Акустическая форсунка

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Акустическая 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 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. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технике распыления жидкости.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является форсунка по патенту RU №2461427, А62С 31/02, опубл. 20.05.98), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником. Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.

Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.

Это достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей 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 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом 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, причем 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, а 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, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, а 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, при этом 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.

На чертеже представлена конструктивная схема форсунки.

Акустическая форсунка с двухфазным потоком распыляемой жидкости содержит цилиндрический полый корпус 1 с каналом 3 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 2 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 6 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 7, имеющим центральное отверстие 9 и установленным с кольцевым зазором 10 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 4. Через центральное отверстие 9 центрального сердечника 7 подводится под давлением газ или воздух.

Кольцевой зазор 10 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 4, соединяющими его с кольцевой полостью 8, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 6, причем кольцевая полость 8 связана с каналом 3 корпуса 1 для подвода жидкости.

К центральному сердечнику 7, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 11, соосного центральному отверстию 9 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 7, а к нижнему основанию усеченного конуса 11, посредством, по крайней мере, трех спиц 13, прикреплен рассекатель 12, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 10. На внешней боковой поверхности усеченного конуса 11 имеются винтовые канавки (на чертеже не показаны), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.

В рассекателе 12, осесимметрично центральному отверстию 9 центрального сердечника 7, установлен обтекатель 14, выполненный в виде конуса, на внешней конической поверхности которого имеются винтовые канавки.

К центральному сердечнику 7, жестко связанному с верхней цилиндрической ступенью 6 двухступенчатой втулки 4 сопла, соосно прикреплен внешний сплошной конический диффузор 15, образованный поверхностью усеченного конуса, при этом верхнее основание усеченного конуса расположено ниже выходного сечения кольцевого зазора 10, и не перекрывает его. Нижнее основание усеченного конуса конического диффузора 15 лежит в плоскости, проходящей через нижнее основание усеченного конуса 11 распылителя.

Акустическая форсунка с двухфазным потоком распыляемой жидкости работает следующим образом.

Через канал 3, в полость центрального отверстия 9 центрального сердечника 7 под давлением поступает газ (воздух), который затем через полость усеченного конуса 11 поступает на рассекатель 12, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 10, а на рассекателе 12 установлен обтекатель 14, выполненный в виде конуса, на внешней конической поверхности которого имеются винтовые канавки.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 1 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5, затем в кольцевой зазор 10 между соплом и центральным сердечником 7. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 11. В результате чего на внешней поверхности сплошного диффузора 15 будет иметь место пленочный характер распыления (движения) жидкости, близкий к ее ламинарному режиму, а внутри сплошного диффузора 15 будет сформирован мелкодисперсный вращающийся поток газа, близкий к турбулентному режиму его движения, и за счет соударения потоков жидкости и газа, движущегося по центральному отверстию 9 центрального сердечника 7, о рассекатель 12 с обтекателем 14 на выходе из сплошного внешнего диффузора 15 будет формироваться еще более мелкодисперсный поток распыляемой жидкости за счет взаимодействия потоков с ламинарным и турбулентным режимами движения жидкости и газа.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки.

Возможен вариант, когда в центральном сердечнике 7, в средней его части, выполнена проточка, которая совместно с кольцевым зазором 10 между соплом и центральным сердечником 7 образует карман 16, который соединен через перегородку 18 с дополнительным кольцевым зазором 17, жидкость из которого поступает в пленочном режиме на внутреннюю поверхность сплошного диффузора15, образуя при этом разделенный перегородкой 18 двухфазный поток распыляемой жидкости.

Возможен вариант, когда в рассекателе 12, осесимметрично центральному отверстию 9 центрального сердечника 7, установлен обтекатель 14, выполненный в виде полого конуса, с внутренней резонансной полостью 19, соединенной, по крайней мере, с двумя резонансными отверстиями 20, выполненными в образующейся стенке обтекателя 14, при этом полость 19 является резонансной полостью образованного резонатора Гельмгольца, а резонансные отверстия 20 выполняют функцию горловин резонатора Гельмгольца, настраиваемого на требуемую частоту колебаний для получения более мелкодисперсного двухфазного потока жидкости.

Возможен вариант, когда к сплошному диффузору 15 соосно прикреплен распылитель 21, выполненный в виде цилиндрической оболочки с перфорированной пластиной 22, лежащей ниже плоскости рассекателя 12.

1. Акустическая форсунка, содержащая 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 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом 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, причем 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, а 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, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, а 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, при этом 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.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в центральном сердечнике, в средней его части, выполнена проточка, которая совместно с кольцевым зазором между соплом и центральным сердечником образует карман, который соединен через перегородку с дополнительным кольцевым зазором, жидкость из которого поступает в пленочном режиме на внутреннюю поверхность сплошного диффузора, образуя при этом разделенный перегородкой двухфазный поток распыляемой жидкости.

3. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в рассекателе осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника установлен обтекатель, выполненный в виде полого конуса с внутренней резонансной полостью, соединенной по крайней мере с двумя резонансными отверстиями, выполненными в образующейся стенке обтекателя, при этом полость является резонансной полостью образованного резонатора Гельмгольца, а резонансные отверстия выполняют функцию горловин резонатора Гельмгольца, настраиваемого на требуемую частоту колебаний для получения более мелкодисперсного двухфазного потока жидкости.

