RU2233710C2

RU2233710C2 - Heat-wet air processing sprayer (versions)

Info

Publication number: RU2233710C2
Application number: RU2002101008/12A
Authority: RU
Inventors: А.А. Паршин (RU); А.А. Паршин; Т.М. Сивакова (RU); Т.М. Сивакова; В.П. Смирнов (RU); В.П. Смирнов; Б.А. Шевченко (RU); Б.А. Шевченко
Original assignee: Паршин Артемий Александрович; Сивакова Татьяна Михайловна; Смирнов Виталий Петрович; Шевченко Борис Андреевич
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2004-08-10

Abstract

FIELD: agriculture and industry; decorative fountains.

SUBSTANCE: invention relates to air conditioning processes and it can be used for spraying liquids in agriculture and industries. Proposed sprayer contains manifold on outlet of which working spring is installed with coils touching each other and with stopper on free end. Novelty is that working spring is arranged in ring slot of manifold being installed for axial displacement and coupled with manifold by elastic member. According to other design version, working spring is installed in ring slot of stopper for axial displacement and is coupled with stopper by elastic member. According to third design version, working spring is fitted in ring slots of manifold and stopper for axial displacement and is coupled with manifold and stopper by elastic members. Invention provides efficiency of oil humidification owing to more stable dispersion of liquid spraying, change of number of working spring coils taking part in liquid spraying at materially changing liquid flow rate at inlet of humidifying chamber and precluding intolerable deformation of elastic member and working spring.

EFFECT: improved reliability in operation.

9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и, в частности, может быть использовано для распыления жидких веществ в других отраслях промышленности и сельского хозяйства, а также в конструкциях декоративных фонтанов.The invention relates to techniques for air conditioning and, in particular, can be used for spraying liquid substances in other industries and agriculture, as well as in the design of decorative fountains.

Известен распылитель для тепловлажностной обработки воздуха в виде форсунки или системы форсунок (см., например, Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Л., 1975, с.211-213).Known atomizer for heat and moisture treatment of air in the form of nozzles or nozzle systems (see, for example, Gusev V.M. Heat supply and ventilation. L., 1975, p. 211-213).

К недостаткам таких распылителей можно отнести: необходимость применения дополнительного насоса в системе, так как форсунки требуют высокого давления жидкости на входе в форсунку; низкий расход жидкости через форсунку, что требует применения системы форсунок; отложение солей из распыливаемой воды в форсунке, что быстро выводит ее из строя.The disadvantages of such sprayers include: the need to use an additional pump in the system, since the nozzles require high liquid pressure at the inlet to the nozzle; low fluid flow through the nozzle, which requires the use of a nozzle system; deposition of salts from the sprayed water in the nozzle, which quickly destroys it.

Известен также распылитель для тепловлажностной обработки воздуха, содержащий коллектор, установленную на выходе из него пружину с примыкающими друг к другу витками и прикрепленную к свободному концу пружины заглушку (см., например, а.с. СССР № 646150 от 1977 г.), который работает эффективнее форсуночных распылителей и выбран в качестве прототипа.Also known is a spray gun for heat-moisture treatment of air, comprising a collector, a spring installed at its outlet with turns adjacent to each other and a plug attached to the free end of the spring (see, for example, AS USSR No. 646150 from 1977), which works more efficiently than spray nozzles and is selected as a prototype.

К недостаткам прототипа относится его недостаточная эффективность работы, так как при изменении расхода жидкости, а следовательно, и давления жидкости в полости пружины в значительной мере изменяется дисперсность распыливаемой жидкости, что ухудшает работу системы увлажнения.The disadvantages of the prototype include its lack of efficiency, since when changing the flow rate of the liquid, and therefore the pressure of the liquid in the cavity of the spring, the dispersion of the sprayed liquid significantly changes, which affects the operation of the humidification system.

Целью изобретения является повышение эффективности работы системы увлажнения воздуха за счет сохранения необходимой дисперсности распыливаемой жидкости при существенном изменении расхода жидкости (т.е. изменении давления жидкости на входе в коллектор и в полости пружины).The aim of the invention is to increase the efficiency of the humidification system by maintaining the required dispersion of the sprayed liquid with a significant change in fluid flow (i.e., a change in fluid pressure at the inlet to the manifold and in the spring cavity).

Эта цель достигается тем, что в распылителе для тепловлажностной обработки воздуха, содержащем коллектор, на выходе из которого установлена рабочая пружина с примыкающими друг к другу витками и с заглушкой на свободном конце, согласно изобретению рабочая пружина размещена в кольцевой щели коллектора с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором посредством упругого элемента.This goal is achieved by the fact that in the atomizer for heat-humidity treatment of air containing a collector, at the outlet of which there is a working spring with adjacent coils and a plug at the free end, according to the invention, the working spring is placed in the annular slot of the collector with the possibility of axial movement and connected to the collector by means of an elastic element.

Возможен второй вариант выполнения конструкции распылителя, когда рабочая пружина размещена в кольцевой щели заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с заглушкой посредством упругого элемента.A second embodiment of the atomizer design is possible when the working spring is placed in the annular slot of the plug with the possibility of axial movement and is connected with the plug by means of an elastic element.

Возможен третий вариант выполнения конструкции распылителя, когда рабочая пружина размещена в кольцевых щелях коллектора и заглушки с возможностью осевого перемещения и связана с коллектором и заглушкой посредством упругих элементов.A third embodiment of the atomizer design is possible when the working spring is placed in the annular slots of the collector and the plug with axial movement and is connected to the manifold and plug by means of elastic elements.

При таком выполнении распылителя появляется возможность обеспечения необходимой дисперсности распыливаемой жидкости при существенном изменении расхода жидкости за счет изменения числа витков рабочей пружины, участвующих в распылении жидкости. Так, например, если давление жидкости в коллекторе ниже некоторого значения Р₀, то вся рабочая пружина находится в кольцевом зазоре, и распыления жидкости не происходит. При увеличении давления жидкости на входе в коллектор несколько витков рабочей пружины выходят из кольцевой щели, обеспечивая заданный расход жидкости. При дальнейшем увеличении расхода (увеличении давления жидкости на входе в коллектор) пропорционально увеличивается количество витков рабочей пружины, участвующих в распылении жидкости. Так как увеличение расхода жидкости при таком выполнении устройства не связано с увеличением скорости истечения жидкости в зазоре между витками, то дисперсность распыливаемой жидкости сохраняется постоянной или изменяется в небольшом диапазоне.With this embodiment of the atomizer, it becomes possible to provide the required dispersion of the atomized liquid with a significant change in the liquid flow rate due to a change in the number of turns of the working spring involved in the atomization of the liquid. So, for example, if the fluid pressure in the reservoir is lower than a certain value of P ₀ , then the entire working spring is in the annular gap, and the liquid does not spray. With increasing fluid pressure at the inlet to the manifold, several turns of the working spring exit the annular gap, providing a given flow rate. With a further increase in flow rate (increase in fluid pressure at the inlet to the collector), the number of turns of the working spring involved in the spraying of the liquid increases proportionally. Since the increase in fluid flow with this embodiment of the device is not associated with an increase in the rate of fluid flow in the gap between the turns, the dispersion of the sprayed liquid remains constant or varies in a small range.

Варианты выполнения кольцевой щели (в заглушке, в коллекторе или в заглушке и коллекторе) зависят от условий компоновки всей системы увлажнения воздуха. Первый вариант исполнения устройства обеспечивает минимальные осевые габаритные размеры. Второй вариант исполнения устройства обеспечивает дополнительно поджатие витков рабочей пружины за счет веса массивной заглушки. При третьем варианте исполнения устройства существует возможность введения упругих элементов в заглушке и коллекторе с различной жесткостью, что позволяет обеспечить ступенчатое изменение скорости выхода пружины из кольцевых щелей.Options for performing an annular gap (in the plug, in the manifold, or in the plug and manifold) depend on the layout conditions of the entire air humidification system. The first embodiment of the device provides the minimum axial overall dimensions. The second embodiment of the device provides additional tightening of the turns of the working spring due to the weight of the massive plugs. In the third embodiment of the device, it is possible to introduce elastic elements in the plug and manifold with different stiffness, which allows for a stepwise change in the rate of spring exit from the annular slots.

Упругий элемент может быть различной конструкции (резиновые амортизаторы, сильфоны и др.). Выполнение упругого элемента в виде винтовой пружины, внутренний и наружный диаметры которой равны внутреннему и наружному диаметрам рабочей пружины, позволяет более компактно разместить рабочую пружину и упругий элемент в кольцевой щели.The elastic element can be of various designs (rubber shock absorbers, bellows, etc.). The implementation of the elastic element in the form of a coil spring, the inner and outer diameters of which are equal to the inner and outer diameters of the working spring, allows a more compact placement of the working spring and the elastic element in the annular gap.

Жесткость упругого элемента, как правило, должна быть меньше жесткости рабочей пружины для обеспечения выхода рабочей пружины из кольцевой щели.The stiffness of the elastic element, as a rule, should be less than the stiffness of the working spring to ensure the output of the working spring from the annular gap.

