Центробежная вихревая форсунка

Центробежная вихревая форсунка

Реферат

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 ороситель по патенту RU №2485986, А62С 31/02, содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.

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 за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания.

Это достигается тем, что в центробежной вихревой форсунке, содержащей корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет по крайней мере три тангенциальных канала, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепился к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая, сплошная, пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, вторая пластина пластинчатого распылителя выполнена перфорированной на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами, устанавливаемыми между пластинами пластинчатого распылителя, при этом ко второй пластине пластинчатого распылителя посредством по крайней мере трех спиц крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, причем степень его перфорации меньше, чем у второй пластины пластинчатого распылителя, причем спицы, посредством которых ко второй пластине пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, выполнены наклонными в сторону оси корпуса, а на них свободно посредством упоров закреплены вращающиеся распылители потока, выполненные в виде винтовых цилиндров, к спицам, посредством которых ко второй пластине пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, прикреплена ось, на которой свободно посредством упоров закреплен дополнительный вращающийся распылитель потока, выполненный в виде винтового цилиндра.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез центробежной вихревой форсунки, на фиг. 2 - горизонтальное сечение по соплу форсунки.

Центробежная вихревая форсунка состоит из трубчатого корпуса 1 (фиг. 1), в котором с помощью накидной гайки 2 через герметизирующую прокладку 10 соосно закрепляется вкладыш 7. В торцевой поверхности накидной гайки 2 осесимметрично корпусу 1 выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части 8 и конической части 9.

Вкладыш 7 имеет по крайней мере три тангенциальных канала 3 (фиг. 2 - на чертеже показано четыре канала), расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса 1, а также камеру закручивания 4, соединенную с тангенциальными каналами 3, соосное корпусу 1 дроссельное отверстие 5, расположенное в нижней части вкладыша 7, и диск 6, примыкающий к торцу вкладыша 7 со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса 1. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока. Вкладыш 7 и диск 6 изготовлены из металлокерамики.

К торцевой поверхности накидной гайки 2 осесимметрично корпусу 1 крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, 11 имеет центральное отверстие 15, а вторая пластина 12 выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов 16, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы 13 и 14, устанавливаемые между пластинами 11 и 12, а также между торцевой поверхностью накидной гайки 2 и первой пластиной 11, которые выполняют функцию регулирующего звена, управляющего зазором между пластинами 11 и 12 распылителя, влияющим на дисперсность распыливаемой среды.

Вторая, сплошная, пластина 12 пластинчатого распылителя может быть выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой (на чертеже не показано), причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки 2, так и от нее. Это зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена перфорированной, на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами 14, устанавливаемыми между пластинами 11 и 12 пластинчатого распылителя.

Ко второй пластине 12 пластинчатого распылителя посредством по крайней мере трех спиц 17 крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока 18, причем степень его перфорации меньше, чем у второй пластины 12 пластинчатого распылителя.

Возможен вариант, когда спицы 17, посредством которых ко второй пластине 12 пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока 18, выполнены наклонными в сторону оси корпуса 1, а на них свободно посредством упоров 20 закреплены вращающиеся распылители потока 19, выполненные в виде винтовых цилиндров.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом. Из тангенциальных каналов 3 струи жидкости под давлением попадают в камеру закручивания 4, из которой под действием давления и центробежных сил распыливаются через дроссельное отверстие 5. Затем мелкодисперсный вихревой поток поступает сначала в цилиндрическую часть 8 центрального отверстия, а затем в коническую часть 9 этого отверстия, образуя факел мелкодисперсного вихревого потока, угол раскрытия которого определяется углом конической части 9 центрального отверстия. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление и повышает качество распыливания, а вторичное дробление капель жидкости и получение мелкодисперсного факела обеспечивает пластинчатый распылитель за счет того, что вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена перфорированной на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами 14, устанавливаемыми между пластинами 11 и 12 пластинчатого распылителя.

Возможен вариант, когда к спицам 17, посредством которых ко второй пластине 12 пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока 18, прикреплена ось 21, на которой свободно посредством упоров закреплен дополнительный вращающийся распылитель потока 22, выполненный в виде винтового цилиндра, что позволяет повысить эффективность мелкодисперсного распыливания жидкости.

Центробежная вихревая форсунка, содержащая корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет по крайней мере три тангенциальных канала, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки осесимметрично корпусу крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая, сплошная, пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, вторая пластина пластинчатого распылителя выполнена перфорированной на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами, устанавливаемыми между пластинами пластинчатого распылителя, при этом ко второй пластине пластинчатого распылителя посредством по крайней мере трех спиц крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, причем степень его перфорации меньше, чем у второй пластины пластинчатого распылителя, причем спицы, посредством которых ко второй пластине пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, выполнены наклонными в сторону оси корпуса, а на них свободно посредством упоров закреплены вращающиеся распылители потока, выполненные в виде винтовых цилиндров, отличающаяся тем, что к спицам, посредством которых ко второй пластине пластинчатого распылителя крепится эллиптический перфорированный рассекатель потока, прикреплена ось, на которой свободно посредством упоров закреплен дополнительный вращающийся распылитель потока, выполненный в виде винтового цилиндра.