4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что к сплошному диффузору соосно прикреплен распылитель, выполненный в виде цилиндрической оболочки с перфорированной пластиной, лежащей ниже плоскости рассекателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей и организации процесса смешения топлива с окислителем (воздухом) и предназначено для получения мелкодисперсных двухфазных потоков и аэрозолей в широком диапазоне размеров капель 10-20 мкм.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Вихревая форсунка содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру.
Настоящее изобретение относится к способу для нанесения покрытия распылением на поверхности субстратов, в котором: (а) на первом этапе поддающееся термопластичной переработке вещество в экструдере расплавляют и тем самым разжижают, (b) на расплавленное вещество воздействуют давлением при помощи газа-носителя, (с) смесь, образующуюся из указанного расплавленного вещества и указанного газа-носителя, продавливают через одну или несколько форсунок, причем в зоне выходного отверстия форсунки к распыляемой струе подводят газ-распылитель, имеющий температуру, которая по меньшей мере столь же высока, как температура расплава, и (d) образующуюся распыляемую струю с расплавленным поддающимся термопластичной переработке веществом направляют на поверхность субстрата, причем вещество в форме капель в текучем состоянии попадает на поверхность субстрата, образует непрерывное покрытие на поверхности субстрата и затем затвердевает.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушилка для растворов и суспензий содержит корпус, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка для подачи высушиваемого материала, который распыляется под действием топочных газов с температурой до 900°C, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку с температурой до 200°C, который поступает через нижнюю часть корпуса, отделенную от конической части корпуса газораспределительной решеткой посредством стакана с перфорированным дном, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°C, а теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью. Установка для сушки и прокалки катализатора содержит распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора.

Изобретение относится к устройствам распыления жидкостей для мокрой очистки газовых выбросов и может быть использовано в химической и нефтяной промышленности. Форсунка содержит цилиндрическую камеру 1 для подвода газа, осевой ороситель 3 с дроссельными отверстиями 6 для подвода жидкости и завихритель 8 газожидкостного потока.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй.

Изобретение относится к средствам пожаротушения, в частности переносным (ранцевым) средствам пожаротушения. В мобильной установке пожаротушения двухфазный распылитель выполнен с корпусом, на цилиндрической части которого закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости.

Настоящее изобретение относится к выдачному устройству для производства пены без необходимости использования сжиженного газа из выпускного отверстия. Выдачное устройство (20) для производства микропены включает резервуар (37) для раствора поверхностно-активного вещества, средство подачи газа (23), средство направления раствора поверхностно-активного вещества в резервуаре (37) и газа по пути потока к выпускному отверстию.

Изобретение относится к подготовке жидкого топлива к сжиганию и может быть использовано для утилизации жидких горючих отходов. Устройство содержит бак-ресивер (8), выполненный единым элементом.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к технике пылеулавливания. Система пожаровзрывобезопасности для двухступенчатых пылеулавливающих устройств с акустическим циклоном в первой ступени содержит устройство первой ступени пылеулавливания, которое выполнено в виде акустического циклона, содержащего корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, и расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа.

Изобретение относится к технике пылеулавливателя. Установка пылеулавливания с виброакустическим циклоном содержит виброакустический циклон первой ступени установки пылеулавливания, который подсоединен к акустической колонке и вибратору, установленному в коническом бункере.

Изобретение относится к технике пылеулавливания. Это достигается тем, что в установке акустической пылеулавливающей с кассетным фильтром, состоящей из предварительного и тонкого фильтров, связанных между собой воздуховодом таким образом, что выход предварительного фильтра соединен с входом тонкого фильтра.

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 области разбрызгивающих устройств и может быть использовано в душевых насадках. Душевая насадка содержит тороидальный регулятор и магнитное кольцо и выполнена с возможностью соединения с душевым шлангом посредством резьбы.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Центробежная широкофакельная форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности. Вихревая форсунка содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности. В центробежной форсунке, содержащей 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, например запрессованный в нее, 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, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, 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, а на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей. Форсунка содержит корпус, штуцер и соосно расположенную вставку-завихритель с внешней винтообразной нарезкой и расширяющимся коническим отверстием внутри.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Вихревая акустическая форсунка содержит корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой. В гильзе расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу. Форсунка также содержит акустический блок. К цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана. В днище стакана расположен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой. Акустический блок расположен соосно конической камере и выполнен в виде охватывающей ее коаксиально расположенной полой резонансной конической втулки, состоящей из секций с резонансными отверстиями, соединяющимися с полостью для подвода сжатого воздуха или газа. Полость расположена между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы и полой резонансной конической втулкой, которая соединена посредством наклонных цилиндрических отверстий со смесительной камерой сопла. Полость с подводом сжатого воздуха посредством резонансных отверстий соединена с дополнительной резонансной камерой, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла. 5 з.п. ф-лы, 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. Акустическая 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 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. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх