RU2218214C2 - Ударно-струйная форсунка - Google Patents
Ударно-струйная форсунка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2218214C2 RU2218214C2 RU2001130391A RU2001130391A RU2218214C2 RU 2218214 C2 RU2218214 C2 RU 2218214C2 RU 2001130391 A RU2001130391 A RU 2001130391A RU 2001130391 A RU2001130391 A RU 2001130391A RU 2218214 C2 RU2218214 C2 RU 2218214C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- stage
- shaped guide
- nozzle
- spraying unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к распылительной технике, а именно к устройствам для тонкого диспергирования технологических жидкостей, и может быть использовано в аппаратах для обработки газов с целью их очистки в теплоэнергетической, строительной, химической и других отраслях промышленности, например в абсорберах, ректификационных колоннах, трубах Вентури и т.п. Задачей изобретения является повышение эффективности качества распыла и надежности ударно-струйной форсунки. Поставленная задача достигается тем, что ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с внутренним осевым трехступенчатым каналом, первая ступень которого соединена с напорным трубопроводом, во второй ступени канала зафиксирован проходящий через третью ступень осевого канала цилиндрический хвостовик распылительного узла, выполненного в виде конусообразного направляющего элемента, связанного с тороидальным рабочим диском. Выход третьей ступени канала выполнен в виде кольцевого сопла, внутренняя поверхность которого сопряжена с наружной поверхностью вершины конусообразного направляющего элемента распылительного узла. Основание конусообразного направляющего элемента сопряжено с наружной поверхностью тороидального рабочего диска, диаметр которого составляет 5,5-6,0 величин диаметра выходного отверстия корпуса сопла. Конусообразный направляющий элемент распылительного узла выполнен в форме конуса с образующей псевдосферической поверхностью с радиусом сферы, составляющим две величины диаметра выходного отверстия корпуса сопла. Техническим результатом изобретения является обеспечение условий для более тонкого и равномерного диспергирования, уменьшение возможности несоосности распылительного узла и осевого канала форсунки, что повышает ее надежность. Защита резьбовых соединений от воздействия окружающей агрессивной среды и исключение самопроизвольного скручивания корпуса форсунки с напорного трубопровода также повышает надежность устройства. 3 ил.
Description
Изобретение относится к распылительной технике, а именно к устройствам для тонкого диспергирования технологических жидкостей, и может быть использовано в аппаратах для обработки газов с целью их очистки в теплоэнергетической, строительной, химической и других отраслях промышленности, например в абсорберах, ректификационных колоннах, трубах Вентури и т. п.
Известна ударно-струйная форсунка, содержащая цилиндрический корпус с осевым каналом подачи жидкости, расположенными в торце корпуса симметрично по окружности четырьмя выпускными отверстиями с коническими насадками, поджимаемыми к корпусу пластиной, и закрепленный соосно с корпусом посредством цилиндрического хвостовика распылительный узел [А. С. СССР 1176960, кл. В 05 В 1/26, 1983].
К недостаткам данного устройства можно отнести возможность значительных деформаций конических насадок как при сборке, так и при эксплуатации ударно-струйной форсунки, и как следствие возможность несоосности выпускных отверстий в корпусе и отверстий в прижимающей пластине. При этом нарушается равномерность распределения жидкости по поверхности распылительного узла и сплошность факела распыла, что снижает надежность работы ударно-струйной форсунки и эффективность распыливания жидкости.
Известна также ударно-струйная распылительная форсунка, содержащая соединенный с несоосным напорным трубопроводом корпус сопла с соосно расположенной на трубопроводе бобышкой и закрепленным внутри нее цилиндрическим стержнем, на конце которого установлен конический направляющий элемент [А. С. СССР 1286255, кл. В 01 В 53/18, 1985].
К недостаткам данного устройства относится неравномерность кольцевой струи жидкости и проскоки газа без контакта с жидкостью, нарушение равномерности распыла жидкости и появление застойных зон, как следствие возможности несоосного закрепления цилиндрического хвостовика распылительного узла с помощью бобышки в корпусе сопла.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является ударно-струйная форсунка, использованная в качестве прототипа, содержащая корпус с внутренним осевым трехступенчатым каналом, первая ступень которого соединена с напорным трубопроводом, во второй ступени канала зафиксирован проходящий через третью ступень осевого канала цилиндрический хвостовик распылительного узла, выполненного в виде конусообразного направляющего элемента, сопряженного с тороидальным рабочим диском [А. С. СССР 685343, кл. В 05 В 1/26, 1978].
