Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА

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 форсунка по патенту RU №2416445, А62С 31/02, - прототип, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.

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 из-за отсутствия газовой составляющей турбулентного потока двухфазной смеси.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.

Это достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45º до 90º, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия.

На чертеже представлена конструктивная схема пневматической форсунки.

Пневматическая форсунка содержит корпус 6, выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 2 для крепления осесимметричной корпусу 6, центральной цилиндрической вставки 1 с центральным осевым каналом 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 6, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие 8 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 13, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью корпуса. К внутренней боковой поверхности корпуса 6, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 9 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 10, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью гильзы 9, при этом кольцевой зазор 10 соединен с кольцевой камерой 13. К центральной цилиндрической вставке 1 соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба 4, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина 5 с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями 12 с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45º до 90º. На боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 11, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 4, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.

Жидкость под давлением подается через осевой канал 3, выполненный в центральной цилиндрической вставке 1 к распылителю в виде конического раструба 4, из которого часть жидкости истекает в горизонтальном направлении через радиальные отверстия 11, а часть - в вертикальном направлении через конические дроссельные отверстия 12. Воздух под давлением подается через отверстия 8 в кольцевую камеру 13, а из нее - к распылителю посредством кольцевого зазора 10. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например в стационарных системах пожаротушения, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.