Распылитель жидкости

Авторы патента:

B05B1/14 - Распыление; пульверизация; распылительные насадки (сопла) (смесители-распылители с соплами B01F 5/20; способы нанесения жидкостей или других текучих веществ на поверхность разбрызгиванием B05D; устройства для откачивания жидкостей F04; клапаны, например для водопроводов F16K)

Владельцы патента RU 2545283:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "ТЕМПЕРО" (RU)
Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" (RU)

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров с использованием тонкораспыленной воды на трансформаторных подстанциях и других объектах. Распылитель жидкости содержит полый корпус (1) в форме цилиндра, снабженный патрубком (5) подвода жидкости. Распылитель также содержит пару форсунок, сформированных на одной образующей корпуса в аксиальных каналах (3), выполненных в стенке корпуса (1) и сообщенных с его внутренней полостью кольцевыми канавками (4). Патрубок (5) подвода жидкости размещен между форсунками (2) на боковой поверхности корпуса (1) с противоположной стороны. Техническим результатом изобретения является увеличение площади орошения без увеличения расхода жидкости за счет более равномерного распределения тонкораспыленного потока капель, что позволяет обеспечить защиту объектов больших геометрических размеров и сложных форм (например, силового маслонаполненного трансформатора) с меньшим расходом распыляемой жидкости. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Область техники

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров с использованием тонкораспыленной воды на трансформаторных подстанциях и других объектах, где находятся люди и ценное оборудование, а также в сельском хозяйстве для полива и обработки полей жидкими составами, в устройствах химической технологии и теплоэнергетике.

Уровень техники

Известно устройство распыления жидкости (патент RU 2111033), которое содержит полый цилиндрический корпус, на внешней поверхности которого размещены, по меньшей мере, два ряда форсунок, образованных проточкой с коническими поверхностями и каналами, выполненными в корпусе параллельно оси симметрии цилиндра корпуса и сообщенными с внутренней полостью корпуса кольцевыми цилиндрическими коллекторами, боковая поверхность которых частично пересекает конические поверхности проточки, и патрубок подвода жидкости. Описанное устройство создает тонкораспыленный поток капель диаметром 60-150 мкм. Недостатком такого устройства является малая орошаемая распылителем площадь до 20 м² (в форме круга), в связи с чем для защиты объектов больших геометрических размеров и сложных форм (например, силового маслонаполненного трансформатора) требуется большее количестве таких распылителей. В результате неоправдано увеличивается расход распыляемой жидкости для достижения необходимой интенсивности орошения по всей площади объекта.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является распылитель, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости и форсунками, сформированными в аксиальных каналах, выполненных в стенке корпуса и сообщенных с его внутренней полостью (патент RU 2150336). Этот распылитель выбран в качестве прототипа.

В прототипе патрубок подвода жидкости размещен в одном торце цилиндрического корпуса, а форсунки размещены в шахматном порядке на боковой поверхности корпуса и, кроме того, на его другом торце.

Использование распылителя-прототипа позволяет получить равномерный тонкораспыленный поток капель с диаметром капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа на относительно небольшой площади, при увеличении которой растет размер наиболее удаленных (дальнобойных) капель и увеличивается расход жидкости. Это вынуждает использовать более энерго- и металлоемкие устройства для подвода жидкости к патрубку устройства.

Сущность изобретения

Технический результат заявляемого изобретения - увеличение площади орошения без увеличения расхода жидкости. Это позволяет обеспечить защиту объектов больших геометрических размеров и сложных форм (например, силового маслонаполненного трансформатора) с меньшим расходом распыляемой жидкости.

Предметом изобретения является распылитель жидкости, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости и парой форсунок, сформированных в аксиальных каналах, выполненных в стенке корпуса и сообщенных с его внутренней полостью, при этом, в отличие от прототипа, форсунки сформированы на одной образующей цилиндрического корпуса, расстояние между форсунками в 8÷40 раз превышает ширину аксиального канала, патрубок подвода жидкости размещен между форсунками на боковой поверхности корпуса с противоположной стороны, а аксиальные каналы сообщены с внутренней полостью корпуса кольцевыми канавками, ширина которых равна 0,5÷1,5 ширины аксиального канала.

Это позволяет получить указанный выше технический результат.

Развитие изобретения состоит в том, что корпус снабжен дополнительной парой форсунок, сформированных на его образующей корпуса, сдвинутой на угол не более 30°.

Это позволяет дополнительно увеличить орошаемую площадь распыления без увеличения расхода жидкости.

