RU2140333C1

RU2140333C1 - Method and device for forming jet of liquid with controllable dispersivity of drops

Info

Publication number: RU2140333C1
Application number: RU97116461A
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Алексеев; Николай Николаевич Межуев; Александр Алексеевич Нода; Николай Федорович Свириденко; Николай Кириллович Скобелев
Original assignee: Александр Алексеевич Нода; Николай Федорович Свириденко
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: forming flow of liquid and dividing this flow into two parts. SUBSTANCE: method consists in forming flow of liquid and dividing this flow into two parts: one part of flow is released in form of jet and other part of flow is fed to hydrodynamic pressure pulsator at adjustable pulse repetition frequency. Device for realization of this method includes delivery pump connected with reservoir filled with liquid. Outlet of pump is connected with flow-through hydropneumatic chamber whose outlet is connected with pipe line fitted with nozzle and hydrodynamic pressure pulsator at adjustable frequency repetition frequency. Drain of pulsator is connected with reservoir connected to pump inlet. Hydrodynamic pressure pulsator is made in form of valve pair "plate - seat" for control of travel of plate which is pressed by means of spring at adjustable force of its initial compression. EFFECT: enhanced efficiency of use of energy of hydraulic impact for acceleration of liquid discharge in form of jet; increased carry of jet; possibility of control of dispersivity of drops due to control of frequency and amplitude. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для создания дальнобойных распыленных струй жидкости и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно для тушения пожаров, а также для увлажнения воздуха, пылеподавления, в дождевальных устройствах и др. The invention relates to equipment for creating long-range sprayed jets of liquid and can be used in various sectors of the economy, mainly for extinguishing fires, as well as for humidification, dust suppression, in sprinkler devices, etc.

Известен способ получения мелкодисперсных струй путем наложения на поток жидкости, истекающей из насадки, пульсаций давления, генерируемых внешним источником (см. Исаев А.П. Гидравлика дождевальных машин. -М.: Машиностроение, 1973, с.87). Однако использование этого способа сопряжено с необходимостью применения мощного источника пульсаций, способного раскачать движущийся через насадку с большой скоростью поток жидкости, что требует значительных энергозатрат. A known method of producing fine jets by applying to the flow of fluid flowing from the nozzle, pressure pulsations generated by an external source (see Isaev A.P. Hydraulics of sprinkler machines. -M.: Mechanical Engineering, 1973, p. 87). However, the use of this method is associated with the need to use a powerful source of pulsations that can pump a fluid flow moving through the nozzle at a high speed, which requires significant energy consumption.

