RU141663U1

RU141663U1 - LIQUID SPRAY

Info

Publication number: RU141663U1
Application number: RU2014103563/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Леонидович Душкин; Николай Николаевич Рязанцев; Сергей Евгеньевич Ловчинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"; Общество с ограниченной ответственностью "Темперо"
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Распылитель жидкости, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости и парой форсунок, сформированных на одной образующей корпуса в аксиальных каналах, выполненных в его стенке и сообщённых с его внутренней полостью, при этом расстояние между форсунками в 8÷40 раз превышает ширину аксиального канала, патрубок подвода жидкости размещен между форсунками на боковой поверхности корпуса с противоположной стороны.2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что аксиальные каналы сообщены с внутренней полостью корпуса кольцевыми канавками, ширина которых равна 0,5÷1,5 ширины аксиального канала.3. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительной парой форсунок, сформированных на его образующей, сдвинутой на угол не более 30°.4. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что патрубок подвода жидкости размещен симметрично по отношению к форсункам.1. A liquid atomizer containing a hollow body in the form of a cylinder, equipped with a fluid supply pipe and a pair of nozzles formed on one housing generatrix in axial channels made in its wall and communicated with its internal cavity, the distance between the nozzles being 8 ÷ 40 times exceeds the width of the axial channel, the fluid supply pipe is located between the nozzles on the side surface of the housing from the opposite side. 2. The sprayer according to claim 1, characterized in that the axial channels are in communication with the annular cavity of the housing by annular grooves whose width is 0.5 ÷ 1.5 of the axial channel width. 3. A sprayer according to claim 1, characterized in that the housing is provided with an additional pair of nozzles formed on its generatrix shifted by an angle of not more than 30 °. 4. The sprayer according to claim 1, characterized in that the fluid supply pipe is placed symmetrically with respect to the nozzles.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к противопожарной технике и предназначена для тушения пожаров с использованием тонкораспыленной воды на трансформаторных подстанциях и других объектах, где находятся люди и ценное оборудование, а также в сельском хозяйстве для полива и обработки полей жидкими составами, в устройствах химической технологии и теплоэнергетике.The utility model relates to fire fighting equipment and is designed to extinguish fires using finely dispersed water at transformer substations and other facilities where people and valuable equipment are located, as well as in agriculture for irrigation and field treatment with liquid compounds, in chemical technology and heat power devices.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство распыления жидкости (патент RU 2111033), которое содержит полый цилиндрический корпус, на внешней поверхности которого размещены, по меньшей мере, два ряда форсунок, образованных проточкой с коническими поверхностями и каналами, выполненными в корпусе параллельно оси симметрии цилиндра корпуса и сообщенными с внутренней полостью корпуса кольцевыми цилиндрическими коллекторами, боковая поверхность которых частично пересекает конические поверхности проточки, и патрубок подвода жидкости. Описанное устройство создает тонкораспыленный поток капель диаметром 60-150 мкм. Недостатком такого устройства является малая орошаемая распылителем площадь до 20 м² (в форме круга), в связи с чем для защиты объектов больших геометрических размеров и сложных форм (например, силовой маслонаполненного трансформатора) требуется большее количестве таких распылителей. В результате неоправдано увеличивается расход распыляемой жидкости для достижения необходимой интенсивности орошения по всей площади объекта.A device for spraying liquid (patent RU 2111033) is known, which comprises a hollow cylindrical body, on the outer surface of which at least two rows of nozzles are formed, formed by a groove with conical surfaces and channels made in the body parallel to the axis of symmetry of the cylinder of the body and communicated with the inner the body cavity with annular cylindrical collectors, the lateral surface of which partially intersects the conical surfaces of the groove, and the fluid supply pipe. The described device creates a finely dispersed stream of droplets with a diameter of 60-150 microns. The disadvantage of this device is the small area irrigated by the sprayer up to 20 m ² (in the shape of a circle), and therefore, to protect objects of large geometric sizes and complex shapes (for example, a power oil-filled transformer), a larger number of such sprayers are required. As a result, the flow rate of the sprayed liquid is unjustifiably increased to achieve the necessary irrigation intensity over the entire area of the facility.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является распылитель, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости и форсунками, сформированными в аксиальных каналах, выполненных в стенке корпуса и сообщенных с его внутренней полостью (патент RU 2150336). Этот распылитель выбран в качестве прототипа.Closest to the claimed utility model in technical essence and the achieved result is a sprayer containing a hollow body in the form of a cylinder, equipped with a fluid supply pipe and nozzles formed in axial channels made in the wall of the body and communicated with its internal cavity (patent RU 2150336). This sprayer is selected as a prototype.