К недостаткам указанного устройства можно отнести невозможность получения достаточно малой толщины жидкостной пленки, так как диаметр цилиндрической внутренней поверхности третьей ступени осевого канала сопла больше примерно в три раза диаметра хвостовика распылительного узла, что приводит к получению пленки жидкости достаточно большой толщины (0,8-3,0 мм), требующей дополнительной эжекции встречного потока газа, что снижает эффективность работы ударно-струйной форсунки и приводит к дополнительным затратам энергии на распыливание жидкости.
Регулирование количества дополнительно эжектируемого в жидкость газа путем изменения величины кольцевого зазора между поверхностью днища тороидального рабочего диска и основанием конусообразного направляющего элемента осуществляется конструкцией, имеющей крепежный резьбовой узел в днище тороидального рабочего диска. Крепежный резьбовой узел не защищен от воздействия агрессивной окружающей среды и преждевременного разрушения, что снижает надежность конструкции в целом. Неравномерность эжекции газа, нарушение равномерности распыла жидкости и появление застойных зон при распыливании жидкости - это следствие несоосного закрепления конусообразного направляющего элемента и тороидального рабочего диска, а также нарушений равномерности кольцевого зазора между конусообразным направляющим элементом и тороидальным рабочим диском, появляющихся в процессе изготовления и эксплуатации ударно-струйной форсунки.
Перед разработчиками была поставлена задача: получить мелкодисперсный факел капель путем повышения степени диспергирования жидкости в ударно-струйной форсунке, уменьшить вероятности нарушений соосности составных частей в процессе изготовления и эксплуатации ударно-струйной форсунки, а также повысить надежность конструкции ударно-струйной форсунки путем защиты от агрессивной внешней среды крепежных резьбовых элементов.
Цель изобретения - повышение эффективности качества распыла и повышения надежности ударно-струйной форсунки.
Поставленная цель достигается тем, что ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с внутренним осевым трехступенчатым каналом, первая ступень которого соединена с напорным трубопроводом, во второй ступени канала зафиксирован проходящий через третью ступень осевого канала цилиндрический хвостовик распылительного узла, выполненного в виде конусообразного направляющего элемента, связанного с тороидальным рабочим диском, отличается тем, что выход третьей ступени канала выполнен в виде кольцевого сопла, внутренняя поверхность которого сопряжена с наружной поверхностью вершины конусообразного направляющего элемента распылительного узла, а основание конусообразного направляющего элемента сопряжено с наружной поверхностью тороидального рабочего диска, диаметр которого составляет 5,5-6,0 величин диаметра выходного отверстия корпуса сопла, при этом конусообразный направляющий элемент распылительного узла выполнен в форме конуса с образующей псевдосферической поверхностью с радиусом сферы, составляющим две величины диаметра выходного отверстия корпуса сопла.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующим:
Распыливание жидкости в виде тонкой пленки жидкости, с толщиной, равной 0,2 - 0,75 мм, осуществляется увеличением скорости течения пленки жидкости за счет конусности внутренней поверхности третьей ступени осевого канала корпуса ударно-струйной форсунки и псевдосферической формы поверхности конусообразного направляющего элемента распылительного узла, сопряженного с наружной тороидальной поверхностью рабочего диска. Такая форма поверхности позволяет уменьшить скорость течения пленки жидкости перед каплеобразованием при сохранении полезной составляющей энергии жидкости, расходуемой непосредственно на каплеобразование, то есть уменьшить потери энергии жидкости до начала процесса каплеобразования за счет исключения потерь энергии жидкости при набегании кольцевой струи жидкости на вершину конусообразного направляющего элемента распылительного узла, потерь энергии на дополнительную эжекцию встречного потока газа у основания конусообразного направляющего элемента распылительного узла и потерь энергии на преодоление разности высот между поверхностью днища и кромкой тороидального рабочего диска.
Распыливание жидкости в виде тонкой пленки жидкости, с толщиной, равной 0,2 - 0,75 мм, осуществляется увеличением скорости течения пленки жидкости за счет конусности внутренней поверхности третьей ступени осевого канала корпуса ударно-струйной форсунки и псевдосферической формы поверхности конусообразного направляющего элемента распылительного узла, сопряженного с наружной тороидальной поверхностью рабочего диска. Такая форма поверхности позволяет уменьшить скорость течения пленки жидкости перед каплеобразованием при сохранении полезной составляющей энергии жидкости, расходуемой непосредственно на каплеобразование, то есть уменьшить потери энергии жидкости до начала процесса каплеобразования за счет исключения потерь энергии жидкости при набегании кольцевой струи жидкости на вершину конусообразного направляющего элемента распылительного узла, потерь энергии на дополнительную эжекцию встречного потока газа у основания конусообразного направляющего элемента распылительного узла и потерь энергии на преодоление разности высот между поверхностью днища и кромкой тороидального рабочего диска.