Осуществление изобретения с учетом его развития

Осуществление изобретения поясняет чертеж, на котором изображен распылитель в продольном разрезе. На фигуре показаны полый цилиндрический корпус 1, две форсунки 2, сформированные в аксиальных каналах 3 путем проточки стенки корпуса 1. Каналы 3 выполнены в стенке корпуса 1 и сообщены с внутренней полостью корпуса 1 кольцевыми канавками 4. Патрубок 5 подвода жидкости размещен между форсунками 2 на боковой поверхности корпуса 1 с диаметрально противоположной по отношению к форсункам 2 стороны.

Форсунки 2 сформированы на одной образующей цилиндрического корпуса 1 так, что расстояние между форсунками 2 в 8÷40 раз превышает ширину канала 3. Ширина кольцевых канавок 4 составляет 0,5÷1,5 ширины канала 3.

На другой образующей цилиндрического корпуса, сдвинутой на угол не более 30° относительно образующей цилиндра, на которой расположены форсунки 2, может быть сформирована дополнительная пара форсунок (не показанная на фигуре).

Распылитель работает следующим образом.

Рабочая жидкость, например вода, подается в полость корпуса 1 через патрубок 5 под давлением 0,3÷1,0 МПа.

Через кольцевые канавки 4 в каналы 3 и к выходным отверстиям форсунок 2 устремляются встречные потоки жидкости. После столкновения этих потоков в каналах 3 они истекают из распылителя через форсунки 2. При этом происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелен от разных форсунок 2.

При взаимодействии с окружающей атмосферой жидкость, истекающая из каждой форсунки 2, дробится на мелкие капли.

Благодаря тому, что расстояние L между форсунками 2 лежит в пределах 8÷40 диаметров канала 3, окружающий воздух засасывается в зазор между потоками, генерируемыми форсунками 2, размещенными по разные стороны патрубка 5. При этом в зазоре образуются парные противонаправленные вихри эжектируемого газа, которые усиливают интенсивность взаимодействия потоков за счет их турбулизации и столкновений, вызывающих вторичное дробление капель.

Уменьшение расстояния L меньше 8 диаметров каналов 3 приводит к коагуляции и укрупнению распыляемых капель за счет снижения количества подсасываемого истекающими струями жидкости окружающего воздуха. При этом неоправданно увеличивается расход распыляемой жидкости.

Увеличение расстояния L свыше 40 диаметров каналов 3 приводит к снижению взаимодействия потоков капель, генерируемых отдельными форсунками 2, к отсутствию парных вихрей воздуха эжектируемого жидкостными потоками и вторичного дробления капель при их столкновении в газожидкостном потоке и, как следствие, к появлению неорошенных областей на защищаемой площади.

Размещение патрубка 5 подвода жидкости между форсунками 2 обеспечивает одинаковые условия подвода жидкости к форсункам и тем самым способствует равномерности орошения защищаемого объекта, необходимой для минимизации расхода жидкости. Симметричное расположение патрубка 5 между форсунками 2 является оптимальным в этом смысле.

Наилучшие условия подвода рабочей жидкости к каналам 3 распылителя достигаются при ширине кольцевых канавок 4, равной 0,5÷1,5 ширины канала 3. При меньшей ширине канавок 4 жидкость в каналы 3 будет поступать с большим гидравлическом сопротивлением, а следовательно, с большими потерями энергии, что приведет к снижению скорости потока на выходе из форсунок 2, и, как следствие, к меньшей дальнобойности. При большей ширине канавок 4 неоправданно увеличатся геометрические размеры распылителя, его вес и количество материалов для его изготовления.

В результате совокупного использования вышеописанных особенностей конструкции, распылитель формирует тонкораспыленный и равномерно распределенный поток капель, орошающий расширенную площадь без увеличения расхода жидкости.

При аналогичном формировании дополнительной пары форсунок (со своими каналами 3) на другой образующей цилиндрического корпуса 1, сдвинутой на угол не более 30° относительно первой, орошаемая площадь дополнительно увеличится (при заданном расходе жидкости) за счет столкновения и вторичного дробления капель, вылетающих из форсунок 2 и из сдвинутой дополнительной пары форсунок. При сдвиге более 30° взаимодействие потоков ослабляется и не обеспечивает дополнительного вторичного дробления капель жидкости.

Были проведены сравнительные испытания распылителей жидкости, изготовленных по патенту RU 2150336 и согласно настоящему изобретению. На защищаемой площади 27,3 м² в форме круга оба испытываемых распылителя обеспечивали интенсивность орошения 0,025 дм³/м². При проведении испытаний задавалась требуемая интенсивность орошения 0,06 дм³/м²с и защищаемая площадь в форме прямоугольника размерами 6 м × 8 м=48 м².