В прототипе патрубок подвода жидкости размещен в одном торце цилиндрического корпуса, а форсунки размещены в шахматном порядке на боковой поверхности корпуса и, кроме того, на его другом торце.In the prototype, the fluid supply pipe is located in one end of the cylindrical body, and the nozzles are staggered on the side surface of the body and, in addition, on its other end.

Использование распылителя-прототипа позволяет получить равномерный тонкораспыленный поток капель с диаметром капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа на относительно небольшой площади, при увеличении которой растет размер наиболее удаленных (дальнобойных) капель и увеличивается расход жидкости. Это вынуждает использовать более энерго- и металлоемкие устройства для подвода жидкости к патрубку устройства.The use of a prototype atomizer makes it possible to obtain a uniform finely dispersed stream of droplets with a droplet diameter of 30 to 150 μm at a water supply pressure of not more than 1 MPa over a relatively small area, with an increase in which the size of the most distant (long-range) droplets increases and the fluid flow increases. This forces the use of more energy and metal-intensive devices for supplying fluid to the device nozzle.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Технический результат заявляемой полезной модели - увеличение площади орошения без увеличения расхода жидкости. Это позволяет обеспечить защиту объектов больших геометрических размеров и сложных форм (например, силового маслонаполненного трансформатора) с меньшим расходом распыляемой жидкости.The technical result of the claimed utility model is an increase in irrigation area without increasing fluid flow. This allows you to protect objects of large geometric dimensions and complex shapes (for example, power oil-filled transformer) with a lower consumption of sprayed liquid.

Предметом полезной модели является распылитель жидкости, содержащий полый корпус в форме цилиндра, снабженный патрубком подвода жидкости и парой форсунок, сформированных в аксиальных каналах, выполненных в стенке корпуса и сообщенных с его внутренней полостью, при этом, в отличие от прототипа, форсунки сформированы на одной образующей цилиндрического корпуса, расстояние между форсунками в 8÷40 раз превышает ширину аксиального канала, а патрубок подвода жидкости размещен между форсунками на боковой поверхности корпуса с противоположной стороны.The subject of a utility model is a liquid atomizer containing a hollow body in the form of a cylinder, equipped with a fluid supply pipe and a pair of nozzles formed in axial channels made in the wall of the body and communicated with its internal cavity, while, unlike the prototype, the nozzles are formed on one forming a cylindrical body, the distance between the nozzles is 8 ÷ 40 times the width of the axial channel, and the fluid supply pipe is placed between the nozzles on the side surface of the housing with the opposite side.

Это позволяет получить указанный выше технический результат.This allows you to get the above technical result.

Полезная модель имеет развития, направленные на дальнейшее увеличение орошаемой площади распыления без увеличения расхода жидкости, которые состоят в том, что:The utility model has developments aimed at further increasing the irrigated spray area without increasing the flow rate of the liquid, which consists in the fact that:

- аксиальные каналы сообщены с внутренней полостью корпуса кольцевыми канавками, ширина которых равна 0,5÷4,5 ширины аксиального канала;- axial channels are in communication with the inner cavity of the housing by annular grooves whose width is 0.5 ÷ 4.5 of the axial channel width;

- корпус снабжен дополнительной парой форсунок, сформированных на его образующей, сдвинутой на угол не более 30°;- the housing is equipped with an additional pair of nozzles formed on its generatrix shifted by an angle of not more than 30 °;

- патрубок подвода жидкости размещен симметрично по отношению к форсункам.- the fluid supply pipe is placed symmetrically with respect to the nozzles.

