RU2474452C1

RU2474452C1 - Fluid sprayer

Info

Publication number: RU2474452C1
Application number: RU2011142407/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to spraying of fluids and may be used in firefighting equipment. Fluid sprayer comprises hollow cylindrical casing with outer thread jointed to nozzle. Jets are arranged in nozzle in mutually perpendicular planes. Nozzle blind web has central throttling orifice with inclined at 45 degrees to nozzle axis. Cylindrical bead with outer thread is made on nozzle conical surface with angle at vertex making 90°. Cylinder-taper collar rigidly jointed with casing cylindrical section has two rows of throttling orifices. Some horizontal holes are made on cylindrical surface. Another row of orifices inclined at 45° is made on conical surface. Note here that projections of hole axes in said lines are spaced apart by angle varying from 7.5° to 60°. Cylindrical collar jointed with nozzle has a row of horizontal cylindrical throttling orifices. Note here that projections of hole and jet axes in said lines formed by pairs of mutually perpendicular vertical and horizontal channels are spaced apart by angle varying from 7.5° to 60°. Screw inner surfaces are located on cylinder-taper collars.

EFFECT: higher efficiency of spraying.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.The invention relates to techniques for spraying liquid and can be used in fire fighting equipment, in agriculture, in chemical technology devices and in the power system.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является распылитель (ороситель) (по патенту RU №2111033, А62С 31/02, опубл. 20.05.98), содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.The closest technical solution to the claimed object is a sprayer (sprinkler) (patent RU No. 2111033, А62С 31/02, publ. 05.20.98), containing a hollow cylindrical body with a nozzle for supplying liquid nozzle and an additional row of throttle openings.

Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа. Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.The use of a finely dispersed sprayer of the described design allows one to obtain a uniform volume flow of finely dispersed droplets in the range of droplet diameters from 30 to 150 microns with a water supply pressure of not more than 1 MPa. However, a sprayer of this design does not allow to achieve a given distribution of flows of fine droplets on the irrigation surface of the required area without increasing the flow rate of the liquid. This is due to the fact that the droplet flows generated by most of the holes are oriented in the horizontal direction and have a symmetrical distribution relative to the horizontal plane at the nozzle exit.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.The technical result is an increase in the efficiency of finely dispersed liquid spraying.

Это достигается тем, что в распылителе жидкости, содержащим полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены жиклеры во взаимно перпендикулярных плоскостях, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндро-конических поясов, а соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло, образованное наружной конической поверхностью и торцевой, перпендикулярной оси сопла, глухой перегородкой, в которой выполнены центральное дроссельное отверстие и, по крайней мере, три наклонных отверстия под углом 45° к оси сопла, причем на конической поверхности сопла выполнен цилиндрический буртик с наружной резьбой для соединения сопла с нижним цилиндроконическим поясом корпуса, при этом на сопле, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов для прохода жидкости и горизонтальных каналов, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера, причем парные каналы расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса, при этом коническая боковая поверхность сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°, а на цилиндроконическом поясе, жестко соединенном с цилиндрической частью корпуса, выполнены два ряда дроссельных отверстий: один ряд представляет собой, по крайней мере, три горизонтальных отверстия, выполненных на цилиндрической поверхности, другой ряд представляет собой, по крайней мере, три наклонных отверстия под углом 45°.This is achieved by the fact that in a liquid atomizer containing a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which the nozzles are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consists of a cylindrical part with external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe and two connected in series and coaxial with hollow cylindrical-conical belts, and coaxially to the casing in its lower part, a nozzle is formed, formed by the outer conical surface and the end, perpendicular to the axis of the nozzle, blind a town in which there is a central throttle hole and at least three inclined holes at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle, moreover, a cylindrical flange with an external thread is made on the conical surface of the nozzle to connect the nozzle to the lower cylinder-conical belt of the housing, while on the nozzle, from the side opposite to the fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels, which do not intersect on the conical lateral surface of the nozzle and form the outlet openings of each nozzle, and the paired channels are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the casing, while the conical lateral surface of the nozzle is made with an angle at the apex of 90 °, and on a cylindrical conical belt rigidly connected to the cylindrical part of the housing, two rows of throttle holes are made: one row is at least three horizontal holes made on a cylindrical surface, the other p the poison is at least three inclined holes at an angle of 45 °.

