой параболической поверхности. Суживающиеся каналы сориентированы по касательной к внутренней полости завихрителя, не имеющего по оси сквозного отверстия. Выходное отверстие насадки имеет форму сопла Вентури. На конфузорной части сопла и выпуклой параболической части внутренней полости завихрителя расположены выступы полусферической формы. Такой факел обладает повышенной эжектирующей способностью. Одновременно внутри стремительно вращающегося вихря создается значительное разрежение, вследствие чего происходит интенсивное испарение жидкости и факел выходит наружу уже насыщенный парами, что способствует интенсивному охлаждению жидкости. 4 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве устройства для диспергирования жидкостей в насадочных колоннах, камерах орошения, в брызгальных бассейнах и тому подобных тепломассообменных агрегатах.

Наиболее эффективно использование предлагаемой форсунки в скрубберах, градирнях и других контактных аппаратах эжекционного типа, в которых, наряду с разбрызгиванием жидкостей, необходимо обеспечить подсос большого количества газа, поскольку факел диспергированной жидкости, создаваемой форсункой, обладает повышенной эжектирующей способностью.

Известна форсунка, которая содержит корпус с камерой смешения, сопло и вкладыш-завихритель со сквозным осевым отверстием и наклонными каналами на периферийной части. Выходное отверстие сопла цилиндрической формы (см. патент RU, №2205703, С2, 7 В05В 1/34, дата опубликования 2003.06.10).

Эта форсунка имеет следующие недостатки.

Окружная составляющая скорости движения периферийных струй существенно снижается при их столкновении в камере смешения с центральной частью потока, движущейся прямолинейно через осевое отверстие вкладыша, вследствие чего влияние центробежных сил на формирование структуры факела пропорционально уменьшается. Кроме того, форсунка создает значительное гидравлическое сопративление движению потока ввиду того, что все каналы проточной части имеют острые кромки на входе и выходе.

Известна струйно-вихревая форсунка, которая наиболее близка по своим техническим решениям - прототип. Данная форсунка содержит корпус с камерой завихрения и соплом. Расположенный внутри завихритель имеет тангенциальные каналы и средство создания осевого потока в виде радиальных пазов на торцевой поверхности, обращенной в камеру завихрения (см. а.c. SU, №657858, А, В05В 1/34 1979).

Данная форсунка имеет ряд недостатков.

Поток на входе в корпус форсунки сразу же сталкивается с торцевой стенкой завихрителя, вследствие чего затормаживается, изменяет свое направление и распределяется по периферийным каналам. Далее, попадая в камеру завихрения, поток снова наталкивается на плоскую торцевую стенку камеры. Такие столкновения наряду с движением по стесненным каналам, суммарная площадь которых в несколько раз меньше площади внутреннего сечения корпуса, приводят к существенным потерям напора.

Малый уклон каналов вкладыша не обеспечивает быстрого вращения потока в камере завихрения, что является одним из условий существования активного вихря.

Сопло в форме цилиндрического отверстия в тонкой стенке камеры завихрения не определяет угол раскрытия факела, влияющий на эффективность работы форсунки.

Острые кромки на входе и выходе всех проточных каналов также увеличивают дополнительные потери энергии, что в совокупности с другими гидравлическими сопротивлениями существенно снижают расход жидкости через форсунку.

В тепло-массообменных аппаратах контактного типа процесс осуществляется при непосредственном контакте жидкой и газовой фаз. Поэтому, помимо прочего, на эффективность работы агрегата оказывает существенное влияние эжектирующая способность факела диспергированной жидкости. Исследования показали, что заполненный факел, создаваемый форсункой, взятой в качестве прототипа, имеет малый коэффициент эжекции. Максимальной эжектирующей способностью обладает факел, имеющий форму полого конуса с углом раскрытия 34-40°.

Целью данного изобретения является изготовление форсунки с минимально возможным гидравлическим сопротивлением, обеспечивающим мелкое диспергирование жидкости и высокий коэффициент эжекции.

Конструкция форсунки представлена на фигурах 1-4. На фиг.1 представлен общий вид форсунки в сборе. На фиг.2 - разрез по фиг.1. Форсунка включает в себя три основные детали: распределительную камеру поз.1, насадку поз.2 и завихритель поз.3. Все три детали формуют из полимерных материалов. Распределительная камера с хвостовиком поз.1 и насадка поз.2, собранные с помощью резьбового соединения, образуют корпус форсунки, внутри которого установлен завихритель поз.3. Резьбовые соединения снабжены уплотнительными кольцами поз.4.

В верхней части насадка поз.2 имеет выходное отверстие поз.5 с плавными контурами, выполненное в виде сопла Вентури. На конфузорной части этого сопла расположены полусферические выступы поз.6.

Конструкция завихрителя поз.3 изображена на фигурах 3 и 4. На фиг.3 - общий вид завихрителя. На фиг.4 - разрез по фиг.3. Со стороны распределительной камеры завихритель имеет расходящиеся от оси к периферии желоба поз.7 полуцилиндрической формы. Со стороны насадки завихритель имеет внутреннюю полость поз.8 в виде тела вращения сложной конфигурации. Верхняя часть объема полости цилиндрическая, средняя часть представляет собой выпуклую поверхность парабалической формы, переходящую в цилиндрическое глухое отверстие вдоль оси. Полость поз.8 соединена с желобами поз.7 плавно изогнутыми каналами поз.9. Причем каналы сориентированы по касательной к цилиндрической части внутренней полости завихрителя. На параболической поверхности внутренней полости завихрителя, так же, как и на конфузорной части сопла, расположены выступы поз.10 полусферической формы.