Осуществление полезной модели с учетом ее развитийImplementation of a utility model, taking into account its developments

Осуществление полезной модели поясняет чертеж, на котором изображен распылитель в продольном разрезе. На фигуре показаны полый цилиндрический корпус 1, две форсунки 2, сформированные в аксиальных каналах 3 путем проточки стенки корпуса 1. Каналы 3 выполнены в стенке корпуса 1 и сообщены с внутренней полостью корпуса 1 кольцевыми канавками 4. Патрубок 5 подвода жидкости размещен между форсунками 2 на боковой поверхности корпуса 1 с диаметрально противоположной по отношению к форсункам 2 стороны.The implementation of the utility model is illustrated in the drawing, which shows the atomizer in longitudinal section. The figure shows a hollow cylindrical housing 1, two nozzles 2 formed in the axial channels 3 by grooving the wall of the housing 1. Channels 3 are made in the wall of the housing 1 and communicated with the inner cavity of the housing 1 by annular grooves 4. A pipe 5 for supplying liquid is placed between the nozzles 2 on the side surface of the housing 1 with a diametrically opposite with respect to the nozzles 2 of the side.

Форсунки 2 сформированы одной образующей цилиндрического корпуса 1 так, что расстояние между форсунками 2 в 8÷40 раз превышает ширину канала 3. Ширина кольцевых канавок 4 составляет 0,5÷4,5 ширины канала 3.The nozzles 2 are formed by one generatrix of the cylindrical body 1 so that the distance between the nozzles 2 is 8 ÷ 40 times greater than the width of the channel 3. The width of the annular grooves 4 is 0.5 ÷ 4.5 the width of the channel 3.

На другой образующей цилиндрического корпуса, сдвинутой на угол не более 30° относительно образующей цилиндра, на которой расположены форсунки 2, может быть сформирована дополнительная пара форсунок (не показанная на фигуре).On another generatrix of the cylindrical body, shifted by an angle of not more than 30 ° relative to the generatrix of the cylinder on which the nozzles 2 are located, an additional pair of nozzles (not shown in the figure) can be formed.

Распылитель работает следующим образом.The sprayer operates as follows.

Рабочая жидкость, например вода, подается в полость корпуса 1 через патрубок 5 под давлением 0,3÷4,0 МПа.The working fluid, such as water, is fed into the cavity of the housing 1 through the nozzle 5 under a pressure of 0.3 ÷ 4.0 MPa.

Через кольцевые канавки 4 в каналы 3 и к выходным отверстиям форсунок 2 устремляются встречные потоки жидкости. После столкновения этих потоков в каналах 3 они истекают из распылителя через форсунки 2. При этом происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелен от разных форсунок 2.Through the annular grooves 4 in the channels 3 and to the outlet openings of the nozzles 2, oncoming flows of fluid rush. After the collision of these flows in the channels 3, they flow out of the atomizer through the nozzles 2. This results in the formation of a fan-shaped gas-liquid stream in the form of swaddles from different nozzles 2.

При взаимодействии с окружающей атмосферой жидкость, истекающая из каждой форсунки 2, дробится на мелкие капли.When interacting with the surrounding atmosphere, the liquid flowing out of each nozzle 2 is crushed into small drops.