На чертеже представлена схема распылителя жидкости.The drawing shows a diagram of a liquid atomizer.

Распылитель жидкости содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов 2 и 3.The liquid spray contains a hollow body, consisting of a cylindrical part 1 with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe for supplying liquid, and two hollow cylindrical conical belts 2 and 3.

Соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло 4, образованное наружной конической поверхностью и торцевой, перпендикулярной оси сопла, глухой перегородкой 5, в которой выполнены центральное дроссельное отверстие 6 и, по крайней мере, три наклонных отверстия 7 под углом 45° к оси сопла. На конической поверхности сопла 4 выполнен цилиндрический буртик с наружной резьбой для соединения сопла с нижним цилиндроконическим поясом 3 корпуса.Coaxial to the casing in its lower part is a nozzle 4 formed by the outer conical surface and the end, perpendicular to the axis of the nozzle, a blind partition 5, in which a central throttle hole 6 and at least three inclined holes 7 are made at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle. On the conical surface of the nozzle 4, a cylindrical flange with an external thread is made for connecting the nozzle to the lower cylinder-conical belt 3 of the housing.

Корпус и сопло 4 образуют между собой несколько соосных внутренних цилиндрических камер 8, 10, 11, 12 и коническую камеру 9.The housing and the nozzle 4 form among themselves several coaxial inner cylindrical chambers 8, 10, 11, 12 and a conical chamber 9.

Камера 8 служит для подвода жидкости, камеры 9, 10 и 12 являются расширительными камерами, а камера 11 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления.The chamber 8 serves to supply fluid, the chambers 9, 10 and 12 are expansion chambers, and the chamber 11 performs the functions of a pressure chamber.

На сопле 4, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 16 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 15, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла 4 и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. Парные каналы 15 и 16 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 4 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.An additional row of nozzles is made on the nozzle 4, from the side opposite the fluid supply, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels 16 for the passage of liquid and horizontal channels 15 that intersect on the conical lateral surface of the nozzle 4 and form the outlet openings each of the jets. Paired channels 15 and 16 are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing. The conical lateral surface 4 of the nozzle is made with an angle at the apex equal to 90 °.

На цилиндро-коническом поясе 2, жестко соединенном с цилиндрической частью 1 корпуса с внешней резьбой, выполнены два ряда дроссельных отверстий: один ряд представляет собой, по крайней мере, три горизонтальных отверстия 13, выполненных на цилиндрической поверхности, другой ряд представляет собой, по крайней мере, три наклонных отверстия 17 под углом 45°, выполненных на конической поверхности. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 13 и 17 в этих рядах отстоят друг от друга на угол 7,5…60°.On the cylinder-conical belt 2, rigidly connected to the cylindrical part 1 of the housing with an external thread, two rows of throttle holes are made: one row is at least three horizontal holes 13 made on a cylindrical surface, the other row is at least at least three inclined holes 17 at an angle of 45 °, made on a conical surface. Moreover, in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes 13 and 17 in these rows are separated from each other by an angle of 7.5 ... 60 °.

На цилиндро-коническом поясе 3, соединенном с соплом 4 посредством внутренней резьбы, выполнен ряд, состоящий по крайней мере, из трех горизонтальных дроссельных отверстий 14. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 14 и жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных 16 и горизонтальных 15 каналов на конической боковой поверхности сопла 4, отстоят друг от друга на угол, лежащий в оптимальном диапазоне величин 7,5…60°.On the cylinder-conical belt 3, connected to the nozzle 4 by means of an internal thread, a row is made consisting of at least three horizontal throttle holes 14. Moreover, in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes 14 and the nozzles, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical 16 and horizontal 15 channels on the conical lateral surface of the nozzle 4, are separated from each other by an angle lying in the optimal range of values of 7.5 ... 60 °.