Форсунка работает следующим образом. Поток жидкости, поступающий в корпус форсунки через хвостовик, в объеме распределительной камеры поз.1 разделяется на части и движется по желобам поз.7, в конце которых линии тока плавно изгибаются, и потоки устремляются через каналы поз.9 во внутреннюю полость завихрителя поз.8. Потоки в каналах приобретают значительное ускорение вследствие их постепенного сужения. Части потока, вырывающиеся из каналов, далее движутся по кольцевой траектории, образуя вихрь в объеме полости поз.8, вращающийся с очень большой скоростью. Затем поток выталкивается через выходное отверстие поз.5, в горловине которого, на основании закона сохранения количества движения, скорость вращения еще более возрастает, так как диаметр вихря в горловине сопла много меньше его диаметра внутри полости. После горловины вращающийся поток проходит диффузорную часть сопла, определяющую в значительной мере угол раскрытия факела. Одновременно вращающийся во внутренней полости поток омывает полусферические выступы поз.6 и поз.10, вследствие чего в объеме большого вихря дополнительно возникают малые локальные вихри. Эти вихри порождают множество сильно закрученных струй, определяющих мелкодисперсную структуру и форму факела в виде полого конуса.

Вследствие стремительного вращения потока в его центральной части создается зона значительного разрежения. Падение давления сопровождается интенсивным испарением, а следовательно, и активным охлаждением жидкости уже в объеме факела. Наличие большого количества пара в факеле отчетливо просматривается при работе форсунки.

Таким образом, большие скорости, сложный характер движения частиц, мелкое диспергирование жидкости и общая структура факела обеспечивают высокий коэффициент эжекции и способствуют интенсивному охлаждению жидкости.

Форсунка, содержащая распределительную камеру с хвостовиком, насадку с выходным отверстием и завихритель с желобами на наружной поверхности, расходящимися от оси к периферии, а затем плавно изгибающимися и переходящими в суживающиеся каналы, сообщающиеся с внутренней полостью сложной конфигурации, верхняя часть которой цилиндрическая, средняя часть имеет форму выпуклой параболической поверхности, переходящие в глухое цилиндрическое отверстие, отличающаяся тем, что суживающиеся каналы сориентированы по касательной к внутренней полости завихрителя, не имеющего по оси сквозного отверстия, а выходное отверстие насадки имеет форму сопла Вентури, причем на конфузорной части сопла и выпуклой параболической части внутренней полости завихрителя расположены выступы полусферической формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. .

Изобретение относится к насадке высокого давления, в частности, для удаления окалины с изделий из стали и способу ее изготовления. .

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. .

Изобретение относится к противопожарной технике. .

Изобретение относится к противопожарной технике. .

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности. .

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности. .

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности

Скруббер // 2490052
Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации. Способ включает подачу на орошаемый участок воды поливной нормой, обеспечивающей увлажнение расчетного слоя почвы без стока оросительной воды в грунтовые воды. При этом между увлажняемым слоем и грунтовыми водами формируют слой из гранулированного гидрофобного материала с размером гранул не менее 5 мм. Верхний слой почвы на орошаемом участке в течение межполивного периода поддерживают в увлажненном состоянии путем проведения мелкодисперсного дождевания. Способ позволяет снизить опасность засоления земель с близким уровнем залегания минерализованных грунтовых вод при отсутствии возможности строительства дренажа путем разрыва капиллярных пор и прекращения движения грунтовых вод к корнеобитаемому слою почвы, а также предотвратить иссушение верхнего слоя почвы в межполивной период. 1 ил.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения. В пеногенераторе вихревого типа каждое из распылительных сопел содержит корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости. Корпус состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра. Внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью. Внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку. Внутри шнека выполнено одно центральное сквозное отверстие и по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям ряда сквозных отверстий. В каждом ряду выполнено не менее трех отверстий. Величины диаметров отверстий уменьшаются от центрального отверстия к периферийным. Во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку. Внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор. Диффузор соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека. Шнек выполнен из твердого материала. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены). 2 ил.

Изобретение относится к дозированной (распределенной) выдаче препарата для ингаляции посредством насадки или ингалятора, желательно дозирующего ингалятора, не использующего сжатый газ. В ингаляторе для выдачи препарата для ингаляции в виде аэрозоля насадка (12) изготовлена из изначально плоской пластины (22). В пластине (22) по меньшей мере два отверстия (21) имеют круглое поперечное сечение и гидравлический диаметр от 5 до 15 мкм и сформированы лазерным сверлением с осями (23) отверстий (21), перпендикулярными пластине (22). После формирования отверстий (21) пластина (22) деформирована глубокой вытяжкой так, что оси (23) отверстий (21) пересекаются друг с другом на выпускной стороне (24) насадки (12). Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение стоимости изготовления. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Центробежная широкофакельная форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, при этом корпус выполнен со впускным патрубком, имеющим отверстие, соосной с ним входной цилиндрической камеры, камеры завихрения, расположенной коаксиально по отношению к входной камере и выполненной в виде цилиндрического стакана, имеющего на боковой поверхности, по крайней мере, три тангенциально расположенных отверстия, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения, т.е. имеет место мгогоканальный тангенциальный ввод, а соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш с внешним диаметром D1, внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие диаметром d2 и выходное коническое отверстие с диаметром d3 нижнего основания усеченного конуса, при этом диаметр d2 центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия и диаметру верхнего основания усеченного конуса выходного конического отверстия. Технический результат - повышение эффективности распыления. 2 ил.
Наверх