Благодаря тому, что расстояние L между форсунками 2, лежит в пределах 8÷40 диаметров канала 3, окружающий воздух засасывается в зазор между потоками, генерируемыми форсунками 2, размещенными по разные стороны патрубка 5. При этом в зазоре образуются парные противонаправленные вихри эжектируемого газа, которые усиливают интенсивность взаимодействия потоков за счет их турбулизации и столкновений, вызывающих вторичное дробление капель. В результате образуется тонкораспыленный равномерно распределенный поток капель, орошающий большую площадь без увеличения расхода жидкости.Due to the fact that the distance L between the nozzles 2 lies within 8 ÷ 40 of the diameters of the channel 3, the surrounding air is sucked into the gap between the flows generated by the nozzles 2 located on opposite sides of the nozzle 5. In this case, paired counter-directed eddies of the ejected gas are formed, which enhance the intensity of the interaction of flows due to their turbulization and collisions, causing secondary crushing of the droplets. As a result, a finely dispersed uniformly distributed stream of droplets is formed, irrigating a large area without increasing the flow rate of the liquid.

Уменьшение расстояния L меньше 8 диаметров каналов 3 приводит к коагуляции и укрупнению распыляемых капель за счет снижения количества подсасываемого истекающими струями жидкости окружающего воздуха. При этом неоправданно увеличивается расход распыляемой жидкости.Reducing the distance L less than 8 diameters of the channels 3 leads to coagulation and enlargement of the sprayed droplets by reducing the amount of ambient air sucked out by the flowing jets of liquid. This unnecessarily increases the flow rate of the sprayed liquid.

Увеличение расстояния L свыше 40 диаметров каналов 3 приводит к снижению взаимодействия потоков капель, генерируемых отдельными форсунками 2, к отсутствию парных вихрей воздуха эжектируемого жидкостными потоками и вторичного дробления капель при их столкновении в газожидкостном потоке и, как следствие, к появлению не орошенных областей на защищаемой площади.An increase in the distance L over 40 diameters of channels 3 leads to a decrease in the interaction of droplet flows generated by separate nozzles 2, to the absence of paired vortices of air ejected by liquid flows and secondary crushing of droplets upon their collision in a gas-liquid flow, and, as a result, to the appearance of non-irrigated areas on the protected area.

Размещение патрубка 5 подвода жидкости между форсунками 2 обеспечивает одинаковые условия подвода жидкости к форсункам и, тем самым, способствует равномерности орошения защищаемого объекта, необходимой для минимизации расхода жидкости. Симметричное расположение патрубка 5 между форсунками 2, является оптимальным в этом смысле.The placement of the pipe 5 of the fluid supply between the nozzles 2 provides the same conditions for supplying fluid to the nozzles and, thus, contributes to the uniformity of irrigation of the protected object, necessary to minimize fluid flow. The symmetrical location of the pipe 5 between the nozzles 2, is optimal in this sense.

Наилучшие условия подвода рабочей жидкости к каналам 3 распылителя достигаются при ширине кольцевых канавок 4, равной 0,5÷1,5 ширины канала 3. При меньшей ширине канавок 4 жидкость в каналы 3 будет поступать с большим гидравлическом сопротивлением, и, следовательно, с большими потерями энергии, что приведет к снижению скорости потока на выходе из форсунок 2, и, как следствие, к меньшей дальнобойности. При ширине канавок 4, превышающей ширину канала 3 более чем в 1,5 раза, неоправданно увеличиваются геометрические размеры распылителя, его вес и количество материалов для его изготовления.The best conditions for supplying the working fluid to the channels 3 of the atomizer are achieved when the width of the annular grooves 4 is equal to 0.5 ÷ 1.5 of the width of the channel 3. With a smaller width of the grooves 4, the liquid will enter the channels 3 with high hydraulic resistance, and therefore with large energy losses, which will lead to a decrease in the flow rate at the outlet of the nozzles 2, and, as a result, to a smaller range. When the width of the grooves 4 exceeds the width of the channel 3 by more than 1.5 times, the geometric dimensions of the atomizer, its weight and the amount of materials for its manufacture are unjustifiably increased.

При аналогичном формировании дополнительной пары форсунок (со своими каналами 3) на другой образующей цилиндрического корпуса 1, сдвинутой на угол не более 30° относительно первой, орошаемая площадь дополнительно увеличится (при заданном расходе жидкости) за счет столкновения и вторичного дробления капель, вылетающих из форсунок 2 и из сдвинутой дополнительной пары форсунок. При сдвиге более 30° взаимодействие потоков ослабляется и не обеспечивает вторичного дробления сталкивающихся капель жидкости.With a similar formation of an additional pair of nozzles (with their channels 3) on another generatrix of the cylindrical body 1, shifted by an angle of not more than 30 ° relative to the first, the irrigated area will additionally increase (at a given liquid flow rate) due to collision and secondary crushing of droplets escaping from the nozzles 2 and from the shifted additional pair of nozzles. With a shift of more than 30 °, the interaction of the flows is weakened and does not provide secondary crushing of the colliding drops of liquid.

Были проведены сравнительные испытания распылителей жидкости, изготовленных по патенту RU 2150336 и согласно настоящей полезной модели. На защищаемой площади 27,3 м² в форме круга оба испытываемых распылителя обеспечивали интенсивность орошения 0,025 дм³/м²с. При проведении испытаний задавалась требуемая интенсивность орошения 0,06 дм³/м² с и защищаемая площадь в форме прямоугольника размерами 6 м × 8 м=48 м².Comparative tests were carried out of liquid atomizers manufactured according to patent RU 2150336 and according to this utility model. On a protected area of 27.3 m ² in the form of a circle, both test sprayers provided an irrigation intensity of 0.025 dm ³ / m ² s. During the tests, the required irrigation intensity was set to 0.06 dm ³ / m ² s and the protected area in the form of a rectangle with dimensions of 6 m × 8 m = 48 m ² .

Для обеспечения такой защиты с полным перекрытием защищаемой поверхности оказалось необходимым использовать 8 распылителей по патенту RU 150336 или только один заявляемый распылитель (выполненный с учетом развитий данной полезной модели).To provide such protection with a complete overlap of the protected surface, it turned out to be necessary to use 8 sprayers according to patent RU 150336 or only one sprayer of the claimed type (made taking into account the developments of this utility model).

Результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, в случае использования распылителя по настоящей полезной модели расход воды уменьшился более чем в два раза за счет обеспечения равномерного орошения всей площади с заданной интенсивностью без образования областей избыточной интенсивности, неизбежных при использовании распылителей, выполненных по конструкции прототипа.The test results are shown in the table. As can be seen from the table, in the case of using a sprayer according to the present utility model, the water consumption decreased by more than two times due to the provision of uniform irrigation of the entire area with a given intensity without the formation of areas of excessive intensity, inevitable when using sprayers made according to the prototype design.

ТаблицаTable №No. Тип распылителяAtomizer type Потребное количество распылителейThe required number of nozzles Давление подачи, МПаFeed pressure, MPa Суммарный расход воды дм³/м²сTotal water consumption dm ³ / m ² s Максимальная интенсивность орошения с дм³/м²сMaximum irrigation intensity with dm ³ / m ² s Диаметр капель, мкмThe diameter of the droplets, microns 1one по патенту RU 2150336 C1according to patent RU 2150336 C1 88 0,80.8 6,556.55 0,1350.135 50-10050-100 22 По настоящей полезной моделиAccording to this utility model 1one 0,80.8 3,053.05 0,060.06 50-10050-100

Claims

1. A liquid atomizer containing a hollow body in the form of a cylinder, equipped with a fluid supply pipe and a pair of nozzles formed on one housing generatrix in axial channels made in its wall and communicated with its internal cavity, the distance between the nozzles being 8 ÷ 40 times exceeds the width of the axial channel, the fluid supply pipe is placed between the nozzles on the side surface of the housing from the opposite side.

2. The atomizer according to claim 1, characterized in that the axial channels are in communication with the annular cavity of the housing by annular grooves whose width is 0.5 ÷ 1.5 of the axial channel width.

3. The sprayer according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with an additional pair of nozzles formed on its generatrix shifted by an angle of not more than 30 °.

4. The sprayer according to claim 1, characterized in that the fluid supply pipe is placed symmetrically with respect to the nozzles.