Известно устройство для импульсного распыления жидкости, в котором узел для создания импульсного увеличения давления жидкости выполнен в виде размещенных в полости корпуса двух электродов, соединенных с устройством для прерывистого электрического питания (см. А.с. СССР N 1480882, МПК: B 05 B 1/08, БИ N 19, 1989 г.). В указанном устройстве пульсирующий режим истечения жидкости реализуется в результате электрических разрядов в ограниченною объеме жидкости, заклиненной в рабочей камере корпуса, снабженного обратным клапаном по линии подачи жидкости в камеру. Недостатком данного устройства является ограниченный объем истекающих порций жидкости, конструктивная сложность устройства, заключающаяся в необходимости системы управления зарядно-разрядными процессами и наличии высоковольтного источника электрического питания. A device for pulsed liquid atomization is known, in which the node for creating a pulsed increase in liquid pressure is made in the form of two electrodes placed in a body cavity connected to a device for intermittent electric power supply (see A.S. USSR N 1480882, IPC: B 05 B 1 / 08, BI N 19, 1989). In the specified device, the pulsating mode of fluid flow is realized as a result of electric discharges in a limited volume of fluid stuck in the working chamber of the housing, equipped with a check valve along the line for supplying fluid to the chamber. The disadvantage of this device is the limited volume of leaking portions of liquid, the structural complexity of the device, which consists in the need for a control system for charge-discharge processes and the presence of a high-voltage source of electrical power.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа, выбранным в качестве прототипа, является способ получения мелкодисперсной струи жидкости, реализованной в гидроударном распылителе жидкости (см. А.с. СССР N 1549602, МПК: B 05 B 3/04, БИ N 10, 1990 г.) и включающий формирование потока жидкости, создание в нем путем периодического его торможения импульсов повышения давления (гидроударов) и выпуск потока жидкости в пространство в виде пульсирующей струи. Распыление жидкости, истекающей в пространство осуществляется за счет гидроударов, формируемых в потоке. Общими существенными признаками известного способа и заявляемого являются формирование потока жидкости, создание в нем периодических импульсов повышения давления (гидроударов), генерируемых за счет энергии самой жидкости, и выпуск потока жидкости в пространство. При реализации способа-прототипа формирование гидроудара осуществляется путем полной остановки всего потока жидкости и за счет этого ее кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию давления. Максимальное давление гидроудара возникает в момент полной остановки потока жидкости. Поэтому последующий разгон жидкости перед выпуском потока (выбросом струи) в пространство происходит при спаде давления в жидкости. Это не позволяет эффективно использовать силовой фактор гидроудара, т.е. максимальный импульс повышения давления в жидкости, для ее разгона и, следовательно, достичь максимально возможной при данном импульсе давления скорости струи, что снижает ее дальнобойность. The closest analogue of the proposed method, selected as a prototype, is a method for producing a finely dispersed jet of liquid implemented in a hydropercussion spray of liquid (see A.S. USSR N 1549602, IPC: B 05 B 3/04, BI N 10, 1990 ) and including the formation of a fluid flow, the creation in it by periodic inhibition of pulses of increasing pressure (water hammer) and the release of the fluid flow into space in the form of a pulsating jet. Spraying the fluid flowing into space is carried out due to water hammer generated in the stream. The common essential features of the known method and the claimed one are the formation of a fluid flow, the creation of periodic pressure pulses (hydroshocks) generated by the energy of the fluid itself and the release of the fluid flow into space. When implementing the prototype method, the formation of water hammer is carried out by completely stopping the entire fluid flow and due to this, its kinetic energy passes into potential pressure energy. The maximum pressure of hydroblow occurs at the moment of a complete stop of the fluid flow. Therefore, the subsequent acceleration of the liquid before the release of the stream (ejection of the jet) into space occurs when the pressure in the liquid drops. This does not allow the effective use of the power factor of hydraulic shock, i.e. the maximum impulse to increase the pressure in the liquid, for its acceleration and, therefore, to achieve the maximum possible jet velocity at a given pressure impulse, which reduces its range.

Наиболее близким аналогом заявляемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является гидроударный распылитель жидкости, содержащий насос, соединенный с емкостью, заполненной жидкостью, трубопровод и насадку, имеющую внутренний перфорированный цилиндр и охватывающий его с зазором наружный перфорированный цилиндр, установленный с возможностью вращения и выполненный с равномерно расположенными тангенциальными отверстиями (см. А.с. СССР N 1549602, МПК: B 05 B 3/04, БИ N 10, 1990 г.). Распыление жидкости указанным устройством осуществляется за счет импульсного повышения давления, происходящего при гидравлическом ударе, обусловленным перекрыванием проходных отверстий при вращении наружного цилиндра. Вращение последнего осуществляется за счет реактивного момента, возникающего при воздействии потока жидкости на боковые стенки проходных каналов, расположенных тангенциально в наружном цилиндре. Общими существенными признаками известного и заявляемого устройства являются насос, соединенный с емкостью, заполненной жидкостью, трубопровод и насадка. При работе устройства-прототипа максимальное значение давления гидроудара соответствует полностью перекрытому выходному сечению насадки. Истечение жидкости происходит при давлениях меньших максимального, так как при открытии выходного сечения давление начинает падать и, кроме того, оно уже ниже максимального, так как после волны повышения давления (сжатия) пошла волна разрежения. Это снижает скорость истечения струи и, следовательно, ее дальнобойность. Указанное обстоятельство еще более усугубляется переменностью коэффициента расхода жидкости при переменной во времени площади выходного сечения насадки (см. Юдаев В.Ф. и др. Истечение жидкости через отверстия ротора и статора сирены. // Изв. ВУЗов: сер. Машиностроение, 1973, N 8, с.72- 76). Кроме этого, из-за переменности выходного сечения насадки в процессе работы, его загромождения и соответственно значительного гидравлического сопротивления при пониженных значениях коэффициента расхода происходит преждевременное разрушение струи, что также приводит к существенному снижение дальнобойности мелкодисперсного потока. The closest analogue of the claimed device, selected as a prototype, is a hydropercussion liquid atomizer containing a pump connected to a container filled with liquid, a pipe and a nozzle having an internal perforated cylinder and an external perforated cylinder mounted with rotation, mounted for rotation and made with uniformly spaced tangential holes (see A.S. USSR N 1549602, IPC: B 05 B 3/04, BI N 10, 1990). The liquid is sprayed by the specified device due to the pulsed increase in pressure that occurs during water hammer due to the overlapping of the passage openings during rotation of the outer cylinder. The rotation of the latter is due to the reactive moment arising from the action of the fluid flow on the side walls of the passage channels located tangentially in the outer cylinder. Common essential features of the known and claimed device are a pump connected to a tank filled with liquid, a pipeline and a nozzle. During the operation of the prototype device, the maximum value of the pressure of the hydraulic shock corresponds to the completely blocked output section of the nozzle. Liquid outflow occurs at pressures lower than the maximum, since when the outlet cross section opens, the pressure begins to drop and, in addition, it is already lower than the maximum, because a rarefaction wave went after the wave of increasing pressure (compression). This reduces the speed of the jet and, consequently, its range. This circumstance is further aggravated by the variability of the liquid flow coefficient with time-varying area of the nozzle outlet cross-section (see Yudaev V.F. et al. Liquid outflow through the holes of the rotor and stator of the siren. // Izv. VUZov: ser. Mashinostroenie, 1973, N 8, p. 72-76). In addition, due to the variability of the outlet cross section of the nozzle during operation, its clutter and, accordingly, significant hydraulic resistance at low values of the flow coefficient, premature destruction of the jet occurs, which also leads to a significant decrease in the range of the finely dispersed stream.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель, при котором путем организации нового режима движения потока жидкости обеспечивается повышение эффективности использования энергии гидроудара (импульса повышения давления в жидкости) для разгона жидкости, выпускаемой в виде струи, и за счет этого увеличивается дальнобойность последней. The basis of the invention is the task of improving the method of producing a liquid jet with controlled droplet dispersion, in which by organizing a new mode of movement of the liquid stream, the energy efficiency of the hydroblow (pulse of increasing pressure in the liquid) is increased to disperse the liquid discharged in the form of a jet, and due to the range of the latter increases.

