Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА С АКТИВНЫМ РАСПЫЛИТЕЛЕМ

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 №2427402, F02C 7/24, 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 акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.

Технический результат - повышение эффективности распыления.

Это достигается тем, что в центробежной форсунке с активным распылителем, 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 отверстие с винтовой нарезкой, 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 к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например выполненные в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра, а наклонно расположенные стержни с активными распылителями, закрепленные на торцевой поверхности втулки меньшего диаметра, своими свободными концами соединены со сплошной пластиной пластинчатого распылителя, которая выполнена плоской, или выпуклой, или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности втулки меньшего диаметра, так и от нее. На чертеже изображен общий вид центробежной форсунки с активным распылителем.

Центробежная форсунка с активным распылителем 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.

Внутри шнека 1 выполнено отверстие 2 с левой (или правой) винтовой нарезкой.

При этом направление винтовой нарезки отверстия 2, выполненного внутри шнека 1, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.

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.

К торцевой поверхности втулки 4 меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня 11, на каждом из которых закреплены активные распылители 12, например выполненные в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры 13, закрепленные на стержнях 11, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки 5 большего диаметра.

Наклонно расположенные стержни 11 с активными распылителями 12, закрепленные на торцевой поверхности втулки 4 меньшего диаметра, своими свободными концами соединены со сплошной пластиной 14 пластинчатого распылителя, которая выполнена плоской, или выпуклой, или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности втулки 4 меньшего диаметра, так и от нее (на чертеже не показано).

Центробежная форсунка с активным распылителем 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 отверстие 2 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.

На выходе из форсунки встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 1, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 1, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей. Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.

Дополнительное дробление капель жидкости происходит за счет наклонно расположенных стержней 11, на каждом из которых закреплены активные распылители 12, например выполненные в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры 13, закрепленные на стержнях 11.

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.