Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ШИРОКОФАКЕЛЬНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2441708, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла за счет недостаточной степени крутки входного потока жидкости.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.

Это достигается тем, что в широкофакельной центробежной форсунке, содержащей корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, корпус выполнен со впускным патрубком, имеющим отверстие, соосной с ним входной цилиндрической камеры, камеры завихрения, расположенной коаксиально по отношению к входной камере и выполненной в виде цилиндрического стакана, имеющего на боковой поверхности, по крайней мере, три тангенциально расположенных отверстия, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения, т.е. имеет место многоканальный тангенциальный ввод, а соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш с внешним диаметром D₁, а внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие диаметром d₂ и выходное цилиндрическое отверстие диаметром d₃, при этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия, сопловый вкладыш форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира, при этом отношение диаметра d₃ выходного цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру центрального цилиндрического отверстия лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5; отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия вкладыша лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8, а соосно камере завихрения в ней расположен полый конический завихритель, выполненный в виде усеченного конуса, нижнее основание которого опирается на основание цилиндрической камеры завихрения, а верхнее - в центральное цилиндрическое отверстие соплового вкладыша, а на поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка.

На фиг. 1 изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей, на фиг. 2 - сечение камеры завихрения по тангенциальному многоканальному вводу.

Центробежная широкофакельная форсунка состоит из корпуса 1 со впускным патрубком 4, имеющим отверстие 3, соосной с ним входной цилиндрической камеры 9, камеры завихрения 11, расположенной коаксиально по отношению к входной камеры 9 и выполненной в виде цилиндрического стакана 2, имеющего на боковой поверхности, по крайней мере, три тангенциально расположенных отверстия 10, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения 2, т.е. имеет место многоканальный тангенциальный ввод.

Соосно камере завихрения 11 расположен сопловый вкладыш 5 с внешним диаметром D₁, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 11 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 6 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное цилиндрическое отверстие 8 диаметром d₃. При этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 соплового вкладыша 5 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:

отношение диаметра d₃ выходного цилиндрического отверстия 8 соплового вкладыша 5 к диаметру d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5;

отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша 5 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 вкладыша 5 лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8.

Центробежная широкофакельная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по впускному отверстию 3, затем проходит во входную цилиндрическую камеру 9 и поступает по многоканальному тангенциальному вводу через отверстия 10 в камеру завихрения 11, выполненную в виде цилиндрического стакана 2. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 11 проходит через калиброванное коническое отверстие 6 соплового вкладыша 5, центральное цилиндрическое отверстие 7 и выходное цилиндрическое отверстия 8 соплового вкладыша 5, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла при вершине конуса конического отверстия 6 соплового вкладыша 5.

Соосно камере завихрения 11 в ней расположен полый конический завихритель 12, выполненный в виде усеченного конуса, нижнее основание которого опирается на основание цилиндрической камеры завихрения 11, а верхнее - в центральное цилиндрическое отверстие 7 соплового вкладыша 5. На поверхности полого конического завихрителя 12 выполнена сквозная винтовая нарезка.

Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром центрального цилиндрического отверстия 7, равным 9 мм, при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 150° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия.