Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2499634, F02С 7/24 от 10.02.11, содержащая корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой (прототип).

Недостатком известной центробежной форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.

Технический результат - повышение эффективности распыления.

Это достигается тем, что в центробежной форсунке, содержащей корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека к периферийным отверстиям, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а внутри шнека, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру, а на другом, свободном конце стержня перпендикулярно его оси закреплены по крайней мере два равномерно расположенных по длине стержня диска, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня, а на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска.

К периферийной части сферического сегмента прикреплена перфорированная коническая обечайка, другая часть которой жестко связана с торцевой поверхностью цилиндрической втулки меньшего диаметра корпуса форсунки, а шнек, расположенный внутри втулки меньшего диаметра и соосно ей, жестко связан с ее внутренней поверхностью, запрессован в нее, при этом штуцер, расположенный во втулке большего диаметра и соосно ей, жестко закреплен в ней посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, а к торцевой поверхности цилиндрической втулки меньшего диаметра прикреплен раструб, выполненный в виде диффузора, охватывающего перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента.

На чертеже изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей.

Центробежная форсунка состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 1 образована винтовая внешняя полость 3 шнека 1.

Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.

Внутри шнека 1 выполнено по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям ряда сквозных отверстий 11, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека 1 к периферийным отверстиям 11.

Внутри шнека 1, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень 2, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру 7, а на другом, свободном конце стержня перпендикулярно его оси закреплены по крайней мере два равномерно расположенных по длине стержня 2 диска 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.

На свободном конце стержня 2 установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента 13, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня 2 диска 12, а к периферийной части сферического сегмента 13 прикреплена перфорированная коническая обечайка 14, другая часть которой жестко связана с торцевой поверхностью цилиндрической втулки 4 меньшего диаметра корпуса форсунки.

К торцевой поверхности цилиндрической втулки 4 меньшего диаметра прикреплен раструб 15, выполненный в виде диффузора, охватывающего перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента 13.

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых - в периферийные дросселирующие отверстия 11, образуя сплошной поток.

На выходе из форсунки встречаются два потока жидкости, причем один поток - вращающийся турбулентного типа, а другой - сплошной, который в зависимости от давления и геометрических размеров может быть как ламинарным, так и турбулентным и который взаимодействует поочередно с расположенными по длине стержня 2 дисками 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.

При взаимодействии вращающегося и сплошного потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения о диски 12 в этих потоках жидкости.

Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.

При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.