Распылитель жидкости
Владельцы патента RU 2597608:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (Университет машиностроения) (RU)
Изобретение относится к машиностроению и строительству и может быть использовано для нанесения жидкостей и масел на твердые поверхности. Распылитель жидкости содержит корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды. Корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор. Трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце. Наружная поверхность трубчатой вставки и внутренняя поверхность корпуса образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло, кольцевое пассивное сопло и приемную камеру. Кольцевое активное сопло выполнено конфузорным и снабжено криволинейными радиальными перегородками. Осевое активное сопло выполнено конфузорным и смещено относительно кольцевого активного сопла в осевом направлении в сторону диффузора. В стенках диффузора выполнены сквозные отверстия. Диффузор снабжен герметичным наружным кожухом. Полость между диффузором и кожухом соединена по меньшей мере одной полой трубкой с приемной камерой. В полости диффузора установлен отражатель, выполненный в виде прямого кругового конуса, ось вращения которого совпадает с осью вращения диффузора, а вершина обращена в сторону конфузора корпуса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и строительства и может быть использовано для нанесения жидкостей и масел на твердые поверхности.
Из уровня техники известен распылитель жидкости, содержащий корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды, при этом корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор, трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце, осевое активное сопло выполнено конфузорным и расположено в месте нахождения конфузора корпуса, образуя со стенками конфузора камеру смешения [Патент RU 2102160, МПК В05В 7/12, Распылитель / Гурьянов В.Н., Сухонин С.Д., заявл. 22.06.1993, опубл. 20.01.1998].
Недостатком известного распылителя является то, что наружный диаметр трубчатой вставки совпадает с внутренним диаметром корпуса. Вследствие этого в известном распылителе отсутствует дополнительный кольцевой канал подачи активной газообразной среды и кольцевое активное сопло. Вследствие этого весь подаваемый газ сильной струей вылетает из осевого активного сопла, плохо смешивается с пассивной жидкой средой и узким факелом вылетает из диффузора. Из-за этого факел имеет малую площадь распыления и низкий процент мелкодисперсной фракции распыляемой жидкости. Отсутствие кольцевого активного сопла и криволинейных радиальных перегородок не позволяет закрутить активную газообразную среду по спирали, что также приводит к тому, что газ плохо смешивается с пассивной жидкой средой.
Известен также распылитель жидкости, содержащий корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды, при этом корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор, трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце, наружная поверхность трубчатой вставки и внутренняя поверхность корпуса образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло, кольцевое пассивное сопло и приемную камеру, при этом кольцевое активное сопло снабжено криволинейными радиальными перегородками, выполнено конфузорным и образовано расширяющимся по ходу движения активной газообразной среды конусным участком на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него сужающимся конусным участком на внутренней поверхности корпуса, кольцевое пассивное сопло образовано цилиндрическим углублением на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него цилиндрическим углублением на внутренней поверхности корпуса, приемная камера образована внутренней поверхностью корпуса и веретенообразным утолщением на наружной поверхности трубчатой вставки, осевое активное сопло выполнено конфузорным, смещено относительно кольцевого активного сопла в осевом направлении в сторону диффузора и расположено в месте нахождения конфузора корпуса, образуя со стенками конфузора камеру смешения, а патрубок подвода пассивной жидкостной среды расположен перпендикулярно оси корпуса в месте нахождения кольцевого пассивного сопла [Авторское свидетельство SU 1356628, МПК F04F 5/12, Струйный аппарат / Бочкарев Я.В. и др., заявл. 17.09.1985], принятый нами за прототип.
Недостатками известного аппарата является малый угол конусности факела газожидкостной смеси, вылетающей из диффузора, и, как следствие этого, малая площадь распыления пассивной жидкости и низкий процент мелкодисперсной фракции в факеле распыляемой пассивной жидкости.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - увеличение площади распыления пассивной жидкости и увеличение мелкодисперсной фракции в факеле распыляемой пассивной жидкости.
