RU2342597C1 - Acoustic nozzle for spraying of liquids - Google Patents

Acoustic nozzle for spraying of liquids Download PDF

Info

Publication number
RU2342597C1
RU2342597C1 RU2007123310/06A RU2007123310A RU2342597C1 RU 2342597 C1 RU2342597 C1 RU 2342597C1 RU 2007123310/06 A RU2007123310/06 A RU 2007123310/06A RU 2007123310 A RU2007123310 A RU 2007123310A RU 2342597 C1 RU2342597 C1 RU 2342597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonator
nozzle
values
diameter
optimal range
Prior art date
Application number
RU2007123310/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов (RU)
Олег Савельевич Кочетов
Мари Владимировна Голубева (RU)
Мария Владимировна Голубева
Лиди Владимировна Колаева (RU)
Лидия Владимировна Колаева
Екатерина Олеговна Боброва (RU)
Екатерина Олеговна Боброва
Елена Владимировна Духанина (RU)
Елена Владимировна Духанина
Ольга Юрьевна Дорушенкова (RU)
Ольга Юрьевна Дорушенкова
Анастаси Витальевна Костылева (RU)
Анастасия Витальевна Костылева
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Мария Владимировна Голубева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов, Мария Владимировна Голубева filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2007123310/06A priority Critical patent/RU2342597C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2342597C1 publication Critical patent/RU2342597C1/en

Links

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention is related to facilities for spraying of liquids, solutions, and may be used in propulsion engineering, chemical, food and light industries. Acoustic nozzle contains casing with generator of acoustic oscillations installed inside in the form of nozzle and resonator, and tube for supply of sprayer agent and fluid. Casing is arranged in the form of glass with bottom, with generator of acoustic oscillations installed inside casing in the form of hollow rod with wedge slot and nozzle, at that liquid is supplied to annular clearance arranged between external surface of resonator and internal surface of nozzle, at that channel for liquid supply is installed tangentially to internal surface of glass and is arranged in the form of rectangular slot, at that air is supplied through nozzle in casing and resonator opening, and then it arrives to at least one wedge slot located at the angle in respect to resonator axis, at that angle value lies within the optimal range of values: 30°÷60°, and in annular slot between internal surface of glass and external surface of resonator helical guiding device is installed, which helps to create vortex flow of liquid that is supplied along channel.
EFFECT: higher efficiency of spraying.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности.The invention relates to means for spraying liquids, solutions and can be used in engine building, chemical, food and light industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель - форсунка по а.с. СССР №306270, F02С 7/24 от 04.01.70, содержащая корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя (прототип).The closest technical solution to the claimed object is an acoustic atomizer - nozzle for AS USSR No. 306270, F02C 7/24 dated January 4, 1970, comprising a housing with an acoustic oscillation generator located in the form of a nozzle and resonator made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and a sprayer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirler at the end and a shoulder for placing an annular platform onto which spray capacity (prototype).

Недостатком известной акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.A disadvantage of the known acoustic nozzle is that it does not provide a high degree of atomization.

Технический результат - повышение эффективности распыления.The technical result is an increase in spraying efficiency.

Это достигается тем, что в акустической форсунке для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, корпус выполнен в виде стакана с днищем с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и отверстие резонатора, а затем поступает по крайней мере в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30°÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.This is achieved by the fact that in an acoustic nozzle for spraying liquids containing a housing with an acoustic oscillation generator located inside it in the form of a nozzle and a resonator and a tube for supplying a spraying agent and liquid, the housing is made in the form of a glass with a bottom with an acoustic oscillation generator located inside the housing in the form a hollow rod with a wedge gap and a nozzle, while the fluid enters the annular gap made between the outer surface of the resonator and the inner surface of the nozzle, and the channel for Yes, the liquid is located tangentially to the inner surface of the glass and is made in the form of a rectangular slit, while air is supplied through a fitting in the housing and the hole of the resonator, and then it enters at least one wedge slit located at an angle with respect to the axis of the resonator, the angle being is in the optimal range of values: 30 ° ÷ 60 °, and in the annular gap between the inner surface of the glass and the outer surface of the resonator there is a screw guiding device that contributes to the creation of a vortex flow and the liquid flowing through the channel.

