RU2039910C1

RU2039910C1 - Nozzle for spraying viscose liquid

Info

Publication number: RU2039910C1
Authority: RU
Inventors: Я.М. Каган; Г.Н. Делягин; С.А. Савошин; И.В. Листратов; Е.Л. Власов; В.Г. Кузнецов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод"
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: spraying liquids. SUBSTANCE: nozzle has housing 1 with central fuel passageway 3 and coaxial ring passageway of the sprayer connected to mixing chamber 2, radial nozzles 6 of the primary sprayer, and nozzles 7 of the secondary sprayer which connect the ring passageway with mixing chamber 2. The housing is provided with a row of axial passageways 4 connected with mixing chamber by their inlets and to radial nozzles 6 of the primary sprayer by their outlets. The distance between the longitudinal axes of the passageways the outlet section of fuel passageway 3 exceeds their diameter by 1.5-3 times. The distance between the outlet sections of radial nozzles 6 exceeds their diameter by 4-6 times. Nozzles 7 of the secondary sprayer are axially alined and shifted in the periphery direction with respect to axial passageways 4. The distance between the longitudinal axes of the axial passageways and axis of housing 1 exceeds their diameter by 1.6-3 times. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, преимущественно вязких и содержащих абразивные включения, и может быть использовано в химической промышленности, производстве стройматериалов, а также в различных топливосжигающих агрегатах. The invention relates to techniques for spraying liquids, mainly viscous and containing abrasive inclusions, and can be used in the chemical industry, the production of building materials, as well as in various fuel-burning units.

Известна форсунка для распыливания вязких жидкостей, включающая корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения. Known nozzle for spraying viscous liquids, comprising a housing with a central fuel channel and a coaxial annular feed channel of the atomizer connected to the mixing chamber, as well as radial nozzles of the primary atomizer and nozzles of the secondary atomizer, communicating the annular channel with the mixing chamber.

Недостатками известной форсунки являются неудовлетворительная дисперсность распыла и повышенный удельный расход распыливающего агента, особенно при большом расходе топлива, а также абразивный износ выходной воронки форсунки из-за большой скорости подачи топлива. The disadvantages of the known nozzle are the unsatisfactory dispersion of the spray and the increased specific consumption of the spraying agent, especially at high fuel consumption, as well as the abrasive wear of the outlet funnel of the nozzle due to the high feed rate.

Цель изобретения повышение качества распыливания и долговечности форсунки. The purpose of the invention is to improve the quality of atomization and the durability of the nozzle.

Цель достигается за счет того, что в форсунке для распыливания вязких жидкостей, содержащей корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения, в корпусе выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов, подключенных на входе к камере смешения, а на выходе к радиальным соплам первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза, выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз, а сопла вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза. The goal is achieved due to the fact that in the nozzle for spraying viscous liquids containing a housing with a central fuel channel and a coaxial annular channel for supplying the atomizer connected to the mixing chamber, as well as radial nozzles of the primary atomizer and nozzles of the secondary atomizer communicating the annular channel with the mixing chamber, an annular row of axial channels is made in the housing, connected at the input to the mixing chamber, and at the output to the radial nozzles of the primary atomizer, the longitudinal axes of which are located at a distance and from the exit cut of the fuel channel, exceeding their diameter by 1.5 to 3 times, the output slices of these radial nozzles are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 4 to 6 times, and the nozzles of the secondary atomizer are made axial and offset in the circumferential direction relative to the axial channels, while their longitudinal axis are located from the axis of the housing at a distance exceeding their diameter by 1.5 to 3 times.

На фиг. 1 представлена форсунка для распыливания вязких жидкостей, поперечный разрез; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a nozzle for spraying viscous liquids, cross section; in FIG. 2 shows a section AA in FIG. 1.

Форсунка содержит корпус 1 с внешней камерой 2 смешения, центральным топливным каналом 3, подключенным к камере смешения, и аксиальными каналами 4 и 5 для подачи первичного и вторичного потоков распылителя (воздуха, пара и т. д.), число которых может варьироваться, но должно быть одинаковым. Каналы 4 расположены симметрично вокруг центрального топливного канала 3 и подключены на входе к камере 2 смешения. Каналы 4 снабжены радиальными соплами 6, подсоединенными к боковой стенке камеры смешения под прямым углом к оси форсунки и направленными к ее центру. Каналы 5 расположены также симметрично вокруг центрального топливного канала 3 и подключены на входе к камере 2 смешения. Каналы 5 смещены относительно каналов 4 на угол α, зависящий от числа каналов: α= f(n/2), где n общее количество каналов. Каналы 5 снабжены соплами 7 и подключены в донной части камеры 2 смешения параллельно центральному топливному каналу 3. Для изменения геометрии распыла каналы 5 могут быть выполнены с отклонением относительно центральной оси на угол β, -15^о ≅ β ≅ +15^о. Каналы 4 и 5 на выходе подключены к радиальным соплам 6 первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза. Выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4 6 раз. Сопла 7 вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов 4 и 5, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5 3 раза.The nozzle contains a housing 1 with an external mixing chamber 2, a central fuel channel 3 connected to the mixing chamber, and axial channels 4 and 5 for supplying the primary and secondary flows of the atomizer (air, steam, etc.), the number of which can vary, but must be the same. Channels 4 are located symmetrically around the central fuel channel 3 and are connected at the inlet to the mixing chamber 2. The channels 4 are equipped with radial nozzles 6 connected to the side wall of the mixing chamber at a right angle to the axis of the nozzle and directed to its center. The channels 5 are also located symmetrically around the central fuel channel 3 and are connected at the inlet to the mixing chamber 2. Channels 5 are offset relative to channels 4 by an angle α, depending on the number of channels: α = f (n / 2), where n is the total number of channels. The channels 5 are equipped with nozzles 7 and are connected in the bottom of the mixing chamber 2 parallel to the central fuel channel 3. To change the spray geometry, the channels 5 can be deviated from the central axis by an angle β, -15 ^о ≅ β ≅ +15 ^о . Channels 4 and 5 at the outlet are connected to the radial nozzles 6 of the primary atomizer, the longitudinal axes of which are located at a distance from the exit cut of the fuel channel, exceeding their diameter by 1.5 3 times. The output sections of these radial nozzles are located from the axis of the housing at a distance exceeding their diameter by 4-6 times. The nozzles 7 of the secondary atomizer are made axial and offset in the circumferential direction relative to the axial channels 4 and 5, while their longitudinal axes are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 1.5 to 3 times.

