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 №2441708, F02C 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, корпус выполнен со впускным патрубком, имеющим отверстие, соосной с ним входной цилиндрической камеры, камеры 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 мгогоканальный тангенциальный ввод, а соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш с внешним диаметром D₁, а внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванные отверстия: коническое отверстие с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие диаметром d₂ и выходное коническое отверстие диаметром d₃, при этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия.

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 со впускным патрубком 4, имеющим отверстие 3, соосной с ним входной цилиндрической камеры 9, камеры завихрения 11, расположенной коаксиально по отношению к входной камеры 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 калиброванные отверстия: коническое отверстие 6 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное коническое отверстие 8 с 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 калиброванные отверстия: коническое отверстие с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 7 диаметром d₂ и выходное коническое отверстие 8 с 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;

Возможен вариант, когда на поверхности конического отверстия 6 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, обращенного в сторону к камере завихрения 11, выполнена винтовая нарезка (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда форсунка дополнительно снабжена завихрителем (на чертеже не показано), выполненным в виде шнека, расположенного на внешней поверхности камеры завихрения 11, причем направление крутки потока жидкости на шнеке совпадает с направлением крутки камеры завихрения 11.

Возможен вариант, когда форсунка дополнительно снабжена диффузором 12, соосно закрепленным на торцевой поверхности корпуса 1 таким образом, что меньший диаметр отверстия диффузора 12 с зазором охватывает сопловый вкладыш 5 с внешним диаметром D₁.

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.