На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.The drawing shows a General view of an acoustic nozzle for spraying liquids.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей содержит корпус 12, выполненный в виде стакана с днищем 13, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня 5 с клиновой щелью 6 и соплом 1. Жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора 5 и внутренней поверхностью сопла 1, а затем в кольцевой зазор 2 между внутренней поверхностью корпуса 12 и внешней поверхностью стакана 15. После чего по каналу 16, выполненному в боковой стенке стакана 15, установленного соосно корпусу 12, жидкость поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 15 и внешней поверхностью резонатора 5, причем канал 16 расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана 15 и выполнен в форме прямоугольной щели.The acoustic nozzle for spraying liquids contains a housing 12, made in the form of a glass with a bottom 13, with an acoustic oscillation generator arranged in the form of a hollow rod 5 with a wedge slot 6 and a nozzle 1. The fluid enters the annular gap made between the outer surface of the resonator 5 and the inner surface of the nozzle 1, and then in the annular gap 2 between the inner surface of the housing 12 and the outer surface of the glass 15. Then, through the channel 16, made in the side wall of the glass 15, mounted coaxially usu 12, fluid enters the annular gap between the inner surface of the cup 15 and the outer surface of the cavity 5, the channel 16 is arranged tangentially to the inner surface of the cup 15 and is in the form of a rectangular slit.

Воздух подается через штуцер 7, расположенный соосно корпусу 12 форсунки, по трубке 3 с отверстием 8, отверстию 10, выполненному в клапане 9, соосно штуцеру 7 и отверстию 4 резонатора 5, а затем поступает по крайней мере в одну клиновую щель 6. Клиновая щель 6 расположена под углом по отношению к оси резонатора 5, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30°÷60°. Клапан 9 взаимодействует с седлом 11, выполненным за одно целое с резонатором 5 и опирающимся на упругую прокладку 14, расположенную между торцевыми поверхностями стакана 15 и седла 11. В кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана 15 и внешней поверхностью резонатора 5 размещено винтовое направляющее устройство 17, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу 16.Air is supplied through a nozzle 7 located coaxially with the nozzle body 12, through a tube 3 with a hole 8, a hole 10 made in the valve 9, coaxially with the nozzle 7 and the hole 4 of the resonator 5, and then enters at least one wedge slot 6. The wedge slot 6 is located at an angle with respect to the axis of the resonator 5, and the angle is in the optimal range of values: 30 ° ÷ 60 °. The valve 9 interacts with the seat 11, made in one piece with the resonator 5 and resting on an elastic gasket 14 located between the end surfaces of the glass 15 and the seat 11. In the annular gap between the inner surface of the glass 15 and the outer surface of the resonator 5 there is a screw guide device 17, contributing to the creation of a vortex flow of fluid entering the channel 16.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:For the operation of the nozzle in optimal mode, the following ratios of its parameters are provided:

отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до нижнего торца клапана 9 к расстоянию h от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 4 резонатора 5 с клиновой щелью 6 лежит в оптимальном интервале величин: h2/h=6÷10;the ratio of the distance h 2 from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the lower end of the valve 9 to the distance h from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the point of intersection of the axes of the inner hole 4 of the resonator 5 with the wedge gap 6 lies in the optimal range of values: h 2 / h = 6 ÷ 10;

отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до нижнего торца клапана 9 к расстоянию h1 от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до оси канала 16 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: h2/h1=1,5÷3;the ratio of the distance h 2 from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the lower end of the valve 9 to the distance h 1 from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the axis of the channel 16 for supplying liquid lies in the optimal range of values: h 2 / h 1 = 1,5 ÷ 3 ;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 4 резонатора 5 к диаметру d4 внутренней поверхности корпуса 12 лежит в оптимальном интервале величин: d/d4=0,1÷0,3;the ratio of the diameter d of the inner hole 4 of the resonator 5 to the diameter d 4 of the inner surface of the housing 12 lies in the optimal range of values: d / d 4 = 0.1 ÷ 0.3;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 4 резонатора 5 к диаметру d1 внешней поверхности резонатора 5 лежит в оптимальном интервале величин: d/d1=0,3÷0,7;the ratio of the diameter d of the inner hole 4 of the resonator 5 to the diameter d 1 of the outer surface of the resonator 5 lies in the optimal range of values: d / d 1 = 0.3 ÷ 0.7;