Для обеспечения такой защиты с полным перекрытием защищаемой поверхности оказалось необходимым использовать 8 распылителей по патенту RU 2150336 или только один заявляемый распылитель (выполненный с учетом развития данного изобретения).

Результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, в случае использования распылителя по настоящему изобретению расход воды уменьшился более чем в два раза за счет обеспечения равномерного орошения всей площади с заданной интенсивностью без образования областей избыточной интенсивности, неизбежных при использовании распылителей, выполненных по конструкции прототипа.

Таблица
№	Тип распылителя	Потребное количество распылителей	Давление подачи, МПа	Суммарный расход воды дм³/м²с	Максимальная интенсивность орошения с дм³/м²с	Диаметр капель, мкм
1	По патенту RU 2150336 С1	8	0.8	6,55	0,135	50-100
2	По настоящему изобретению	1	0,8	3,05	0,06	50-100

1. Распылитель жидкости, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости, пару форсунок, сформированных на одной образующей корпуса в аксиальных каналах, выполненных в стенке корпуса и сообщенных с его внутренней полостью кольцевыми канавками, при этом патрубок подвода жидкости размещен между форсунками на боковой поверхности корпуса с противоположной стороны.

2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между форсунками в 8÷40 раз превышает ширину аксиального канала.

3. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что ширина кольцевых канавок равна 0,5÷1,5 ширины аксиального канала.

4. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительной парой форсунок, сформированных на его образующей, сдвинутой на угол не более 30°.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Это достигается тем, что в широкофакельной центробежной форсунке, содержащей корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, 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.

Широкофакельная центробежная форсунка // 2545256

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Широкофакельная центробежная 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, а соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, выполненный из твердых материалов, а внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения два калиброванных отверстия: цилиндрическое отверстие и коническое отверстие, выполняющее функции диффузора, увеличивающего угол конуса при вершине факела распыла жидкости, к днищу цилиндрического стакана камеры завихрения со стороны соплового вкладыша, осесимметрично и коаксиально, прикреплен шнек с винтовыми лопастями, направление которых обратно направлению крутки потока в камере завихрения.

Центробежная широкофакельная форсунка // 2544626

Аппарат для безуносной сушки объектов пищевых производств // 2544120

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

Комбинированный рассекатель потока жидкости // 2543864

Рассекатель кочетова потока жидкости эжекционного типа // 2543863

Изобретение относится к технике распыления жидкости. В рассекателе потока жидкости эжекционного типа для форсунки к торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу крепится рассекатель потока жидкости.

Дренчер кочетова // 2543862

Изобретение относится к противопожарной технике. В дренчере корпус выполнен в виде центральной втулки с внешней шестигранной и внутренней цилиндрической поверхностями.

Центробежная вихревая форсунка // 2543861

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. В центробежной вихревой форсунке к срезу цилиндрической камеры соосно и жестко прикреплен интенсификатор крутки с внутренней винтовой нарезкой.

Центробежная форсунка с активным распылителем // 2543860

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. В центробежной форсунке с активным распылителем к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены по крайней мере два наклонно расположенных стержня.

Дождеватель-активатор с регулируемым качеством дождя // 2543220

Изобретение относится к технике полива капельным дождеванием и может быть использовано в мобильных установках для получения дождя с размерами капель, допустимыми для орошения широкого спектра возделываемых сельскохозяйственных культур с повышенной энергией и жизненной силой воды.

Устройство для создания куполообразной пленки жидкости // 2545367

Изобретение относится к устройствам типа фонтанов или увлажнителей воздуха и может быть использовано в химической промышленности и пищевой промышленности. Устройство для создания куполообразной пленки жидкости содержит сборную емкость, проходящую через нее вертикально установленную подводящую трубу и отбойник с обтекателем, соединенным с подводящей трубой посредством хонейкомба. Отбойник установлен нижним концом в обтекатель и крепится в обтекателе посредством резьбового соединения. В верхней части подводящей трубы установлен цилиндрический патрубок, выполненный из эластичного материала, одним концом патрубок крепится к подводящей трубе при помощи хомута, а другим концом свободно прилегает к кромке отбойника. Устройство обеспечивает возможность регулирования толщины пленки, размеров и формы купола жидкости за счет изменения избыточного давления жидкости в подводящей трубе, а также безопасную эксплуатацию устройства. 1 ил.

Форсунка кочетова // 2548068

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. В форсунке вторая сплошная пластина пластинчатого распылителя выполнена перфорированной и выпуклой. Вершина выпуклой поверхности направлена в сторону от торцевой поверхности накидной гайки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 1 ил.

