Пневмоакустический распылитель жидкости

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, использующим периодические ударные волны, создаваемые в недорасширенных газовых струях при их торможении резонансной камерой, и может быть использовано там, где необходимо получение мелких капель, например, для создания газожидкостных пожаротушащих смесей. Пневмоакустический распылитель жидкости содержит центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса. На выступающей части центрального стержня установлен кольцевой резонатор. Центральный стержень имеет коническую форму с углом расхождения 10-30°. Ось кольцевого резонатора расположена параллельно конусу центрального стержня. Торцевая поверхность обечайки и наружная поверхность выступающей части центрального стержня со стороны резонатора образуют между собой газоход с углом расхождения 15-35°. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности диспергирования и получение капель более мелкого размера, обеспечивающих при их испарении более интенсивный отвод тепла от зоны горения. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, использующим периодические ударные волны, создаваемые в недорасширенных газовых струях при их торможении резонансной камерой, и может быть использовано там, где необходимо получение мелких капель, например, для создания требуемой влажности воздуха в теплицах или ткацких цехах, при вакцинации животных, а также для создания газожидкостных пожаротушащих смесей.

При диспергировании жидкостей с помощью ударных волн, представляющих собой акустические колебания высокой интенсивности, используются те или иные пневматические устройства, позволяющие получать в газе пульсации с большой амплитудой и высокой частотой, позволяющие преодолевать силы поверхностного натяжения жидкости.

Размер капель при таком способе распыления определяется длиной волн неустойчивости в жидкости, причем для достижения капель с диаметром в десятки микрон требуются частоты ультразвукового диапазона. Подобные частоты при высокой амплитуде колебаний могут быть получены с помощью газоструйных генераторов, которые и являются основным элементом пневмоакустических распылителей.

Известен пневмоакустический распылитель жидкостей, в котором жидкость подается через систему отверстий, расположенных вне зоны генерации на длину волны акустических колебаний, создаваемых газоструйным генератором (Патент США №3070313, НКИ 239/102, опубл. 1962 г.).

Известен также пневмоакустический распылитель жидкостей, в котором в качестве источника интенсивных акустических колебаний использован стержневой газоструйный генератор (Патент США №3667679, НКИ 239/102, опубл. 1972 г.).

Общим недостатком указанных пневмоакустических распылителей жидкости является недостаточная эффективность дробления жидкости и трудность получения с их помощью капель малого диаметра (менее 50 мкм), необходимых в ряде технологических процессов.

Известен пневмоакустический распылитель жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, и впускной газовый канал, при этом цилиндрический корпус имеет впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, и газовое сопло, охватывающее центральный стержень и связанное с впускным газовым каналом, причем на выступающей части центрального стержня установлен резонатор, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, выполненному коническим сходящимся (Патент США №4408719, НКИ 239/101, опубл. 1983 г.).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность распыления, так как уверенную генерацию колебаний в стержневых излучателях можно получить только при нахождении резонатора от газового сопла на расстоянии, примерно втрое большем, чем толщина кольцевой струи на срезе газового сопла.

Известен пневмоакустический распылитель жидкости, состоящий из цилиндрического корпуса, имеющего центральное отверстие, центрального цилиндрического стержня, установленного в центральном отверстии и имеющего часть, выступающую из цилиндрического корпуса, и впускной газовый канал, причем указанный цилиндрический корпус имеет впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с указанным впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, и газовое сопло, охватывающее центральный стержень, при этом на выступающей части центрального стержня установлен резонатор, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, причем указанные газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, а газовое сопло выполнено коническим сходящимся, а также обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки (Патент РФ №2232647, МПК B05B 17/04, опубл. 2004 г.).

Недостатком указанного пневмоакустического распылителя жидкости является малая эффективность дробления жидкости и трудность получения с его помощью капель малого диаметра (менее 50 мкм), необходимых в ряде технологических процессов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является пневмоакустический распылитель жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, кольцевой резонатор, установленный на выступающей части центрального стержня, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки, при этом впускное газовое сопло выполнено цилиндрическим, центральный стержень профилированным, причем расположенная внутри сопла часть имеет коническую форму с углом расхождения 45-80°, часть за срезом сопла имеет цилиндрическую форму, место схождения цилиндрической и конической частей стержня расположено на срезе сопла, а впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера, установленного на внешней поверхности обечайки и соединенного с жидкостной кольцевой камерой (Патент РФ №2467804, МПК B05B 17/04, 19.05.2011 г.).

Недостатком указанного распылителя является трудность получения с его помощью капель менее 50 мкм, необходимых для тушения пожаров объемным методом.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности диспергирования и получение капель более мелкого размера, обеспечивающих при их испарении более интенсивный отвод тепла от зоны горения.

Технический результат достигается за счет того, что в пневмоакустическом распылителе жидкости, содержащем цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, связанный с жидкостным соплом, цилиндрическое газовое сопло, охватывающее центральный стержень, кольцевой резонатор, установленный на выступающей части центрального стержня, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, центральный стержень имеет коническую форму с углом расхождения 10-30°, ось кольцевого резонатора расположена параллельно конусу центрального стержня, а торцевая поверхность обечайки и наружная поверхность выступающей части центрального стержня со стороны резонатора образуют между собой газоход с углом расхождения 15-35°. В устройстве повышение рабочей частоты создается путем расширения кольцевой пристенной струи, текущей вдоль поверхности конического центрального стержня, имеющего угол расхождения β=10-30°, вплоть до резонатора, находящегося на конце последнего. В расходящейся струе ячейка сверхзвуковой струи деформируется, а прямой скачок, возникающий при торможении струи, приближается к резонатору.

Подобная конструкция позволяет при заданном расходе распыляющего газа и неизменной толщине струи на выходе из сопла повысить частоту генерации устройства из-за изменения структуры потока, текущего вдоль расширяющегося конического стержня, и укорочения дозвуковой зоны за прямым скачком перед резонатором.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен разрез предлагаемого пневмоакустического распылителя жидкостей.

Пневмоакустический распылитель содержит цилиндрический корпус 1, имеющий центральное отверстие 2 и цилиндрическое газовое сопло 3, центральный стержень 4, установленный в центральном отверстии 2 и имеющий угол конусности β=10-30°, отсчитываемый от вертикальной оси корпуса 1, при этом центральный стержень 4 имеет газовый канал 5, а также кольцевой резонатор 6, выполненный на его выступающей за пределы сопла части 3, причем его рабочая поверхность обращена к газовому соплу 3, обечайку 7, охватывающую корпус 1, имеет впускной штуцер 8 для подвода жидкости и жидкостное сопло 9. Указанное газовое сопло 3 и жидкостное сопло 9 выполнены соосными, причем жидкостное сопло 9 находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса 1, а ось кольцевого резонатора 6 расположена параллельно конусу центрального стержня 4, торцевая поверхность обечайки 7 и наружная поверхность выступающей части центрального стержня 4 со стороны резонатора 6 образуют между собой газоход с углом расхождения 15-35°.

Работа пневмоакустического распылителя происходит следующим образом. Газ при сверхкритическом давлении подается через газовый канал 5 в центральном стержне 4 и газовое сопло 3, выполненное в корпусе 1, формируя с коническим стержнем 4 кольцевую струю, имеющую на выходе число Маха, равное единице.

После ее расширения и создания за пределами сопла 3 сверхзвуковой бочкообразной структуры, которая из-за постепенного роста периметра струи, текущей вдоль расширяющегося конуса стержня 4, тормозится ближе к резонатору 6, укорачивая дозвуковую зону за прямым скачком уплотнения, представляющую собой «созданный четвертьволновой резонатор с одной жесткой границей (дно реального резонатора 6) и одной мягкой (прямой скачок), повышая тем самым частоту генерации и образующую при этом систему периодических ударных волн. Распыляемая жидкость через водяной штуцер 8 поступает в жидкостное сопло 9, за пределами которого распадается под совместным действием ударных волн и высокоскоростного газового потока, вытекающего из резонатора 6.

