Результат интеллектуальной деятельности: ВИХРЕВАЯ РЕЗОНАНСНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2514862, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.

Это достигается тем, что в вихревой резонансной форсунке, содержащей корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры.

На фиг. 1 представлена схема вихревой резонансной форсунки, на фиг. 2 - вариант выполнения тела вращения 14 с резонансными выемками.

Вихревая резонансная форсунка включает в свой состав корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 3, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 2 с внутренней резьбой 5. В цилиндрической гильзе 2 расположена расширительная камера 4, соосная корпусу. При этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе 2 посредством резьбы 5 сопло 6, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, расположенных в торцевой поверхности сопла 6, образованной его днищем 7. В торцевой поверхности сопла 6 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, соединенное со смесительной камерой 11 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 12. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 9 и 10, взятые в совокупности, и центрального отверстия 8 равны между собой.

В выходной диффузорной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц 13, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 12, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения 14, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 14, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнена в виде эллипсоида, малая ось которого осесимметрична оси диффузорной выходной камеры 12 (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 2, соосной с корпусом 1, соосно диффузорной камере 12, прикреплен диффузор 15, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения 14 рассекателя.

Возможен вариант, когда рассекатель выполнен в виде двух спиц 13, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 12, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси 16, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения 14, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры 12.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 14, выполненного в виде шара, установленного на оси 16, с возможностью вращения, выполнена перфорированной.

Возможен вариант, когда к поверхности тела вращения 14, выполненного в виде шара, установленного на оси 16, с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например в виде отрезков винтовых лопастей (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 8, расположенного в торцевой поверхности сопла 6, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости (на чертеже не показано).

Вихревая резонансная форсунка работает следующим образом.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 3, затем в расширительную камеру 4, соосную корпусу 1. После камеры 4 жидкость направляется к соплу 6, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 в смесительную камеру 11, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, также соединенных со смесительной камерой 11 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 12, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.

В выходной диффузорной камере 12 происходит столкновение выходного вихревого потока с рассекателем, его спицами 13, и поверхностью тела вращения 14, что приводит к дополнительному дроблению капель жидкости, образованию тонкораспыленных струй.

Возможен вариант, когда в теле вращения 14, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки 17 по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости (фиг. 2) для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.

Возможен вариант, когда к диффузору 15, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, на выходе, у его среза, соосно прикреплено кольцо 18 треугольного профиля с резонансными выемками 19 под углом 45° к оси форсунки, а, соосно его выходному отверстию, к нему прикреплено кольцо 20 с перфорированным диском на выходе, в боковой поверхности которого под углом 90° к оси форсунки, выполнены резонансные выемки по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, и выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела форсунки.