В основу изобретения поставлена также задача усовершенствования устройства для получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель, в котором путем введения новых конструктивных элементов и связей между собой будет обеспечено повышение эффективности использования энергии гидроудара для разгона жидкости, выпускаемой в виде струи, и за счет этого повысится дальнобойность последней. The basis of the invention is also the task of improving the device for producing a jet of liquid with controlled droplet dispersion, in which by introducing new structural elements and interconnections, an increase in the efficiency of using the energy of hydroblow to disperse a liquid discharged in the form of a jet will be provided, and thereby the range will increase last one.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель, включающем формирование потока жидкости, создание в нем периодических импульсов повышения давления, генерируемых за счет энергии самой жидкости, и выпуск потока жидкости в пространство, согласно изобретению, поток жидкости разделяют на две части и одну часть непосредственно выпускают в пространство, а другую часть потока жидкости подают на гидродинамический пульсатор давления с регулируемой частотой импульсов. The problem is solved in that in the method of producing a liquid jet with controlled droplet dispersion, including the formation of a liquid stream, the generation of periodic pressure pulses in it generated by the energy of the liquid itself, and the release of the liquid stream into space, according to the invention, the liquid stream is divided into two parts and one part are directly released into space, and the other part of the fluid flow is fed to a hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель, содержащем насос, соединенный с емкостью, заполненной жидкостью, трубопровод и насадку, согласно изобретению, выход насоса соединен с проточной гидропневматической камерой, к выходу которой подсоединен трубопровод, на котором установлены насадка и гидродинамический пульсатор давления с регулируемой частотой импульсов. The problem is also solved by the fact that in a device for producing a jet of liquid with controlled droplet dispersion, comprising a pump connected to a container filled with liquid, a pipeline and a nozzle according to the invention, the pump outlet is connected to a flowing hydropneumatic chamber, to the outlet of which a pipeline is connected, which has a nozzle and a hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency.

Кроме этого, слив гидродинамического пульсатора соединен с емкостью, подсоединенной ко входу насоса. In addition, the discharge of the hydrodynamic pulsator is connected to a tank connected to the pump inlet.