Для решения этой задачи в распылителе жидкости, содержащем корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды, при этом корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор, трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце, наружная поверхность трубчатой вставки и внутренняя поверхность корпуса образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло, кольцевое пассивное сопло и приемную камеру, при этом кольцевое активное сопло снабжено криволинейными радиальными перегородками, выполнено конфузорным и образовано расширяющимся по ходу движения активной среды конусным участком на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него сужающимся конусным участком на внутренней поверхности корпуса, кольцевое пассивное сопло образовано цилиндрическим углублением на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него цилиндрическим углублением на внутренней поверхности корпуса, приемная камера образована внутренней поверхностью корпуса и веретенообразным утолщением на наружной поверхности трубчатой вставки, осевое активное сопло выполнено конфузорным, смещено относительно кольцевого активного сопла в осевом направлении в сторону диффузора и расположено в месте нахождения конфузора корпуса, образуя со стенками конфузора камеру смешения, а патрубок подвода пассивной жидкостной среды расположен перпендикулярно оси корпуса в месте нахождения кольцевого пассивного сопла, отличие согласно изобретению состоит в том, что в стенках диффузора выполнены сквозные отверстия, диффузор снабжен герметичным наружным кожухом, а полость между диффузором и наружным кожухом соединена по меньшей мере одной полой трубкой с приемной камерой. Кроме того, в полости диффузора установлен отражатель, выполненный в виде прямого кругового конуса, ось вращения которого совпадает с осью вращения диффузора, а вершина обращена в сторону конфузора корпуса.
Дополнительно предлагается отражатель выполнить таким, чтобы угол при вершине конуса отражателя был больше угла при вершине конуса внутренней поверхности диффузора.
Кроме того, предлагается второй конец полой трубки, соединяющей полость между диффузором и наружным кожухом с приемной камерой, врезать в корпус напротив участка с максимальным диаметром веретенообразного утолщения на наружной поверхности трубчатой вставки.
Технический результат предложенного изобретения заключается в создании разрежения в полости между диффузором и наружным кожухом, а в слое газожидкостной смеси, прилегающей к стенкам диффузора, - пониженного давления. За счет этого увеличивают угол конусности факела газожидкостной смеси и, соответственно, площадь распыления пассивной жидкости, а также увеличивают количество мелкодисперсной фракции в факеле распыляемой пассивной жидкости.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлен распылитель жидкости, продольный разрез;
на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б по фиг. 1.
Распылитель жидкости содержит корпус 1, трубчатую вставку 2 и патрубок 3 подвода пассивной жидкостной среды.
Корпус 1 имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок 4, конфузор 5 и диффузор 6.
Трубчатая вставка 2 установлена внутри корпуса 1 по его оси, имеет осевой канал 7 подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло 8 на ее конце. Наружный диаметр трубчатой вставки 2 меньше внутреннего диаметра цилиндрического участка 4 корпуса 1, так что наружная поверхность трубчатой вставки 2 и внутренняя поверхность корпуса 1 образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал 9 подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло 10, кольцевое пассивное сопло 11 и приемную камеру 12.
Кольцевое активное сопло 10 выполнено конфузорным и образовано расширяющимся по ходу движения активной среды конусным участком 13 на наружной поверхности трубчатой вставки 2 и расположенным напротив него сужающимся конусным участком 14 на внутренней поверхности корпуса 1. Кольцевое активное сопло снабжено криволинейными радиальными перегородками 15.
Кольцевое пассивное сопло 11 образовано цилиндрическим углублением на наружной поверхности трубчатой вставки 2 и расположенным напротив него цилиндрическим углублением на внутренней поверхности корпуса. 1
Приемная камера 12 образована внутренней поверхностью корпуса 1 и веретенообразным утолщением 16 на наружной поверхности трубчатой вставки 2.
Осевое активное сопло 8 выполнено конфузорным, смещено относительно кольцевого активного сопла 10 в осевом направлении в сторону диффузора 6 и расположено в месте нахождения конфузора 5 корпуса, образуя со стенками конфузора камеру смешения 17.
Патрубок 3 подвода пассивной жидкостной среды расположен перпендикулярно оси корпуса 1 в месте нахождения кольцевого пассивного сопла 11.
В полости диффузора 6 установлен отражатель 18, выполненный в виде прямого кругового конуса, ось вращения которого совпадает с осью C вращения диффузора, а вершина 19 обращена в сторону конфузора 5 корпуса. Угол α при вершине конуса отражателя 18 больше угла β при вершине конуса внутренней поверхности диффузора 6 настолько, чтобы обеспечить постоянство площади поперечного сечения кольцевого зазора между наружной поверхностью отражателя 18 и внутренней поверхностью диффузора 6 или изменение этой площади по закону, близкому к линейному.