Оптимальный диаметр капель (величина дисперсности капель) определяется следующими геометрическими параметрами ударно-струйной форсунки. Входной диаметр конуса составляет 2,5d, где d - диаметр выходного отверстия корпуса сопла. Высота конусной части сопла выбрана равной 2,5d из условия неразрывности кольцевой струи, выходящей из сопла. Исходя из расхода и давления жидкости в напорном трубопроводе и диаметра хвостовика распылительного узла, равного dxв, выбирается диаметр выходного отверстия корпуса сопла, равный d. В зависимости от полученных значений dxв и d производится выбор геометрических параметров распылительного узла.
Диаметр основания конусообразного направляющего элемента составляет D= 4,5-5d. При D менее 4,5d не обеспечивается толщина пленки в зоне каплеобразования, равной 0,20-0,75 мм; при D более 5d происходит снижение скорости и увеличение толщины пленки жидкости и, следовательно, возрастает диаметр образующихся капель за счет увеличения потерь на трение жидкости о поверхность распылительного узла, имеющего радиус сферы R псевдосферической поверхности, равный R=2d, и радиус r кривизны наружной поверхности тороидального рабочего диска, равный r=0,5-0,6d, исходя из чего наружный диаметр тороидального рабочего диска составляет Dн = 5,5 - 6d.
На фиг. 1 изображена ударно-струйная форсунка; на фиг. 2 - разрез 1-1 ударно-струйной форсунки; на фиг. 3 - узел выхода сформированной кольцевой струи жидкости из ударно-струйной форсунки.
Ударно-струйная форсунка содержит корпус 1 с внутренним осевым трехступенчатым каналом, первая ступень которого соединена с напорным трубопроводом 2, во второй ступени канала зафиксирован проходящий через третью ступень осевого канала цилиндрический хвостовик 3 распылительного узла. Распылительный узел выполнен в виде конусообразного направляющего элемента 4 и сопряжен с тороидальным рабочим диском 5. Выход третьей ступени канала выполнен в виде кольцевого сопла 6 (см. фиг.3), внутренняя поверхность которого сопряжена с наружной поверхностью вершины 7 конусообразного направляющего элемента 4 распылительного узла. Основание 8 конусообразного направляющего элемента 4 сопряжено с наружной поверхностью тороидального рабочего диска 5, образуя зону каплеобразования. Диаметр диска 5 составляет 5,5-6,0d. Конусообразный направляющий элемент 4 распылительного узла выполнен в форме конуса с образующей псевдосферической поверхностью с радиусом сферы, составляющим 2d.
Фиксация цилиндрического хвостовика 3 в корпусе 1 производится с помощью закрепленного на свободном конце опорно-крепежного трехлучевого элемента 9, что уменьшает возможность несоосности распылительного узла и осевого канала ударно-струйной форсунки и повышает ее надежность
Резьбовое соединение распылительного узла с цилиндрическим хвостовиком 3 выполнено внутри цилиндрического хвостовика 3 для повышения стойкости ударно-струйной форсунки к окружающей агрессивной среде, что повышает надежность предлагаемого устройства.
Резьбовое соединение распылительного узла с цилиндрическим хвостовиком 3 выполнено внутри цилиндрического хвостовика 3 для повышения стойкости ударно-струйной форсунки к окружающей агрессивной среде, что повышает надежность предлагаемого устройства.
В целях исключения самопроизвольного скручивания корпуса 1 ударно-струйной форсунки с напорного трубопровода 2 на резьбовой части напорного трубопровода установлена контргайка 10, что повышает надежность работы предлагаемого устройства.
Кроме того, корпус 1 (см. фиг.2) в нижней части выполнен в форме шестигранной гайки для навинчивания с помощью гаечного ключа ударно-струйной форсунки на напорный трубопровод 2.
Ударно-струйная форсунка работает следующим образом.
По напорному трубопроводу 2 подают жидкость во внутренний осевой трехступенчатый канал корпуса 1, во второй ступени жидкость, равномерно распределяясь вокруг цилиндрического хвостовика 3, поступает в третью ступень с конусной внутренней поверхностью, и, ускорясь за счет конусности поверхности третьей ступени, проходит через кольцевую щель 6, образуя кольцевую струю жидкости одинаковой плотности и толщины, набегает на вершину 7 конусообразного направляющего элемента 4.