Рабочая пружина и упругий элемент могут быть выполнены из одной заготовки, но технологически проще их изготовить по отдельности и связать между собой через промежуточное кольцо.The working spring and the elastic element can be made from the same workpiece, but it is technologically simpler to make them separately and to connect them through an intermediate ring.

При этом промежуточное кольцо может выполнять дополнительную функцию - обеспечивать дополнительное уплотнение между пружиной и упругим элементом. С этой целью промежуточное кольцо может включать в себя уплотняющий элемент.In this case, the intermediate ring can perform an additional function - to provide an additional seal between the spring and the elastic element. To this end, the intermediate ring may include a sealing member.

Для исключения недопустимой деформации упругого элемента и рабочей пружины, например, при гидроударах в системе подвода распыливаемой жидкости введены ограничители деформации упругого элемента и рабочей пружины.To avoid unacceptable deformation of the elastic element and the working spring, for example, with water hammer in the supply system of the sprayed liquid, deformation limiters of the elastic element and the working spring are introduced.

На фиг.1 изображена принципиальная схема распылителя для тепловлажностной обработки воздуха с кольцевой щелью, выполненной в коллекторе; на фиг.2 - вариант схемы распылителя с кольцевой щелью, выполненной в заглушке; на фиг.3 - вариант схемы распылителя с кольцевой щелью, выполненной частично в коллекторе, частично в заглушке.Figure 1 shows a schematic diagram of an atomizer for heat-moisture treatment of air with an annular gap made in the collector; figure 2 is a variant of the spray pattern with an annular gap made in the plug; figure 3 is a variant of the atomizer with an annular gap, made partially in the collector, partially in the plug.

Распылитель для тепловлажностной обработки воздуха (фиг.1) содержит коллектор 1, рабочую пружину 2, помещенную в кольцевую щель 3 коллектора 1, заглушку 4. Рабочая пружина 2 связана с коллектором 1 посредством упругого элемента 5, максимальная деформация которого ограничена, например, упором 6, который размещен в пазу 7 кольцевой щели 3. Максимальное значение осевой деформации рабочей пружины 2 ограничено стержнем 8 с ограничительным перфорированным диском 9. Стержень 8 при помощи, например, резьбового соединения связан с заглушкой 4 с возможностью регулировки длины стержня 8.The atomizer for heat-moisture treatment of air (Fig. 1) contains a collector 1, a working spring 2 placed in the annular slot 3 of the collector 1, a plug 4. The working spring 2 is connected to the collector 1 by means of an elastic element 5, the maximum deformation of which is limited, for example, by an emphasis 6 , which is placed in the groove 7 of the annular gap 3. The maximum value of the axial deformation of the working spring 2 is limited by a rod 8 with a restrictive perforated disk 9. The rod 8 is connected, for example, with a threaded connection, to the plug 4 bar length adjustment 8.

Устройство работает следующим образом. Распыливаемая жидкость под давлением подается в коллектор 1 (фиг.1, слева). При возрастании давления жидкости упругий элемент 5 удлиняется, в результате чего несколько витков рабочей пружины 2 выходят из кольцевой щели 3 коллектора 1. При дальнейшем увеличении давления жидкости появляется зазор между витками рабочей пружины 2, через который жидкость распыляется в окружающее пространство. При дальнейшем увеличении давления на входе в коллектор 1 (что может быть связано с увеличением расхода жидкости) пропорционально увеличивается количество витков рабочей пружины 2, участвующих в распылении жидкости. При достижении определенного давления, при котором все витки рабочей пружины 2 участвуют в распылении жидкости, дальнейшей деформации упругого элемента 5 не происходит, так как упор 6 займет крайнее верхнее положение в пазу 7. При резком (импульсном) возрастании давления, например при гидроударе в системе подвода жидкости в коллектор 1, стержень 8 своим ограничительным диском 9 упирается в выступ коллектора 1 (фиг.1, справа), что защищает рабочую пружину 2 от недопустимой осевой деформации.The device operates as follows. Sprayed liquid under pressure is supplied to the manifold 1 (Fig. 1, left). With increasing liquid pressure, the elastic element 5 lengthens, as a result of which several turns of the working spring 2 exit the annular gap 3 of the manifold 1. With a further increase in the liquid pressure, a gap appears between the turns of the working spring 2, through which the liquid is sprayed into the surrounding space. With a further increase in pressure at the inlet to the collector 1 (which may be associated with an increase in fluid flow), the number of turns of the working spring 2 involved in the spraying of the liquid increases proportionally. When a certain pressure is reached, at which all the turns of the working spring 2 participate in the spraying of the liquid, further deformation of the elastic element 5 does not occur, since the stop 6 will occupy the highest position in the groove 7. With a sharp (pulsed) increase in pressure, for example, with a water hammer in the system supplying fluid to the collector 1, the rod 8 with its restrictive disk 9 abuts against the protrusion of the collector 1 (Fig. 1, right), which protects the working spring 2 from unacceptable axial deformation.