В стенках диффузора 6 выполнены сквозные отверстия 20. Диффузор 6 снабжен герметичным наружным кожухом 21. Полость 22 между диффузором 6 и кожухом 21 соединена трубками 23 с приемной камерой 12. При этом вторые концы трубок 23 врезаны в корпус 1 напротив участка с максимальным диаметром веретенообразного утолщения 16 на наружной поверхности трубчатой вставки 2.
Работает распылитель следующим образом.
Активная газообразная среда по кольцевому каналу 9 подается в кольцевое активное сопло 10. В кольцевом активном сопле 10 активная среда ускоряется и посредством криволинейных радиальных перегородок 15 закручивается и делится на отдельные струи. Истекая в виде струй из кольцевого активного сопла 10, активная газообразная среда увлекает за собой в приемную камеру 12 пассивную жидкостную среду, поступающую из кольцевого пассивного сопла 11 и патрубка 3, и смешивается с ней. Истекая из осевого активного сопла 8, активная газообразная среда увлекает подготовленную в приемной камере 12 газожидкостную смесь в камеру 17 смешения и далее - в диффузор 6. За счет того, что площадь поперечного сечения кольцевого зазора между наружной поверхностью отражателя 18 и внутренней поверхностью диффузора 6 остается постоянной или изменяется по закону, близкому к линейному, скорость истечения газожидкостной смеси по этому кольцевому зазору также остается постоянной или изменяется по закону, близкому к линейному.
За счет того, что полость 22 между наружным кожухом 21 и диффузором 6 соединена трубками 23 с приемной камерой 12 напротив участка с максимальным диаметром веретенообразного утолщения 16 на наружной поверхности трубчатой вставки 2, где газожидкостная смесь имеет максимальную скорость и минимальное давление, в полости 22 создается разрежение, а в слое газожидкостной смеси, прилегающей к стенкам диффузора 6, - пониженное давление. За счет этого факел газожидкостной смеси увеличивает угол своей конусности и, соответственно, площадь распыления пассивной жидкости. Увеличение площади распыления позволяет снизить количество столкновений между собой мелких капель пассивной жидкости, ведущих к образованию более крупных капель, и за счет этого увеличить процент мелкодисперсной фракции в факеле распыляемой пассивной жидкости.
1. Распылитель жидкости, содержащий корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды, при этом корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор, трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце, наружная поверхность трубчатой вставки и внутренняя поверхность корпуса образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло, кольцевое пассивное сопло и приемную камеру, при этом кольцевое активное сопло снабжено криволинейными радиальными перегородками, выполнено конфузорным и образовано расширяющимся по ходу движения активной газообразной среды конусным участком на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него сужающимся конусным участком на внутренней поверхности корпуса, кольцевое пассивное сопло образовано цилиндрическим углублением на наружной поверхности трубчатой вставки и расположенным напротив него цилиндрическим углублением на внутренней поверхности корпуса, приемная камера образована внутренней поверхностью корпуса и веретенообразным утолщением на наружной поверхности трубчатой вставки, осевое активное сопло выполнено конфузорным, смещено относительно кольцевого активного сопла в осевом направлении в сторону диффузора и расположено в месте нахождения конфузора корпуса, образуя со стенками конфузора камеру смешения, а патрубок подвода пассивной жидкостной среды расположен перпендикулярно оси корпуса в месте нахождения кольцевого пассивного сопла, отличающийся тем, что в стенках диффузора выполнены сквозные отверстия, диффузор снабжен герметичным наружным кожухом, а полость между диффузором и наружным кожухом соединена по меньшей мере одной полой трубкой с приемной камерой, при этом в полости диффузора установлен отражатель, выполненный в виде прямого кругового конуса, ось вращения которого совпадает с осью вращения диффузора, а вершина обращена в сторону конфузора корпуса.
2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что угол при вершине конуса отражателя больше угла при вершине конуса внутренней поверхности диффузора.
3. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что второй конец полой трубки, соединяющей полость между диффузором и наружным кожухом с приемной камерой, врезан в корпус напротив участка с максимальным диаметром веретенообразного утолщения на наружной поверхности трубчатой вставки.