Вихревая форсунка кочетова // 2548069

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. В вихревой форсунке в первой пластине пластинчатого отбойника выполнено центральное отверстие. Во второй сплошной пластине соосно этому центральному отверстию установлен сопловый вкладыш. Сопловый вкладыш выполнен в виде шайбы с дроссельными отверстиями, расположенными от центрального дроссельного отверстия на концентрично расположенных окружностях. Центр окружностей совпадает с центром центрального дроссельного отверстия. Центры периферийных дроссельных отверстий лежат на концентрично расположенных окружностях. Количество периферийных дроссельных отверстий увеличивается от центрального дроссельного отверстия. Диаметры дроссельных отверстий соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия к периферии. Количество периферийных дроссельных отверстий зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Центробежная форсунка кочетова // 2548701

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Центробежная форсунка 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, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека к периферийным отверстиям, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а внутри шнека, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены, по крайней мере, два, равномерно расположенных по длине стержня диска, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня, на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска. Технический результат - повышение эффективности распыления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Форсунка для распыления жидкости // 2550835

Изобретение относится к технике распыления жидкостей. В форсунке для распыления жидкости вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер. Внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель выполнена в виде пакета соосных цилиндрических винтовых пружин или цилиндрических винтовых пружин с переменным шагом. Вставка-завихритель выполнена в виде пакета соосных цилиндрических винтовых пружин. Направление винтовых линий пружин в пакете чередуется через одну. Техническим результатом изобретения является повышение качества распыления жидкости, производительности форсунки, уменьшение гидравлических потерь. 1 ил.

Центробежная вихревая форсунка кочетова // 2550837

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Это достигается тем, что в центробежной вихревой форсунке в центробежном завихрителе установлен интенсификатор крутки потока жидкости, выполненный с обтекателем конической формы. Соосно интенсификатору к конфузору жестко прикреплен конический рассекатель потока. Верхняя перфорированная часть конуса рассекателя потока входит внутрь поверхности конфузора, выполненной с перфорацией. Вершина перфорированной части конуса рассекателя соприкасается с вершиной конуса обтекателя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла. 2 ил.

Форсунка вихревая кочетова // 2550838

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Форсунка вихревая содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с рассекателем, и завихритель, расположенный с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса. Завихритель закреплен в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины нижним винтом. Соосно нижнему винту к его головке с коническим обтекателем присоединен распылитель в виде перфорированного конического раструба. Вершина конуса раструба обращена в сторону конического обтекателя нижнего винта. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 1 ил.

Форсунка кочетова // 2550839

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. В форсунке в верхней части корпуса выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости. В нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с коническим рассекателем вихревого потока посредством обоймы, выполненной в форме кольца. К кольцу прикреплены внешняя и внутренняя перфорированные поверхности. В корпусе имеется внутренняя цилиндрическая камера, которая служит для подвода жидкости. В камере установлен соосно и с зазором относительно ее внутренней боковой поверхности завихритель, выполненный в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля. Завихритель закреплен посредством внутренней резьбы на штоке, который закреплен в своей верхней части посредством сетчатого фильтра к корпусу. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Рассекатель потока жидкости эжекционного типа // 2550840

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерация высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной. В форсунке рассекателя потока жидкости эжекционного типа в торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу крепится посредством по крайней мере трех стяжек рассекатель потока жидкости, состоящий из диффузора, соосного с корпусом, с по крайней мере тремя эжекционными отверстиями. К диффузору прикреплена цилиндрическая обечайка, в которой последовательно установлены четыре сетчатых рассекателя. Один из рассекателей выполнен в форме сетчатого диффузора, закрепленного на сетчатом круге. Сетчатый круг установлен перпендикулярно оси диффузора и закреплен на внутренней поверхности цилиндрической обечайки. Два других сетчатых рассекателя выполнены коническим и круглым. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены). 1 ил.

Спринклерный ороситель кочетова пенного типа // 2550841

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в промышленных и гражданских объектах с повышенной пожарной опасностью для локализации очагов возгорания, а также для эффективного пожаротушения в производственных помещениях с применением автоматических систем пожаротушения. В спринклерном оросителе пенного типа корпус штуцера жестко соединен со стаканом. В днище стакана выполнены соосное с отверстием штуцера цилиндрическое сквозное отверстие. В отверстии установлен тарельчатый клапан со стеклянной колбой. В днище стакана выполнено по крайней мере три наклонных отверстия, соединяющих полость стакана с атмосферой. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пожаротушения за счет введения распылительного устройства, исключающего турбулизацию потока огнетушащей жидкости или раствора пенообразователя. 1 ил.