Текущая по поверхности распылительного узла кольцевая струя жидкости образует тонкую жидкостную пленку. С увеличением площади поверхности растекания пленки жидкости по конусообразному направляющему элементу 4 распылительного узла происходит уменьшение толщины пленки жидкости. Перед основанием конусообразного направляющего элемента 4 распылительного узла толщина пленки жидкости достигает минимальной величины, равной 0,2-0,75 мм. Далее происходит снижение скорости пленки, возрастают силы инерции, начинается процесс каплеобразования, на наружной поверхности торообразного рабочего диска 5 происходит равномерное отделение капель от жидкостной пленки, вплоть до полного разрушения жидкостной пленки на капли, и образуется мелкодисперсный факел распыла.
Таким образом обеспечиваются условия для более тонкого и равномерного диспергирования, повышается эффективность работы предлагаемого устройства. Использование трехлучевого опорно-крепежного элемента для крепления свободного конца хвостовика распылительного узла уменьшает возможность несоосности распылительного узла и осевого канала ударно-струйной форсунки и повышает ее надежность. Защита резьбовых соединений от воздействия окружающей агрессивной среды и исключение самопроизвольного скручивания корпуса форсунки с напорного трубопровода также повышает надежность предлагаемого устройства.
Claims (1)
- Ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с внутренним осевым трехступенчатым каналом, первая ступень которого соединена с напорным трубопроводом, во второй ступени канала зафиксирован проходящий через третью ступень осевого канала хвостовик распылительного узла, выполненного в виде конусообразного направляющего элемента, связанного с тороидальным рабочим диском, отличающаяся тем, что выход третьей ступени канала выполнен в виде кольцевого сопла, внутренняя поверхность которого сопряжена с наружной поверхностью вершины конусообразного направляющего элемента распылительного узла, а основание конусообразного направляющего элемента сопряжено с наружной поверхностью тороидального рабочего диска, диаметр которого составляет 5,5 - 6,0 величин диаметра выходного отверстия корпуса сопла, при этом конусообразный направляющий элемент распылительного узла выполнен в форме конуса с образующей псевдосферической поверхностью с радиусом сферы, составляющим две величины диаметра выходного отверстия корпуса сопла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130391A RU2218214C2 (ru) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Ударно-струйная форсунка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001130391A RU2218214C2 (ru) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Ударно-струйная форсунка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001130391A RU2001130391A (ru) | 2003-08-10 |
RU2218214C2 true RU2218214C2 (ru) | 2003-12-10 |
Family
ID=32065640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001130391A RU2218214C2 (ru) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | Ударно-струйная форсунка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2218214C2 (ru) |
-
2001
- 2001-11-13 RU RU2001130391A patent/RU2218214C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4343434A (en) | Air efficient atomizing spray nozzle | |
US5692682A (en) | Flat fan spray nozzle | |
EP3046677B1 (en) | High efficiency/low pressure catalytic cracking spray nozzle assembly | |
JP5568082B2 (ja) | 改良されたミスト発生装置および方法 | |
RU2428235C1 (ru) | Форсунка вихревая кочетова | |
US8857740B2 (en) | Two-component nozzle with secondary air nozzles arranged in circular form | |
EP1071514B1 (en) | Spray nozzle assembly | |
US5240183A (en) | Atomizing spray nozzle for mixing a liquid with a gas | |
EP0057720A1 (en) | VARIABLE GAS ATOMIZATION. | |
JP2007504422A (ja) | 液体燃料の空気アシスト式噴霧用ノズル | |
WO2005097345A1 (en) | Liquid atomizer | |
RU2218214C2 (ru) | Ударно-струйная форсунка | |
RU2345281C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания растворов | |
US6691929B1 (en) | Closed-vortex-assisted desuperheater | |
RU2010613C1 (ru) | Форсунка | |
RU2015740C1 (ru) | Форсунка | |
RU2622952C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания суспензий | |
US10195619B2 (en) | Catalytic cracking spray nozzle assembly with liquid inlet extension and diffuser | |
US10882062B2 (en) | Hydroprocessing system with improved cooling liquid atomization | |
SU1426646A1 (ru) | Форсунка дл распыливани жидкости | |
RU2646187C1 (ru) | Пневматическая форсунка | |
RU2350840C2 (ru) | Паромеханическая форсунка полиградова б.г. | |
RU2647033C1 (ru) | Центробежная вихревая форсунка | |
RU2669820C1 (ru) | Скруббер | |
RU2648189C1 (ru) | Форсунка для распыливания жидкостей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181114 |