Акустический распылитель
Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Акустический распылитель содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и двух последовательно соединенных и соосных с ним полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла, а в цилиндрическом поясе корпуса выполнен по крайней мере один ряд радиальных отверстий, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно по крайней мере трем, при этом корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические и расположенную между ними коническую камеру, причем одна из цилиндрических камер служит для подвода распыляемой жидкости, а коническая камера и цилиндрическая являются расширительными камерами, а в центральной части сопла соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, при этом перфорация в полом диске выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, расположенной внутри полого диска, а к торцевой части полого цилиндроконического пояса, осесимметрично трубке для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, прикреплен диффузор, а к сплошной части полого диска прикреплен полый конический обтекатель, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора с образованием выходных полостей, образованных внутренней поверхностью диффузора и внешней поверхностью обтекателя. Согласно изобретению к сплошной части полого диска, к которому прикреплен полый конический обтекатель, соосно трубке для подвода воздуха, закреплена резонаторная втулка, а перпендикулярно ее оси, оппозитно друг другу, на конической поверхности конического обтекателя закреплены две резонаторные втулки, при этом суммарное проходное сечение резонаторных втулок равно эквивалентному проходному сечению резонатора Гельмгольца, образованного объемом полого конического обтекателя и резонаторными втулками, настраиваемого на требуемую резонансную частоту акустической головки пневматического распылителя. Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 1 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.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является распылитель (ороситель) по патенту RU № 2416443, А62С 31/02, опубл. 20.05.98), содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости, сопло и ряд дроссельных отверстий.
Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости.
Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.
Это достигается тем, что в акустическом распылителе, содержащем полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла, а в цилиндрическом поясе корпуса выполнен, по крайней мере, один ряд радиальных отверстий, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно, по крайней мере, трем, при этом корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические, и, расположенную между ними, коническую камеру, причем одна из цилиндрических камер служит для подвода распыляемой жидкости, а коническая камера и цилиндрическая являются расширительными камерами, а в центральной части сопла, соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла.
На чертеже представлена схема акустического распылителя.
Акустический распылитель содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов 9 и 10. Соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло 2, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные 8 и наклонные 7 дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла. В цилиндрическом поясе 9 корпуса выполнен, по крайней мере, один ряд радиальных отверстий 6, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно, по крайней мере, трем. Корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические 3 и 5, и, расположенную между ними, коническую камеру 4. Цилиндрическая камера 3 служит для подвода распыляемой жидкости, коническая камера 4 и цилиндрическая 5 являются расширительными камерами.
В центральной части сопла 2, соосно ему закреплена трубка 11 для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 12 с перфорацией 13, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий 7 и 8 сопла 2.
Возможен вариант, когда перфорация 13 в полом диске 12, выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 2 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 14, расположенной внутри полого диска 12.
Акустический распылитель работает следующим образом.
Пневматический распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче жидкости в корпус под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в вертикальных, наклонных и радиальных дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий, при этом происходит образование веерообразного мелкодисперсного потока, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.
При подаче воздуха (газа) под давлением, он направляется по полости трубки 11 к полому диску 12 с перфорацией 13, и через перфорацию 13 выходит навстречу потокам жидкости, истекающей из выходных сечений дроссельных отверстий 7 и 8 сопла 2, что приводит к интенсивному дроблению взаимодействующих потоков жидкости и газа, и образованию мелкодисперсного распыления.
Перфорация 13 в полом диске 12, выполненная обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 2 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 14, позволяет дробить поток жидкости вихрями, исходящими из раскручивающийся винтовой канавки, образуя мелкодисперсный поток выходящей жидкости.
Возможен вариант, когда к торцевой части полого цилиндроконического пояса 9, осесимметрично трубке 11 для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 12 с перфорацией 13, в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 14, и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 2, прикреплен диффузор 15, а к сплошной части полого диска 12, прикреплен полый конический обтекатель 16, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора 15, с образованием выходных полостей 17, образованных внутренней поверхностью диффузора 15 и внешней поверхностью обтекателя 16.
Возможен вариант образования акустической головки, когда к сплошной части полого диска 12, к которому прикреплен полый конический обтекатель 16, соосно трубке 11 для подвода воздуха (газа), закреплена резонаторная втулка 18, а перпендикулярно ее оси, оппозитно друг другу, на конической поверхности конического обтекателя 16 закреплены две резонаторные втулки 19 и 20, при этом суммарное проходное сечение резонаторных втулок 18, 19, 20 равно эквивалентному проходному сечению резонатора Гельмгольца, образованного объемом полого конического обтекателя 16 и резонаторными втулками 18, 19, 20, настраиваемого на требуемую резонансную частоту акустической головки пневматического распылителя.
Возможен вариант, когда к диффузору 15, внутри которого расположен конический обтекатель 16 с резонаторными втулки 19 и 20, прикреплен акустической распылитель, выполненный в виде тороидальной поверхности 21 прямоугольного сечения, на срезе которого закреплена перфорированная пластина 22, а на внутренней боковой поверхности установлены резонаторные втулки 23, 24, 25, настраиваемые на резонансную частоту, кратную частотам резонаторных втулок 19 и 20 конического обтекателя 16.
1. Акустический распылитель, содержащий полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и двух последовательно соединенных и соосных с ним полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла, а в цилиндрическом поясе корпуса выполнен по крайней мере один ряд радиальных отверстий, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно по крайней мере трем, при этом корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические и расположенную между ними коническую камеру, причем одна из цилиндрических камер служит для подвода распыляемой жидкости, а коническая камера и цилиндрическая являются расширительными камерами, а в центральной части сопла соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, при этом перфорация в полом диске выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, расположенной внутри полого диска, а к торцевой части полого цилиндроконического пояса, осесимметрично трубке для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, прикреплен диффузор, а к сплошной части полого диска прикреплен полый конический обтекатель, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора с образованием выходных полостей, образованных внутренней поверхностью диффузора и внешней поверхностью обтекателя, отличающийся тем, что к сплошной части полого диска, к которому прикреплен полый конический обтекатель, соосно трубке для подвода воздуха закреплена резонаторная втулка, а перпендикулярно ее оси, оппозитно друг другу, на конической поверхности конического обтекателя закреплены две резонаторные втулки, при этом суммарное проходное сечение резонаторных втулок равно эквивалентному проходному сечению резонатора Гельмгольца, образованного объемом полого конического обтекателя и резонаторными втулками, настраиваемого на требуемую резонансную частоту акустической головки пневматического распылителя.
2. Акустический распылитель по п. 1, отличающийся тем, что к диффузору, внутри которого расположен конический обтекатель с резонаторными втулками, прикреплен акустической распылитель, выполненный в виде тороидальной поверхности прямоугольного сечения, на срезе которого закреплена перфорированная пластина, а на внутренней боковой поверхности установлены резонаторные втулки, настраиваемые на резонансную частоту, кратную частотам резонаторных втулок конического обтекателя.