На внутренних поверхностях дроссельных отверстий 13, 14 и 17, расположенных на цилиндроконических поясах 2 и 3, выполнены винтовые поверхности. Это позволяет повысить мелкодисперность распыляемой жидкости за счет образования вихревого потока в этих отверстиях.On the inner surfaces of the throttle holes 13, 14 and 17 located on the cylinder conical belts 2 and 3, helical surfaces are made. This allows you to increase the fineness of the sprayed liquid due to the formation of a vortex flow in these holes.

Работа мелкодисперсного распылителя жидкости осуществляется следующим образом.The work of a fine liquid spray is as follows.

Распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче жидкости в корпус 1 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в каналах и дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий.The sprayer is installed in an upright position. When the fluid is supplied to the housing 1 under the action of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa, capillary turbulent fluid flows are formed in the channels and throttle openings, rushing to the outlet sections of these openings.

После столкновения потоков жидкости в каналах 15 и 16 и истечения через выходные отверстия жиклеров происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол в диапазоне от 45 до 60° в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под центральным дроссельным отверстием 6 в глухой перегородке 5 распылителя. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.After the collision of fluid flows in channels 15 and 16 and outflow through the nozzle outlet openings, a fan-shaped gas-liquid stream in the form of a shroud is formed, i.e. a mechanism for crushing liquid droplets is implemented, but the generated swell-like flow deviates from the horizontal plane by a larger angle in the range from 45 to 60 ° in the direction of the central region of the irrigated surface located directly under the central throttle hole 6 in the blind partition 5 of the atomizer. This distribution of the sprayed liquid allows to increase the uniformity of the spraying of the liquid over the Central part of the irrigated surface.

Предлагаемый мелкодисперсный распылитель может использоваться в противопожарной технике, например в составе спринклерных или дренчерных систем пожаротушения, в сельском хозяйстве - для распыления различного типа веществ на посевных площадях и в производственных помещениях, а также в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике - для распыления топлива, а также в отраслях техники, где требуется генерация распыленных мелкодисперсных потоков жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве.The proposed fine spray can be used in fire fighting equipment, for example, as part of sprinkler or deluge fire extinguishing systems, in agriculture - for spraying various types of substances on sown areas and in industrial premises, as well as in chemical technology devices and in the power system - for spraying fuel, and also in industries where generation of atomized fine-dispersed fluid flows is required both in closed and open spaces.

Claims

A liquid atomizer comprising a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which nozzles are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consisting of a cylindrical part with external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe and two serially connected and coaxial hollow cylindrical conical belts, and coaxially to the casing in its lower part, a nozzle is formed, formed by the outer conical surface and the end perpendicular to the axis of the nozzle with a blank partition, in which made a Central throttle hole and at least three inclined holes at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle, moreover, on the conical surface of the nozzle there is a cylindrical flange with an external thread for connecting the nozzle to the lower cylinder-conical belt of the housing, while on the nozzle from the side opposite fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels that intersect at of the nozzle’s lateral surface and form the outlet openings of each of the nozzles, the paired channels being located at right angles to each other in the longitudinal planes of the casing, while the conical lateral surface of the nozzle is made with an angle at the apex of 90 °, and on a cylindrical conical belt, rigidly connected with a cylindrical part of the body, two rows of throttle holes are made: one row is at least three horizontal holes made on a cylindrical surface, the other row is a th, at least three inclined holes at an angle of 45 °, made on a conical surface, while in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes in these rows are separated from each other by an angle lying in the optimal range of 7.5 ... 60 °, and on a cylindrical conical belt connected to the nozzle by means of an internal thread, a row is made consisting of at least three horizontal throttle holes, while in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes and nozzles, which are formed of at least three pairs and mutually perpendicular vertical and horizontal channels on the conical lateral surface of the nozzle are separated from each other by an angle lying in the optimal range of values: 7.5 ... 60 °, characterized in that on the inner surfaces of the throttle holes located on the cylindrical conical belts are made surface.