Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ШИРОКОФАКЕЛЬНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2497043, F02С 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла за счет недостаточной степени крутки входного потока жидкости.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.

Это достигается тем, что в широкофакельной центробежной форсунке, содержащей корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш, при этом корпус выполнен со впускным патрубком, имеющим отверстие, соосной с ним входной цилиндрической камерой, камерой завихрения, расположенной коаксиально по отношению к входной камере и выполненной в виде цилиндрического стакана, имеющего на боковой поверхности, по крайней мере, три тангенциально расположенных отверстия, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения, т.е. имеет место многоканальный тангенциальный ввод, а соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш с внешним диаметром D₁, внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие диаметром d₂ и выходное коническое отверстие диаметром d₃ нижнего основания усеченного конуса, при этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия и диаметру верхнего основания усеченного конуса выходного конического отверстия, она дополнительно снабжена фильтром очистки воды от механических примесей, который выполнен в виде кольца и расположен коаксиально цилиндрической поверхности камеры завихрения и прилегает без зазоров к ее внешней цилиндрической поверхности, перекрывая тангенциально расположенные в камере завихрения отверстия, при этом крепление фильтра может осуществляться посредством хомута или фильтр выполнен по форме в виде стакана, надетого без зазоров на внешнюю поверхность камеры завихрения.

На фиг.1 изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей, на фиг.2 - сечение камеры завихрения по тангенциальному многоканальному вводу.

Центробежная широкофакельная форсунка состоит из корпуса 1 с впускным патрубком 4, имеющим отверстие 3, соосной с ним входной цилиндрической камерой 9, камерой завихрения 11, расположенной коаксиально по отношению к входной камере 9 и выполненной в виде цилиндрического стакана 2, имеющего на боковой поверхности, по крайней мере, три тангенциально расположенных отверстия 10, оси которых расположены касательно по отношению к камере завихрения 2, т.е. имеет место мгогоканальный тангенциальный ввод.

Соосно камере завихрения 11 расположен сопловый вкладыш 5 с внешним диаметром D₁, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 11 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 6 диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное коническое отверстие 8 диаметром d₃ нижнего основания усеченного конуса. При этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 соплового вкладыша 5 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6, а также при этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 и диаметру верхнего основания усеченного конуса выходного конического отверстия 8.

Внутри вкладыша 5 выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое отверстие диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное коническое отверстие 8 диаметром d₃ нижнего основания усеченного конуса, при этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 и диаметру верхнего основания усеченного конуса выходного конического отверстия 8.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:

отношение диаметра d₃ выходного конического отверстия 8 соплового вкладыша 5 к диаметру d₂ центрального цилиндрического отверстия 7 лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5;

отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша 5 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 вкладыша 5 лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8.

Форсунка дополнительно снабжена фильтром 12 очистки воды от механических примесей, который выполнен в виде кольца (на чертеже не показано) и расположен коаксиально цилиндрической поверхности камеры завихрения 11 и прилегает без зазоров к ее внешней цилиндрической поверхности, перекрывая тангенциально расположенные в камере завихрения 11 отверстия 10.

При этом крепление фильтра 12 может осуществляться посредством хомута (на чертеже не показано) или фильтр выполнен по форме в виде стакана, надетого без зазоров на внешнюю поверхность камеры завихрения 11.

Центробежная широкофакельная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по впускному отверстию 3, затем проходит во входную цилиндрическую камеру 9 и поступает по многоканальному тангенциальному вводу через отверстия 10 в камеру завихрения 11, выполненную в виде цилиндрического стакана 2. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 11 проходит через калиброванное коническое отверстие 6 соплового вкладыша 5, центральное цилиндрическое отверстие 7 и выходное коническое отверстия 8 соплового вкладыша 5, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла при вершине конуса выходного конического отверстия 8 соплового вкладыша 5.

Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром центрального цилиндрического отверстия 7, равным 9 мм, при рабочих давлениях жидкости 150…·250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 150° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия.