Результат интеллектуальной деятельности: МЕЛКОДИСПЕРСНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ

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 №2474452, A62C 31/02 (прототип), 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 распыления жидкости.

Это достигается тем, что в мелкодисперсном распылителе жидкости, содержащим полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены жиклеры во взаимно перпендикулярных плоскостях, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода, подводящего жидкость, конической переходной части и цилиндрической части с большим размером диаметрального сечения и с внутренней резьбовой поверхностью, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью корпуса, при этом цилиндрическая поверхность сопла переходит в коническую поверхность и замыкается торцевой, перпендикулярной оси корпуса, глухой перегородкой с жиклером в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке сопла, при этом корпус и сопло образуют три, соосные между собой внутренние цилиндрические камеры, а на сопле, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы по крайней мере тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов для прохода жидкости и горизонтальных каналов, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера, при этом парные каналы расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса, а коническая боковая поверхность сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.

На чертеже представлена схема мелкодисперсного распылителя жидкости.

Мелкодисперсный распылитель жидкости содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, конической переходной части 2 и цилиндрической части 3 с большим размером диаметрального сечения, с внутренней резьбовой поверхностью.

Соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью 6 с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью 3 корпуса. Цилиндрическая поверхность 6 сопла переходит в коническую поверхность 4 и замыкается торцевой перпендикулярной оси корпуса глухой перегородкой 5 с жиклером 10 в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке 5 сопла. При этом жиклер 10, выполненный в центре глухой перегородки 5 и состоящий из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, имеет винтообразные поверхности на внутренних поверхностях как цилиндрического, так и конического дроссельных отверстий (на чертеже не показано).

Корпус и сопло образуют три соосных между собой внутренних цилиндрических камеры. Камера 7 служит для подвода жидкости, камера 8 является расширительной камерой, камера 9 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления.

На сопле, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы по крайней мере тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 12 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 11, которые пересекаются на конической боковой поверхности 4 сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. При этом вертикальные каналы 12 соединены с полостью расширительной камеры 8, а горизонтальные каналы 11 - с полостью нагнетательной камеры 9.

Парные каналы 11 и 12 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 4 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.

На внутренних поверхностях каналов жиклеров сопла 4, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и которые образованы по крайней мере тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 12 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 11, выполнены винтовые поверхности, при этом направление винтовых поверхностей в этих каналах выполнено противоположно направленным. Это позволяет повысить мелкодисперность распыляемой жидкости за счет взаимодействия вихревых потоков на выходе из жиклеров.

Возможен вариант, когда образованные корпусом и соплом три соосные между собой, внутренние цилиндрические камеры, одна из которых (камера 7) служит для подвода жидкости, другая (камера 8) является расширительной камерой, а третья (камера 9) выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления, заполнены упругим сетчатым элементом, или стружкой из цветного металла, или стружкой из пластмассы (на чертеже не показано). К торцевой поверхности цилиндрической части 3 корпуса прикреплен диффузор 13, охватывающий коническую поверхность 4 сопла с глухой перегородкой 5 и жиклером 10.

Работа мелкодисперсного распылителя жидкости осуществляется следующим образом.

Распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче жидкости в корпус под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в каналах 11 и 12 образуются встречные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным отверстиям жиклеров, образованных этими каналами.

После столкновения потоков жидкости в каналах 11 и 12, и истечения через выходные отверстия жиклеров происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол, в диапазоне от 45 до 60°, в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под жиклером 10 в глухой перегородке 5 распылителя. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.

Предлагаемый мелкодисперсный распылитель может использоваться в противопожарной технике, например, в составе спринклерных или дренчерных систем пожаротушения, в сельском хозяйстве - для распыления различного типа веществ на посевных площадях и в производственных помещениях, а также в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике - для распыления топлива, а также в отраслях техники, где требуется генерация распыленных мелкодисперсных потоков жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве.

Возможен вариант, когда в выходном сечении диффузора 13, прикрепленного к торцевой поверхности цилиндрической части 3 корпуса, установлена перфорированная перегородка 14, к которой одним концом, в точке ее пересечения с осью распылителя, закреплены по крайней мере две спицы 15 и 16, второй конец которых закреплен на внутренней поверхности диффузора 13 таким образом, что спицы 15 и 16 перпендикулярны внутренней поверхности диффузора 13, а на спицах, в их центральной части, свободно установлены дополнительные распылители, выполненные в виде винтовых барабанов 17 и 19, которые зафиксированы на спицах с помощью упоров 18 и 20.