Ударно-струйная форсунка

Ударно-струйная форсунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >937030 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.80 (21) 322285723-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 05 В 1/26

Гооудлрствеииый комитет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 28.06.82 (53) УДК 66.069..83 (088.8) ло делам иэооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Г. С. Кабалдин, А. И. Абрамочкин, В. 3. Сагалович, А. Н. Иванистов и В. С. Трофимов!

I!!

Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского . " / института молочной промышленности . -- — /

Ъ (71) Заявитель (54) УДАРНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к технике распыления жидких и пастообразных сред и может быть использовано в молочной, пишевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известны ударно-струйные форсунки для распыления жидких сред под действием давления, содержащие корпус с патрубком, сопло, против которого установлен отражатель (1).

Недостатками этих форсунок является невысокое качество распыления и большие габаритные размеры.

Наиболее близкой к предлагаемой является ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и, соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах (2).

Однако известная форсунка может работать только при распылении жидкости вверх и не пригодна для распыления вязких форм и формирования факела нужной формы.

Цель изобретения — повышение качества распыления и надежности работы форсунки.

Указанная цель достигается тем, что ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражате5 лем на противоположных концах, снабжена рассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расширительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным с заплечикам штока отражателя, и установлен с осевым зазором к ним. На фиг. 1 изображена ударно-струйная форсунка; на фиг. 2 — то же, без зазора между заплечиками штока отражателя и выступа конуса рассекателя.

937030

При обтекании потоком распыливаемой массы рассекателя !О за счет давления среды рассекатель 10 самоцентрируют в горизонтальной плоскости строго по оси сопла 3. Это достигают за счет того, что стержень 11 с рассекателем 10 свободно подвешивают в канале 5 на вставке 4. В результате поток распыливаемой среды формируют строго постоянной толщины, что позволяет при ударе струи об отражатель 9 обеспечить одинаковые гидродинамические условия, а это повышает качество распыления.

3

Ударно-струйная форсунка содержит корпус 1 с входным патрубком 2 н соплом 3, вставку 4 с центральным каналом 5, расширительную камеру 6.и шток 7 с заплечиками 8 и отражателем 9 на противоположных концах. 5

Форсунка также снабжена рассекателем 1О, соединенным с ним стержнем 11, размещенным в центральном канале 5 вставки 4, и конусообразной гайкой 12, установленной в корпусе 1 перед соплом 3 и контак-, тирующей с рассекателем 10.

Стержень 11 с рассекателем 10 монтируются на вставке 4 с помощью. гайки 13, в которой выполнены отверстия 14 для прохода в канал 5 распыливаемой среды.

Рассекатель 10 выполнен в виде двух 15 усеченных конусов 15 и 16, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу 3 конус 16 рассекателя 10 размещен в расширительной камере 6 и выполнен с центральной полостью 17, в которой установлен шток 7 отражателя 9, 20 между заплечиками 8 которого и конусообразной гайкой 12 смонтирована пружина 18, а другой конус 15 рассекателя 10 выполнен с центральным выступом 19, обращенным к заплечикам 8 штока 7 отражателя 9 и уста- 25 новлен с осевым зазором 20 к ним.

Свободное перемещение отражателя 9 обеспечивается за счет осевых радиальных зазоров 20 и 21 соответственно.

Ударно-струйная форсунка работает следующим образом.

Распыливаемая масса, например молочно-белковый концентрат, под давлением

15 — 100 кг/см подают в корпус 1 через патрубок 2, из которого по отверстиям 14 гайки 13 — в центральный канал 5 и расши35 рительную камеру 6.

При выходе в расширительную камеру 6 размещают рассекатель 10, при обтекании которого распыливаемая масса равномерно распределяется по сечению сопла 3, гасятся пульсации потока. Из сопла 3 распыливае- 40 мую массу с большой скоростью подают на отражатель 9, и в результате удара струя распадается на капли, при этом конфигурация факела определяется геометрией отражателя и физико-химическими и гидроди- 45 намическими характеристиками движущей распыливаемой среды.

Кроме того, свободное подвешивание стержня 11 с рассекателем 10 и отражателем 9 снижает требование к качеству изготовления и упрощает монтаж форсунки.

При ударе кольцевой струи об отражатель 9 за счет давления отражатель 9 самоцентрируют относительно оси струи, истекающей из сопла 3, что позволяет получить факел правильной геометрической формы. Это достигают за счет того, что отражатель на штоке 7 свободно подвешивают на пружине 18, и он имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости. Кроме того, при ударе струи об отражатель 9, последни и п ри ходит в кол еб ател ьное движение, что интенсифицирует процесс дробления струи распыливаемой массы. Это достигают за счет того, что под действием давления и колебаний связь между слоями вязкой массы ослабевает и струя разрушается.

Колебания отражателя 9 резко снижают забивание сопла 3 инородными включениями.

Это достигают за счет того, что в сопле 3 возникают пульсации под действием колебаний. На частицу, застрявшую в сопле 3, в момент разрежения действует сила давления потока, в расширительной камере 6 частица вытягивается и выбивается.

Если же частица твердая, то при попадании в сопло под действием колебаний и давления возникающая боковая сила действует на нижний конус расширителя, сечение в месте зазорения увеличивается и частица выбивается. Таким образом, свободная подвеска стержня 11 с рассекателем 10 и отражателя 9 с возможностью самоцентрирования независимо друг от друга повышает надежность работы ударноструйной форсунки.

Пружина 18, на которой подвешен на штоке 7 отражатель 9, размещена в закрытой полости Чтобы исключить попадание массы в полость через зазор 21 конец конусной гайки размещают в устье сопла 3, поэтому при истечении массы с большой скоростью по закону Бернулли давление в устье резко падает, и таким образом масса не попадает в полость пружины 18, что повышает надежность и долговечность работы отражателя 9.

Выполнение системы (фиг. 2) стержень 11 — рассекатель 10 — отражатель 9 как единое целое осуществляют за счет взаимодействия штока 7 с верхним конусом 15 рассекателя 10 через заплечики 8, когда осевой,зазор 21 ликвидируется путем сжатия пружины 18 конусной гайкой 12, при этом отражатель 9 закрывает сопло 3. В этом варианте самоцентрирование системы осуществляется в горизонтальной плоскости.

Особенностью данного технического решения является. то, что в момент потери давления распыливаемой среды сопло закрывается и предотвращает попадание продукта в сушильную камеру -(не показана).

937030

Принцип работы ударно-струйной форсунки заключается в следующем. .Под действием давления распыливаемой массы отражатель 9 перемещается вниз и открывает сопло 3. Масса ударяется о поверхность отражателя 9 и распыляется. При падении давления распыливаемой массы отражатель 9 под действием пружины 18 закрывает сопло 3, и прекращается подача продукта в сушильную камеру, при этом шток 7 через заплечики 8 взаимодействует с верхним усеченным конусом 15. Это снижает 1О выход некачественного продукта.

Экономическая эффективность от замены распылительного диска на ударно-струйную форсунку при использовании ее при сушке продукта составляет 22 тыс. руб. на одну сушилку в год.

Предварительные испытания опытного образца ударно-струйной форсунки показали ее надежность и преимущества в работе по сравиению с известными образцами (дисковыми) .

Формула изобретения

Ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества распыления и надежности работы форсунки, она снабжена рассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расширительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным к заплечикам штока отражателя, и установлен с осевым зазором к ним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головачевский Ю. А. Ороситель и форсунки скрубберов химической промышлеыности. /й., «Машиностроение», 1974, с. 274—

249, рис. 94.

2. Патент Великобритании Мо 1511028, кл. В 2 F, В 05 В 1/26, опублик. 1978 (прототип).

1б б

Фиг. Z

Фиг.1

Составитель А. Чал-Борю

Редактор И. Николайчук Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Заказ 4302/10 Тираж 727 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4