Результат интеллектуальной деятельности: ВИХРЕВАЯ ФОРСУНКА КОЧЕТОВА

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 ороситель по патенту RU №2485986, A62C 31/02, содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости, жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.

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. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания.

Это достигается тем, что в вихревой форсунке, содержащей корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет по крайней мере три тангенциальных канала, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов, включающих в себя винт, и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая сплошная пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, а во второй сплошной пластине, соосно центральному отверстию, выполненному в первой пластине пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш, выполненный в виде шайбы с дроссельными отверстиями, расположенными от центрального дроссельного отверстия на концентрично расположенных окружностях, центр которых совпадает с центром центрального дроссельного отверстия, а центры периферийных дроссельных отверстий лежат на концентрично расположенных окружностях, причем количество периферийных дроссельных отверстий увеличивается от центрального дроссельного отверстия, а их диаметры соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия к периферии, причем количество периферийных дроссельных отверстий зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез вихревой форсунки, на фиг. 2 - вид А на сменный сопловый вкладыш снизу, на фиг. 3 - вид А на вариант выполнения сменного соплового вкладыша снизу.

Вихревая форсунка состоит из трубчатого корпуса 1 (фиг. 1), в котором с помощью накидной гайки 2 через герметизирующую прокладку 10 соосно закрепляется вкладыш 7. В торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части 8 и конической части 9.

Вкладыш 7 имеет по крайней мере три тангенциальных канала 3 (на фиг. 2 показано четыре канала), расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса 1, а также камеру закручивания 4, соединенную с тангенциальными каналами 3, соосное корпусу 1 дроссельное отверстие 5, расположенное в нижней части вкладыша 7, и диск 6, примыкающий к торцу вкладыша 7 со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса 1. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока. Вкладыш 7 и диск 6 изготовлены из металлокерамики.

К торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой по крайней мере двух пластин, одна из которых, первая пластина 11, имеет центральное отверстие 15, а вторая пластина 12 выполнена сплошной и крепится к первой посредством по крайней мере трех крепежных элементов 16, включающих в себя винт, и простановочные калиброванные шайбы 13 и 14, устанавливаемые между пластинами 11 и 12, а также между торцевой поверхностью накидной гайки 2 и первой пластиной 11, которые выполняют функцию регулирующего звена, управляющего зазором между пластинами 11 и 12 распылителя, влияющим на дисперсность распыливаемой среды.

Вторая, сплошная пластина 12 пластинчатого распылителя может быть выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой (на чертеже не показано), причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки 2, так и от нее. Это зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Во второй сплошной пластине 12 (фиг. 1), соосно центральному отверстию 15, выполненному в первой пластине 11 пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш 17, выполненный в виде шайбы с дроссельными отверстиями (фиг. 2), расположенными от центрального дроссельного отверстия 18 на концентрично расположенных окружностях, центр которых совпадает с центром центрального дроссельного отверстия, а центры периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 лежат на концентрично расположенных окружностях, причем количество периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 увеличивается от центрального дроссельного отверстия 18, а их диаметры соответственно уменьшаются от центра центрального дроссельного отверстия 18 к периферии, причем количество периферийных дроссельных отверстий 19 и 20 зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Возможен вариант, когда во второй сплошной пластине 12 (фиг. 1), соосно центральному отверстию, состоящему из цилиндрической части 8 и конической части 9, выполненному в первой пластине 11 пластинчатого отбойника, установлен сопловый вкладыш 17, выполненный в виде шайбы с дроссельными пазами прямоугольного профиля (фиг. 3), расположенными от центрального дроссельного паза 21 параллельно и симметрично относительно горизонтальной оси сплошной пластины 12 (фиг. 3), а горизонтальные оси периферийных дроссельных пазов 22 и 23 прямоугольного профиля лежат на параллельно расположенных горизонтальных осях, причем расстояние их от центрального дроссельного паза 21 уменьшается от центра к периферии, а их площади проходных сечений увеличиваются от периферии к центру, причем количество периферийных дроссельных пазов зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Из тангенциальных каналов 3 струи жидкости под давлением попадают в камеру накручивания 4, из которой под действием давления и центробежных сил распыливаются через дроссельное отверстие 5. Затем мелкодисперсный вихревой поток поступает сначала в цилиндрическую часть 8 центрального отверстия, а затем в коническую часть 9 этого отверстия, образуя факел мелкодисперсного вихревого потока, угол раскрытия которого определяется углом конической части 9 центрального отверстия. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление и повышает качество распыливания, а вторичное дробление капель жидкости и получение мелкодисперсного факела обеспечивает пластинчатый распылитель за счет того, что вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена с установленным в ней сопловым вкладышем 17, выполненным в виде шайбы с дроссельными отверстиями (фиг.2), расположенными от центрального дроссельного отверстия 18 на концентрично расположенных окружностях, что существенно позволяет увеличить мелкодисперсность распыливаемого потока жидкости.