Форсунка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

По центральному каналу 3 подается в камеру 2 смешения вязкое топливо (например, водоугольное топливо ВУТ), распыливающий агент (например, воздух) подается одновременно в каналы 4 первичного потока распылителя и каналы 5 вторичного потока распылителя. При необходимости более тонкой регулировки форсунки может быть осуществлена и раздельная подача распылителя в каналы 4 и каналы 5. При этом поток воздуха, истекающий из каналов 4, направленных перпендикулярно оси канала 3 топлива навстречу друг другу, создает эффект газодинамического запирания потока топлива, вследствие чего струя топлива первоначально дробится на крупные фракции, которые хаотично движутся в турбулентных потоках, возникающих при взаимодействии встречно направленных струй, что приводит к дополнительному дроблению крупных фракций топлива на мелкие капли, располагающиеся в секторах, образованных истечением потоков воздуха из этих сопл. Viscous fuel (for example, VUT water-coal fuel) is supplied through the central channel 3 to the mixing chamber 2, a spray agent (for example, air) is simultaneously supplied to the channels 4 of the primary stream of the atomizer and the channels 5 of the secondary stream of the atomizer. If it is necessary to fine-tune the nozzle, a separate spray can be supplied to the channels 4 and channels 5. In this case, the air flow flowing from the channels 4 directed perpendicular to the axis of the fuel channel 3 towards each other creates the effect of gas-dynamic locking of the fuel flow, as a result of which the jet fuel is initially crushed into large fractions that randomly move in turbulent flows arising from the interaction of counter-directed jets, which leads to additional crushing of large of fuel fractions into small droplets located in sectors formed by the outflow of air flows from these nozzles.

Выходящий из каналов 5 высокоскоростной поток воздуха дробит капли ВУТ до мелкодисперсного состояния (фракции ≅ 200 мкм) и выносит топливо-воздушную смесь в камеру сгорания. При этом удельный расход распыливающего агента составляет < 20% от расхода топлива. При выполнении каналов 5 с угловым наклоном относительно центральной оси форсунки получают более короткий или более длинный факел. The high-speed air stream leaving the channels 5 crushes the VUT droplets to a finely dispersed state (fraction ≅ 200 μm) and carries the fuel-air mixture into the combustion chamber. In this case, the specific consumption of the spraying agent is <20% of the fuel consumption. When performing channels 5 with an angular inclination relative to the central axis of the nozzle, a shorter or longer torch is obtained.

За счет деления потока распылителя на два первичный и вторичный достигается максимальная поверхность соприкосновения потоков топлива и распылителя, обеспечивающая его качественный распыл. By dividing the spray stream into two primary and secondary, the maximum contact surface of the fuel and spray flows is achieved, ensuring its high-quality spray.

Благодаря расположению камеры смешения снаружи корпуса форсунки обеспечивается отсутствие абразивного износа элементов форсунки и появляется возможность изготовления форсунки без применения специальных дорогостоящих материалов. Due to the location of the mixing chamber on the outside of the nozzle body, there is no abrasive wear on the nozzle elements and it becomes possible to manufacture the nozzle without the use of special expensive materials.

За счет раздельной подачи распылителя в каналы первичного и вторичного потоков обеспечивается широкий диапазон регулирования расходов топлива и распылителя без ухудшения качественных показателей распыла. Due to the separate supply of the atomizer to the channels of the primary and secondary flows, a wide range of fuel and atomizer flow rates regulation is provided without deterioration of the atomization quality.

Claims

VISCOUS LIQUID SPRAYING NOZZLE, comprising a housing with a central fuel channel and a coaxial annular nozzle supply channel connected to the mixing chamber, as well as radial nozzles of the primary atomizer and secondary atomizer nozzles communicating the annular channel with the mixing chamber, characterized in that the annular channel is made in the housing a number of axial channels connected at the input to the mixing chamber, and at the output to the radial nozzles of the primary atomizer, the longitudinal axes of which are located at a distance from the outlet section of the fuel channel, exceeding their diameter by 1.5 3.0 times, the output sections of these radial nozzles are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 4-6 times, and the nozzles of the secondary atomizer are made axial and offset in the circumferential direction relative to the axial channels, while their longitudinal axis are located from the axis of the housing at a distance exceeding their diameter by 1.5 3.0 times.