При этом создается факел распыла, форма и размер которого обеспечивают быстрое увеличение объема газожидкостной смеси с тем, чтобы полученные капли удалились друг от друга и не происходил процесс коагуляции. Это обеспечивается выбором внешних поверхностей обечайки 9 и резонатора, создающих кольцевой газоход с углом раскрытия α=15-30° Сравнительные испытания пневмоакустического распылителя согласно изобретению с аналогичным по конструктивным параметрам прототипом, выполненные при распылении воды (производительность устройств 1,9 л/мин) при давлении воздуха 0,4 МПа, показали, что при использовании стержня с β=15° частота генерации увеличивается в среднем на 6%, а при β=30° - на 8,5%. При этом повышение дисперсности составляет в первом случае 5,3%, а во втором около 5,6%, причем 90% жидкости содержится в каплях с размерами менее 110 мкм.

Пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, связанный с жидкостным соплом, цилиндрическое газовое сопло, охватывающее центральный стержень, кольцевой резонатор, установленный на выступающей части центрального стержня, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, отличающийся тем, что центральный стержень имеет коническую форму с углом расхождения 10-30°, ось кольцевого резонатора расположена параллельно конусу центрального стержня, а торцевая поверхность обечайки и наружная поверхность выступающей части центрального стержня со стороны резонатора образуют между собой газоход с углом расхождения 15-35°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению агрессивных химических веществ кислого характера на горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностях.

Изобретение относится к области способов и устройств генерирования капель и может быть использовано, в частности, для синтеза шариков (или сфероидов) ядерных топливных материалов.

Изобретение относится к устройствам, использующим для распыления жидкостей периодические ударные волны, создаваемые в сверхзвуковой газовой струе при ее торможении полым резонатором.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в сельскохозяйственной, пищевой и легкой промышленности. В акустическом распылителе к резонаторному диску со стороны, противоположной полостям глухих отверстий, посредством винта крепится рассекатель, выполненный в виде перфорированного диска.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в сельскохозяйственной, пищевой и легкой промышленности. В акустическом распылителе крепежный элемент выполнен в виде гайки, имеющей внутреннюю резьбовую часть, переходящую в кольцевую проточку, являющуюся полостью объемного резонатора.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в промышленных и гражданских объектах с повышенной пожарной опасностью для локализации очагов возгорания.

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, использующим периодические ударные волны, создаваемые в недорасширенных газовых струях при их торможении резонансной камерой, и может быть использовано там, где необходимо получение мелких капель, например, для создания требуемой влажности воздуха в теплицах или ткацких цехах, при вакцинации животных, а также для создания газожидкостных пожаротушащих смесей.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в сельскохозяйственной, пищевой и легкой промышленности. .