отношение диаметра d2 сопла 1 к диаметру d1 внешней поверхности резонатора 5 лежит в оптимальном интервале величин: d2/d1=1,3÷1,7;the ratio of the diameter d 2 of the nozzle 1 to the diameter d 1 of the outer surface of the resonator 5 lies in the optimal range of values: d 2 / d 1 = 1.3 ÷ 1.7;

отношение диаметра d2 сопла 1 к расстоянию h1 от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до оси канала 16 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d2/h1=3,5÷4,5;the ratio of the diameter d 2 of the nozzle 1 to the distance h 1 from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the axis of the fluid supply channel 16 lies in the optimal range of values: d 2 / h 1 = 3.5 ÷ 4.5;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 4 резонатора 5 к расстоянию h от внешней поверхности днища 13 корпуса 12 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 4 резонатора 5 с клиновой щелью 6 лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,3÷0,7.the ratio of the diameter d of the inner hole 4 of the resonator 5 to the distance h from the outer surface of the bottom 13 of the housing 12 to the point of intersection of the axes of the inner hole 4 of the resonator 5 with the wedge gap 6 lies in the optimal range of values: d / h = 0.3 ÷ 0.7.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по отверстию 8 трубки 3, затем отверстию 10, выполненному в клапане 9, и отверстию 4 резонатора 5, после чего поступает по крайней мере в одну клиновую щель 6. Жидкость по каналу 16, выполненному в боковой стенке стакана 15, поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 15 и внешней поверхностью резонатора 5. В результате прохождения резонатора 5 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в кольцевой зазор, при этом, ударяясь, создаются звуковые колебания, воздействующие на струю жидкости. Указанная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах воздуха. Опыты показали, что при давлении воздуха 100 кПа средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. The spraying agent, for example air, is supplied through the hole 8 of the tube 3, then the hole 10 made in the valve 9, and the hole 4 of the resonator 5, after which it enters at least one wedge slot 6. The fluid through the channel 16 made in the side wall of the glass 15 enters the annular gap between the inner surface of the glass 15 and the outer surface of the resonator 5. As a result of the passage of the resonator 5 by a spraying agent (for example, air), pressure pulsations arise in the latter, creating acoustic vibrations whose frequency is beyond ISITO of resonator parameters. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to a finer atomization of the solution supplied to the annular gap, while when struck, sound vibrations are created that affect the liquid stream. The specified nozzle provides good spray quality at low air flow rates. The experiments showed that at an air pressure of 100 kPa, the average droplet diameter is 90 μm, with an increase in air pressure by about 4 times (up to 400 kPa), the average droplet diameter decreases slightly and amounts to 87 μm.

Claims (2)