Распылитель, изображенный на фиг. 2, отличается от вышеописанного тем, что рабочая пружина 2 установлена в кольцевой щели 3 заглушки 4, а рабочая пружина 2 связана с упругим элементом 5 через промежуточное кольцо 10.The atomizer shown in FIG. 2, differs from the above in that the working spring 2 is installed in the annular gap 3 of the plug 4, and the working spring 2 is connected to the elastic element 5 through the intermediate ring 10.

Работа этого распылителя аналогична работе вышеописанного, однако функцию ограничителя деформации упругого элемента выполняет промежуточное кольцо 10. Вес массивной заглушки 4 обеспечивает дополнительное начальное поджатие витков рабочей пружины 2.The operation of this atomizer is similar to the one described above, however, the intermediate ring 10 performs the function of the deformation limiter of the elastic element. The weight of the massive plug 4 provides an additional initial compression of the turns of the working spring 2.

Распылитель, изображенный на фиг.3, отличается от вышеописанных тем, что рабочая пружина 2 размещена частично в кольцевой щели коллектора 1, частично в кольцевой щели заглушки 4. Рабочая пружина 2 связана с коллектором 1 посредством упругого элемента 11, а с заглушкой 4 посредством упругого элемента 12. Жесткости упругих элементов 11 и 12 могут быть различными.The sprayer shown in FIG. 3 differs from the above in that the working spring 2 is partially placed in the annular slot of the manifold 1, partially in the annular slot of the plug 4. The working spring 2 is connected to the collector 1 by means of an elastic element 11, and with a plug 4 by means of an elastic element 12. The stiffness of the elastic elements 11 and 12 may be different.

Работа распылителя аналогична работе вышеописанных, однако если, например, жесткость упругого элемента 11 выше жесткости упругого элемента 12, то при возрастании давления жидкости скорость выхода витков рабочей пружины 2 из кольцевой щели заглушки 4 будет выше скорости выхода рабочей пружины 2 из кольцевой щели коллектора 1. После полного выхода витков рабочей пружины 2 из кольцевой щели заглушки 4 в дальнейшем пружина будет выходить только из кольцевой щели коллектора 1, т.е. обеспечивается ступенчатое изменение скорости выхода пружины из кольцевых щелей.The operation of the sprayer is similar to the work described above, however, if, for example, the stiffness of the elastic element 11 is higher than the stiffness of the elastic element 12, then with increasing fluid pressure the exit velocity of the turns of the working spring 2 from the annular gap of the plug 4 will be higher than the exit velocity of the working spring 2 from the annular gap of the collector 1. After a complete exit of the turns of the working spring 2 from the annular gap of the plug 4 in the future, the spring will exit only from the annular gap of the collector 1, provides a stepwise change in the rate of spring exit from the annular slots.

Отметим, что использование описанных выше распылителей в конструкциях декоративных фонтанов обеспечит им более высокую занимательность.Note that the use of the above sprayers in the design of decorative fountains will provide them with higher amusement.

Claims

1. A spray for heat-moisture treatment of air, including a collector, at the outlet of which a working spring is installed with coils adjacent to each other and with a plug on the free end, characterized in that the working spring is placed in the annular slot of the collector with the possibility of axial movement and is connected with the collector by means of an elastic element.

2. A spray for heat-moisture treatment of air, including a collector, at the outlet of which a working spring is installed with coils adjacent to each other and with a plug at the free end, characterized in that the working spring is placed in the annular slot of the plug with the possibility of axial movement and is connected with the plug by means of an elastic element.

3. A spray for heat-moisture treatment of air, including a collector, at the outlet of which a working spring is installed with adjacent coils and a plug at the free end, characterized in that the working spring is placed in the annular slots of the manifold and plug with axial movement and is connected with a collector and a cap by means of elastic elements.

4. The sprayer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic element is made in the form of a helical spring.

5. The sprayer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stiffness of the elastic element is less than the stiffness of the working spring.

6. The sprayer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the working spring is connected to the elastic element through an intermediate ring.

7. The sprayer according to claim 6, characterized in that the intermediate ring contains a sealing element.

8. The sprayer according to one of claims 1 to 3, characterized in that a deformation limiter of the elastic element is introduced.

9. The sprayer according to one of claims 1 to 3 and 8, characterized in that a deformation limiter of the working spring is introduced.