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. В акустической головке к форсункам для распыливания жидкостей в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель. Дисковый распылитель состоит из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия. Дисковый распылитель также состоит из верхнего диска и нижнего сплошного диска. Верхний диск жестко соединен с резьбовой втулкой с центральным отверстием. Нижний сплошной диск соединен с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. В акустической форсунке для распыливания жидкостей в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель. Дисковый распылитель состоит из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия. Дисковый распылитель также состоит из верхнего диска и нижнего сплошного диска. Верхний диск жестко соединен с резьбовой втулкой с центральным отверстием. Нижний сплошной диск соединен с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками. Технический результат - повышение эффективности распыления жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой отраслях промышленности. В акустической форсунке к кожуху соосно прикреплен внешний диффузор. К крепежному элементу кольцевого объемного резонатора с резонаторным стержнем соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор. Выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси кольцевого объемного резонатора. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления. 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. Технический результат - повышение эффективности распыления. Это достигается тем, что в акустической форсунке для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, корпус выполнен в виде цилиндрической втулки с двумя каналами для подвода воздуха, причем по центру корпуса расположен стержень с соосным корпусу воздушным каналом, при этом жидкость из корпуса форсунки через трубку, воздушный канал и по крайней мере два противолежащих отверстия вытекает на кольцевую площадку через коническую поверхность резонаторной шайбы, причем угол между осью форсунки и направлением каждой струи жидкости из наклонных отверстий лежит в оптимальном диапазоне: 55°÷65°, а перпендикулярно оси корпуса расположена трубка, которая соединена с двумя каналами для подвода воздуха, а в корпусе, соосно его оси, расположены дроссельная шайба с коническим отверстием и цилиндрическим и резонаторная шайба, в которой выполнены два противоположно направленных воздушных сопла прямоугольного сечения размером 1×3 мм и по крайней мере два объемных резонатора размером 1,5×3×1,5 мм, при этом шайбы скреплены между собой и с корпусом посредством обоймы, которая завальцована в проточке корпуса.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. В акустической форсунке для распыливания жидкостей в нижней части корпуса соосно прикреплен внешний диффузор распылителя. К поверхности стержневого газоструйного излучателя прикреплен внутренний перфорированный диффузор. Выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления. 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. В акустической форсунке, содержащей корпус с размещенным внутри газоструйным излучателем акустических колебаний в виде сопла и резонатора, к нижней части корпуса соосно прикреплен внешний диффузор распылителя. К торцевой конической поверхности раструба прикреплен внутренний перфорированный диффузор. Выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления. 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. В акустической форсунке для распыливания жидкостей в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель. Дополнительный дисковый распылитель состоит из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия, верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием, и нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками. К нижней части корпуса форсунки к кольцу соосно прикреплен внешний диффузор. К конической поверхности шнекового распылителя прикреплен внутренний перфорированный диффузор. Выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Форсунка содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником/ Корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки. Верхняя цилиндрическая ступень втулки соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки. Кольцевой зазор соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени. Кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости. К центральному сердечнику, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника. К нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора. На внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки. В рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника выполнено дроссельное отверстие. К центральному сердечнику, жестко связанному с верхней цилиндрической ступенью двухступенчатой втулки сопла, соосно прикреплен внешний сплошной диффузор таким образом, чтобы не было перекрыто выходное сечение кольцевого зазора, соединенного по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке сопла. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установкам для нанесения покрытий с фильтрующим модулем для отделения перераспыла краски из насыщенного перераспылом кабинного воздуха. Установка для нанесения покрытия, прежде всего окрашивания предметов, прежде всего автомобильных кузовов, содержит кабину для нанесения покрытий, в которой предметы являются подвергаемыми воздействию с помощью материала покрытия и через которую может быть направлен воздушный поток, который захватывает и отводит возникающий перераспыл материала покрытия, сепарирующее устройство, к которому является подводимым кабинный воздух и где из перераспыла осаждается большая часть, по меньшей мере, твердых материалов, по меньшей мере с одним фильтрующим модулем, через который является направляемым насыщенный перераспылом кабинный воздух и в котором осаждается перераспыл. Причем фильтрующий модуль ограничивает фильтрующее пространство, через которое в направлении главного потока является направляемым насыщенный перераспылом кабинный воздух. В фильтрующем пространстве расположено множество сепарирующих элементов из проницаемого для кабинного воздуха сепарирующего материала таким образом, что между сепарирующими элементами образован потоковый лабиринт. При этом сепарирующий материал является волоконным материалом, плотность материала сепарирующих элементов в фильтрующих ступенях возрастает по направлению главного потока. Техническим результатом является повышение эффективности очистки кабинного воздуха от перераспыла краски. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. В акустической форсунке для распыливания жидкостей в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия. Дополнительный дисковый распылитель также состоит из верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием. Кроме того, дополнительный дисковый распылитель состоит из нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей, использующим периодические ударные волны, создаваемые в недорасширенных газовых струях при их торможении резонансной камерой, и может быть использовано там, где необходимо получение мелких капель, например, для создания газожидкостных пожаротушащих смесей. Пневмоакустический распылитель жидкости содержит центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса. На выступающей части центрального стержня установлен кольцевой резонатор. Центральный стержень имеет коническую форму с углом расхождения 10-30°. Ось кольцевого резонатора расположена параллельно конусу центрального стержня. Торцевая поверхность обечайки и наружная поверхность выступающей части центрального стержня со стороны резонатора образуют между собой газоход с углом расхождения 15-35°. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности диспергирования и получение капель более мелкого размера, обеспечивающих при их испарении более интенсивный отвод тепла от зоны горения. 1 ил.

Наверх