Кроме этого, гидродинамический пульсатор давления выполнен в виде клапанной пары "тарель-седло" с возможностью регулирования хода тарели, которая поджата пружиной с возможностью регулирования силы ее начального сжатия. In addition, the hydrodynamic pressure pulsator is made in the form of a plate-seat valve pair with the ability to control the stroke of the plate, which is preloaded by a spring with the ability to control the force of its initial compression.

Наличие в предлагаемом устройстве гидродинамического пульсатора давления, установленного на трубопроводе, и отдельно установленной на этом же трубопроводе (параллельно пульсатору) насадки в совокупности с остальными существенными признаками устройства позволяет разделить поток жидкости на две части и одну из них непосредственно направить через насадку в пространство, а другую - подавать на пульсатор давления жидкости, обеспечивая таким образом реализацию предлагаемого способа. Это позволяет сделать вывод, что предлагаемые изобретения связаны между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел и, следовательно, требование единства изобретения выполняется. The presence in the proposed device of a hydrodynamic pressure pulsator installed on the pipeline and separately installed on the same pipeline (parallel to the pulsator) of the nozzle in combination with other essential features of the device allows you to divide the fluid flow into two parts and direct one of them directly through the nozzle into space, and the other is to apply to the fluid pressure pulsator, thus ensuring the implementation of the proposed method. This allows us to conclude that the proposed invention are so interconnected that they form a single inventive concept and, therefore, the requirement of the unity of the invention is fulfilled.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе получения струи жидкости с управляемой дисперсностью поток жидкости разделяют на две части, при этом одну часть через насадку непосредственно выпускают в пространство, а другую часть потока жидкости подают на гидродинамический пульсатор давления с регулируемой частотой импульсов. Разделение потока жидкости на две части позволяет создавать пульсация давления (гидроудары), преобразуя кинетическую энергию жидкости в потенциальную энергию давления только того потока, который подают на гидродинамический пульсатор давления. Эти импульсы давления затем передаются другой части потока жидкости, который истекает в пространство в виде струи, за счет чего происходит его ускорение. При этом, в отличие от прототипа, когда ускорение потока жидкости, выпускаемого в пространство, осуществляется с состояния покоя и основной процесс ускорения происходит при спаде давления в импульсе, в предлагаемом способе на поток, движущийся с определенной скоростью через насадку, накладывается дополнительный импульс давления, потенциальная энергия которого практически полностью переходит в кинетическую энергии потока жидкости, вследствие чего скорость возрастает. Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа в совокупности с другими существенными признаками обеспечивают повышение эффективности использования энергии гидроудара для ускорения потока жидкости, выпускаемого в пространство, что приводит к увеличению дальнобойности струи. Unlike the prototype, in the proposed method for producing a liquid jet with controlled dispersion, the liquid stream is divided into two parts, while one part is directly released into the space through the nozzle, and the other part of the liquid stream is fed to a hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency. Dividing the fluid flow into two parts allows you to create pressure pulsation (water hammer), converting the kinetic energy of the fluid into potential pressure energy of only that flow, which is fed to the hydrodynamic pressure pulsator. These pressure pulses are then transmitted to another part of the fluid stream, which flows into the space in the form of a jet, due to which it accelerates. In this case, unlike the prototype, when the acceleration of the fluid flow released into space is carried out from a state of rest and the main acceleration process occurs when the pressure in the pulse drops, in the proposed method, an additional pressure pulse is superimposed on the flow moving with a certain speed through the nozzle, the potential energy of which is almost completely converted into the kinetic energy of the fluid flow, as a result of which the speed increases. Thus, the distinguishing features of the proposed method in combination with other essential features provide an increase in the efficiency of the use of energy of hydroblow to accelerate the flow of fluid discharged into space, which leads to an increase in the range of the jet.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство имеет следующие отличительные признаки:
1) на выходе насоса установлена проточная гидропневматическая камера;
2) к выходу гидропневматической камеры подсоединен трубопровод, на котором установлены насадка и гидродинамический пульсатор давления с регулируемой частотой импульсов;
3) слив гидродинамического пульсатора соединен с емкостью, подсоединенной ко входу насоса;
4) выполнение гидродинамического пульсатора давления в виде клапанной пары "тарель-седло".Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device has the following distinctive features:
1) a flowing hydropneumatic chamber is installed at the pump outlet;
2) a pipeline is connected to the outlet of the hydropneumatic chamber, on which the nozzle and hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency are installed;
3) the discharge of the hydrodynamic pulsator is connected to a tank connected to the pump inlet;
4) the implementation of the hydrodynamic pressure pulsator in the form of a valve pair "plate-saddle".

Первые два отличительных признака являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны. Остальные признаки характеризуют изобретение в конкретной форме его выполнения. Установка на одном трубопроводе насадки и гидродинамического пульсатора давления позволяет разделить поток жидкости на две части и одну направить через насадку для истечения струи, а другую - на гидродинамический пульсатор. Это позволяет генерировать импульсы давления в жидкости (гидроудары), преобразуя в потенциальную энергию давления только кинетическую энергию потока жидкости, поступающей на гидродинамический пульсатор. При воздействии этих импульсов на жидкость, истекающую через насадку, происходит ее ускорение. При этом ускорение происходит в течение всего времени воздействия импульса повышения давления, в том числе и при максимальном давлении в импульсе (в прототипе - только при понижении давления в импульсе). Это повышает эффективность использования энергии гидроудара для разгона жидкости, истекающей через насадку, что при прочих равных условиях приводит к повышению ее скорости и, следовательно, к увеличению дальнобойности струи. Наличие гидропневматической камеры обеспечивает нормальное функционирование насоса, предохраняя его от воздействия гидроударов. Соединение слива гидропульсатора с емкостью, к которой подсоединен насос, предотвращает непроизводительный расход жидкости. Предложенная конструкция гидродинамического пульсатора, выполненного в виде клапанной пары "тарель-седло" с регулируемыми ходом тарели и начальным усилием сжатия пружины, поджимающей тарель, позволяет регулировать как частоту пульсации, так и их амплитуду. Изменение частоты пульсаций приводит к изменению дисперсности капель (см. Паши Д.Г., Галустов В.С. Распылители жидкостей. -М.: Химия, 1979, рис, Y.27), а изменение амплитуды - к изменению дальнобойности струи. Таким образом, выполнение устройства с приведенной выше конструкцией гидродинамического пульсатора давления позволяет управлять как дисперсностью) капель, так и дальнобойностью струи, что расширяет его функциональные возможности. The first two distinguishing features are sufficient in all cases to which the scope of legal protection applies. The remaining features characterize the invention in a specific form of its implementation. The installation of a nozzle and a hydrodynamic pressure pulsator on one pipeline makes it possible to divide the liquid flow into two parts and direct one through the nozzle for the outflow of the jet, and the other onto the hydrodynamic pulsator. This allows you to generate pressure pulses in the fluid (water hammer), converting only the kinetic energy of the fluid flow into the hydrodynamic pulsator into potential pressure energy. When these pulses act on the fluid flowing through the nozzle, it accelerates. In this case, acceleration occurs during the entire time the pulse increases the pressure, including the maximum pressure in the pulse (in the prototype, only when the pressure in the pulse is reduced). This increases the efficiency of using the energy of water hammer to disperse the fluid flowing through the nozzle, which, all other things being equal, leads to an increase in its speed and, consequently, to an increase in the range of the jet. The presence of a hydropneumatic chamber ensures the normal functioning of the pump, protecting it from the effects of water hammer. The connection of the discharge of the hydraulic pulsator to the tank to which the pump is connected prevents unproductive fluid flow. The proposed design of the hydrodynamic pulsator, made in the form of a plate-seat valve pair with adjustable plate stroke and the initial compression force of the spring pressing plate, allows you to adjust both the pulsation frequency and their amplitude. A change in the pulsation frequency leads to a change in the dispersion of the droplets (see Pasha D.G., Galustov V.S. Liquid Sprays. -M .: Chemistry, 1979, Fig. Y.27), and a change in amplitude leads to a change in the range of the jet. Thus, the implementation of the device with the above design of the hydrodynamic pressure pulsator allows you to control both the dispersion) of the droplets and the range of the jet, which expands its functionality.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель, а на фиг. 2 - схематическое изображение гидродинамического пульсатора давления. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a device for producing a liquid jet with controlled droplet dispersion, and FIG. 2 is a schematic illustration of a hydrodynamic pressure pulsator.

Устройство для получения струи жидкости с управляемой дисперсностью капель содержит нагнетательный насос 1, к выходу которого подстыкована проточная гидропневматическая камера 2, на выходе которой установлен трубопровод 3, на котором установлена насадка 4 и подсоединен гидродинамический пульсатор давления 5 с регулируемой частотой импульсов, слив 6 которого сообщен с накопительной емкостью 7, заполненной жидкостью, к которой подсоединен насос 1. Гидродинамический пульсатор давления 5 содержит корпус 8 с размещенными в нем клапанной парой "тарель 9 - седло 10" и упором 11, который установлен с возможностью перемещения вдоль корпуса 8 по резьбовому соединению. Тарель клапана поджата пружиной 12, величина сжатия которой может регулироваться посредством винта 13. A device for producing a liquid jet with controlled droplet dispersion contains a pressure pump 1, to the outlet of which a flow-through hydropneumatic chamber 2 is connected, at the outlet of which there is a pipe 3, on which a nozzle 4 is mounted and a hydrodynamic pressure pulsator 5 is connected with an adjustable pulse frequency, the discharge of which 6 is communicated with a storage tank 7 filled with liquid to which the pump 1 is connected. The hydrodynamic pressure pulsator 5 comprises a housing 8 with a valve pair "plate 9 - seat 10" and an emphasis 11, which is installed with the possibility of movement along the housing 8 through a threaded connection. The valve disc is preloaded by a spring 12, the compression ratio of which can be adjusted by means of a screw 13.

Реализация способа осуществляется следующим образом. С помощью насоса создают поток жидкости, затем разделяют его на две части. Одну часть потока жидкости выпускают через насадку в пространство. Одновременно другую часть потока подают на гидродинамический пульсатор давления с регулируемой частотой импульсов, с помощью которого в этом потоке генерируют периодические импульсы повышения давления (гидроудары) за счет энергии самой жидкости. Периодические импульсы повышения давления по потоку передаются части жидкости, истекающей в пространство через насадку, и обеспечивают режим ее истечения в виде пульсирующей дисперсной струи. Дисперсность капель регулируется путем изменения частоты пульсации давления в потоке жидкости, который подают на гидродинамический пульсатор давления. The implementation of the method is as follows. Using the pump create a fluid flow, then divide it into two parts. One part of the fluid flow is released through the nozzle into space. At the same time, another part of the flow is fed to a hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency, with the help of which periodic pressure increasing pulses (water hammer) are generated in this flow due to the energy of the liquid itself. Periodic pulses of increasing pressure are transmitted along the stream to the part of the fluid flowing into the space through the nozzle and provide the mode of its expiration in the form of a pulsating dispersed jet. The dispersion of the droplets is controlled by changing the frequency of the pressure pulsation in the fluid flow, which is fed to the hydrodynamic pressure pulsator.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии тарель 9, под действием пружины 12, отжата от седла 10. При запуске насоса 1 поток жидкости в месте подсоединения насадки 4 делится на две части, одна из которых подается в насадку 4, а другая - в продолжение трубопровода 3. В начальный момент времени после запуска насоса 1 часть жидкости свободно протекает через клапанную пару "тарель 9 - седло 10" и через сливной патрубок 6 возвращается в емкость 7. При этом из насадки истекает сплошная струя жидкости. По мере разгона жидкости в трубопроводе 3 (при выходе насоса 1 на номинальный режим работы) за счет увеличения скорости жидкости в кольцевом зазоре, образованном тарелью 9 и корпусом 8 пульсатора, повышается перепад давления на тарели 9. Это вызывает перемещение тарели 9 в сторону седла 10, что в свою очередь обусловливает еще большее нарастание перепада давления на тарели за счет увеличения его гидродинамического сопротивления. При значительном превышении силы гидродинамического давления на тарель 9 под усилием начального поджатия пружины 12, тарель 9 быстро перемещается к седлу 10, что вызывает резкое уменьшение до нуля площади проходного сечении пульсатора давления, в результате чего возникает гидравлический удар, обусловливающий резкое повышение давления в трубопроводе 8. При этом волна сжатия со скоростью звука в жидкости распространяется в сторону проточной пневматической камеры, вызывая повышение давления в жидкости, истекающей из насадки 4. При достижении волной сжатия гидропневматической камеры 2, в последней, за счет существенного превышения давления, вызванного гидравлическим ударом, над давлением нагнетания (подачи засосом), происходит сжатие воздуха (накопление потенциальной энергии сжатия), в результате чего давление в трубопроводе 3 падает и от проточной гидропневматической камеры 2 к пульсатору 5 начинает распространяться волна разрежения, которая после достижения клапанной пары пульсатора 5 вызывает открытие клапана под действием сжатой пружины 12 (тарель 9 отходит от седла 10) и цикл работы установки повторяется. Таким образом, при работе пульсатора 5 на расход жидкости, истекающей из насадки 4, накладываются пульсации давления, обусловливающие пульсирующий режим истечения жидкостной струи, что приводит к ее распыливанию. Изменяя расположение упора 11 можно регулировать ход тарели 9, а с помощью регулировочного винта 13 - силу прижатия пружины 12, что позволяет регулировать как амплитуду, так и частоту импульсов повышения давления. Как уже указывалось выше, изменение частоты импульсов приводит к изменению дисперсности капель, на которые распадается струя, а изменение их амплитуды - к изменению дальнобойности струи. The device operates as follows. In the initial state, the plate 9, under the action of the spring 12, is squeezed from the seat 10. When starting the pump 1, the fluid flow at the connection point of the nozzle 4 is divided into two parts, one of which is fed into the nozzle 4, and the other in the continuation of the pipeline 3. In the initial the moment of time after starting the pump 1, part of the fluid flows freely through the valve pair "plate 9 - seat 10" and through the drain pipe 6 returns to the tank 7. At the same time, a continuous stream of liquid flows from the nozzle. As the liquid accelerates in the pipeline 3 (when the pump 1 reaches its nominal operating mode), due to the increase in the liquid velocity in the annular gap formed by the plate 9 and the pulsator body 8, the pressure drop across the plates 9 increases. This causes the plate 9 to move towards the seat 10 , which in turn causes an even greater increase in the pressure drop across the plates due to an increase in its hydrodynamic resistance. With a significant excess of the hydrodynamic pressure on the plate 9 under the force of the initial compression of the spring 12, the plate 9 quickly moves to the seat 10, which causes a sharp decrease in the area of the passage section of the pressure pulsator to zero, resulting in a hydraulic shock, causing a sharp increase in pressure in the pipeline 8 In this case, a compression wave with the speed of sound in the liquid propagates towards the flowing pneumatic chamber, causing an increase in pressure in the fluid flowing out of the nozzle 4. Upon reaching the compression wave of the hydropneumatic chamber 2, in the latter, due to a significant excess of the pressure caused by water hammer over the discharge pressure (suction), air is compressed (accumulation of potential compression energy), as a result of which the pressure in the pipeline 3 also drops from the flowing hydropneumatic chamber 2, a rarefaction wave begins to propagate to the pulsator 5, which, after reaching the valve pair of the pulsator 5, causes the valve to open under the action of a compressed spring 12 (the plate 9 moves away from the seat 10) and cells of the plant is repeated. Thus, during the operation of the pulsator 5, pressure pulsations are superimposed on the flow rate of the liquid flowing out of the nozzle 4, causing a pulsating regime of the outflow of the liquid jet, which leads to its spraying. Changing the location of the stop 11, you can adjust the stroke of the plate 9, and with the help of the adjusting screw 13 - the pressing force of the spring 12, which allows you to adjust both the amplitude and frequency of the pressure boost pulses. As already mentioned above, a change in the frequency of the pulses leads to a change in the dispersion of the droplets into which the jet breaks up, and a change in their amplitude leads to a change in the range of the jet.

Claims

1. A method of producing a liquid jet with controlled droplet dispersion, including the formation of a liquid stream, the generation of periodic pressure pulses in it generated by the energy of the liquid itself, and the release of the liquid stream into space, characterized in that the liquid stream is divided into two parts, and one part of it is directly released into space, and the other part of the fluid flow is fed to a hydrodynamic pressure pulsator with an adjustable pulse frequency.

2. A device for producing a liquid jet with controlled droplet dispersion, comprising a pump connected to a container filled with liquid, a pipe and a nozzle, characterized in that the pump outlet is connected to a flowing hydropneumatic chamber, to the output of which a pipe is connected, on which the nozzle and hydrodynamic pressure pulsator with adjustable pulse frequency.

3. The device according to claim 2, characterized in that the discharge of the hydrodynamic pulsator is connected to a tank connected to the pump inlet.

4. The device according to PP.2 and 3, characterized in that the hydrodynamic pressure pulsator is made in the form of a plate-seat valve pair, with the possibility of regulating the stroke of the plate, which is preloaded by a spring with the ability to control the force of its initial compression.