1. Акустическая форсунка, содержащая корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде стакана с днищем, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и отверстие резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин 30÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.1. An acoustic nozzle comprising a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, and a tube for supplying a spraying agent and liquid, characterized in that the housing is made in the form of a glass with a bottom, with an acoustic oscillator located inside the housing in the form of a hollow rod with a wedge gap and a nozzle, while the fluid enters the annular gap made between the outer surface of the resonator and the inner surface of the nozzle, and the channel for supplying fluid is located tang it is in the form of a rectangular slot, and air is supplied through a fitting in the housing and the cavity of the resonator, and then enters at least one wedge slot located at an angle with respect to the axis of the resonator, the angle being in the optimal range of values 30–60 °, and in the annular gap between the inner surface of the glass and the outer surface of the resonator there is a helical guiding device that contributes to the creation of a vortex fluid flow through alu. 2. Акустическая форсунка по п.1, отличающаяся тем, что отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин h2/h=6÷10; отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h1 от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин h2/h1=1,5÷3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d4 внутренней поверхности корпуса лежит в оптимальном интервале величин d/d4=0,1÷0,3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d1 внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин d/d1=0,3÷0,7; отношение диаметра d2 сопла к диаметру d1 внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин d2/d1=1,3÷1,7; отношение диаметра d2 сопла к расстоянию h1 от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин d2/h1=3,5÷4,5 отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин d/h=0,3÷0,7.2. The acoustic nozzle according to claim 1, characterized in that the ratio of the distance h 2 from the outer surface of the bottom of the valve to the lower end of the valve to the distance h from the outer surface of the bottom of the valve to the point of intersection of the axes of the inner hole of the resonator with the wedge gap lies in the optimal range of values of h 2 / h = 6 ÷ 10; the ratio of the distance h 2 from the outer surface of the bottom of the body to the lower end of the valve to the distance h 1 from the outer surface of the bottom of the body to the axis of the fluid supply channel lies in the optimal range of values of h 2 / h 1 = 1.5 ÷ 3; the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the diameter d 4 of the inner surface of the housing lies in the optimal range of values d / d 4 = 0.1 ÷ 0.3; the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the diameter d 1 of the outer surface of the resonator lies in the optimal range of values d / d 1 = 0.3 ÷ 0.7; the ratio of the diameter d 2 of the nozzle to the diameter d 1 of the outer surface of the resonator lies in the optimal range of values of d 2 / d 1 = 1.3 ÷ 1.7; the ratio of the diameter d 2 of the nozzle to the distance h 1 from the outer surface of the bottom of the body to the axis of the fluid supply channel lies in the optimal range of values d 2 / h 1 = 3,5 ÷ 4,5 the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the distance h from the outer surface of the bottom housing to the point of intersection of the axes of the inner hole of the resonator with the wedge gap lies in the optimal range of values d / h = 0.3 ÷ 0.7.
RU2007123310/06A 2007-06-22 2007-06-22 Acoustic nozzle for spraying of liquids RU2342597C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123310/06A RU2342597C1 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Acoustic nozzle for spraying of liquids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123310/06A RU2342597C1 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Acoustic nozzle for spraying of liquids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2342597C1 true RU2342597C1 (en) 2008-12-27

Family

ID=40376922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123310/06A RU2342597C1 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Acoustic nozzle for spraying of liquids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2342597C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509262C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Acoustic vortex nozzle
RU2622950C1 (en) * 2016-10-10 2017-06-21 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's acoustic nozzle for liquids atomization
CN113982784A (en) * 2021-10-28 2022-01-28 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 Gas center type gas-liquid coaxial transparent nozzle injection panel with acoustic disturbance

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509262C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Acoustic vortex nozzle
RU2622950C1 (en) * 2016-10-10 2017-06-21 Олег Савельевич Кочетов Kochetov's acoustic nozzle for liquids atomization
CN113982784A (en) * 2021-10-28 2022-01-28 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 Gas center type gas-liquid coaxial transparent nozzle injection panel with acoustic disturbance
CN113982784B (en) * 2021-10-28 2023-05-30 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 Gas center type gas-liquid coaxial transparent nozzle injection panel with acoustic disturbance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2622929C1 (en) Acoustic nozzle
RU2409787C1 (en) Acoustic atomiser
RU2345280C1 (en) Acoustic nozzle
RU2342597C1 (en) Acoustic nozzle for spraying of liquids
RU2345281C1 (en) Acoustic nozzle for spraying of solutions
RU2328349C1 (en) Acoustic burner for spraying liquids
RU2342596C1 (en) Acoustic nozzle
RU2350841C1 (en) Acoustic nozzle to spray fluids
RU2622944C1 (en) Acoustic nozzle of kochetov for spraying solutions
RU2624680C1 (en) Kochetov's acoustic nozzle
RU2622950C1 (en) Kochetov's acoustic nozzle for liquids atomization
RU2631286C1 (en) Acoustic nozzle
RU2340409C1 (en) Acoustic nozzle to spray fluids
RU2383820C1 (en) Wide-flame centrodugal nozzle
RU2622952C1 (en) Acoustic nozzle for liquid spraying
RU2646714C1 (en) Kochetov acoustic nozzle
RU2646997C1 (en) Acoustic spray for spraying liquids
RU2644873C1 (en) Acoustic spray for spraying liquids
RU2670833C9 (en) Vortex acoustic nozzle
RU2618703C1 (en) Kochetov's acoustic nozzle for atomizing liquids
RU2618702C1 (en) Cochetov's acoustical head for atomizers spraying liquids
RU2660015C1 (en) Acoustic spray for spraying liquids
RU2642649C1 (en) Acoustic nozzle
RU2653832C1 (en) Acoustic nozzle with spraying diffuser
RU2646999C1 (en) Acoustic nozzle with spraying diffuser