RU2496542C1

RU2496542C1 - Nozzle of kochetov

Info

Publication number: RU2496542C1
Application number: RU2012140210/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-10-27

Abstract

FIELD: fire-fighting facilities.

SUBSTANCE: invention relates to an equipment of spraying liquid and can be used in fire-fighting facilities, in agriculture, chemical technology units and heat-power engineering. The nozzle is claimed comprising a hollow housing with the nipple and the central core. The housing is made with a channel for supplying liquid and has a coaxial, rigidly connected with the housing sleeve with the nipple secured to its lower part. The nipple is made in the form of a two-stage cylindrical sleeve, which upper cylindrical stage is connected by a threaded connection with the central core, mounted with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve and consisting of a cylindrical part with baffle fixed, coaxially with it, in the lower part by a pin, pressed into the nipple and rigidly connected with a conical baffle having throttle holes which axes are perpendicular to the conical surface. The annular gap is connected to at least three radial channels formed in the two-step sleeve that connect it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the housing channel for supplying fluid. At that on the side surface of the cylindrical part of the central core, in its lower part connected to a conical baffle, there are at least two rows of cylindrical throttle orifices, with the axes which lie in planes perpendicular to the core axis, and in each row there are at least three openings, at that the axes of the throttle orifices of one row are displaced relative to the axes of throttle orifices in the other row by angle lying in the range of 15°-60°.

EFFECT: increased efficiency of fine atomisation of liquid.

1 cl, 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 форсунка по патенту RU №2445548, А62С 31/02, опубл. 20.03.12, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником - прототип.The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to patent RU No. 2445548, A62C 31/02, publ. 03/20/12, containing a hollow body with a nozzle and a central core - a prototype.

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 форсунке, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным, соосно с ней, в нижней части посредством штифта, запрессованного в сопло, и жестко связанного с коническим отбойником, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены перпендикулярно конической поверхности, образующей отбойник, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с коническим отбойником, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15÷60°.This is achieved by the fact that in the nozzle containing the hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical the step of which is connected by means of a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with fastened, coaxially with it, in the lower part by means of a pin pressed into the nozzle and rigidly connected to a conical chipper having throttle openings, the axes of which are perpendicular to the conical surface forming the chipper, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it with an annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, the annular cavity being connected to the channel ohm of the housing for supplying fluid, while at least two rows of cylindrical throttle holes are made on the lateral surface of the cylindrical part of the central core, in its lower part connected to the conical chipper, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row, while the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range 15–60 °.

На чертеже представлена конструктивная схема форсунки.The drawing shows a structural diagram of the nozzle.

Форсунка содержит цилиндрический полый корпус 1 с каналом 3 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 2 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 6 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором 9 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 4, и состоящим из цилиндрической части 7 с закрепленным соосно с ней в нижней части посредством штифта 11, запрессованного в сопло, и жестко связанного с коническим отбойником 12, имеющим дроссельные отверстия 13, оси которых расположены перпендикулярно конической поверхности, образующей отбойник 12. Кольцевая полость 8 образована внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 6, причем кольцевая полость 8 связана с каналом 3 корпуса 1 для подвода жидкости и связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части 7 центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с коническим отбойником 12, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 10, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника. В каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.The nozzle comprises a cylindrical hollow body 1 with a channel 3 for supplying liquid and a coaxial sleeve 2 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 4, the upper cylindrical step 6 of which is connected by a threaded connection to the central core, installed with an annular gap 9 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 4, and consisting of a cylindrical part 7 secured coaxially with it in the lower part by means of a pin 11, pressed into the nozzle, and rigidly connected with a conical chipper 12 having throttle holes 13, the axes of which are perpendicular to the conical surface forming the chipper 12. The annular cavity 8 is formed by the inner surface of the sleeve 2 and the outer surface of the upper cylindrical stage 6, and the annular cavity 8 is connected with channel 3 of the housing 1 for supplying fluid and is connected to the channel of the housing for supplying fluid, while on the side surface of the cylindrical part 7 of the Central core, in its lower part, is connected ennoy with a conical baffle 12 is satisfied, at least two rows of cylindrical throttle holes 10 with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core. At least three holes are made in each row, while the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range 15 ° ÷ 60 °.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 1 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5 в кольцевой зазор 9 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 10, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.Liquid under pressure is fed into the cavity of the nozzle body 1 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 8 through radial channels 5 into the annular gap 9 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. Acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing out of the cylindrical throttle holes 10, multiple crushing of the film occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 3 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 7 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 10, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the fluid enters is through the channel 3 for supplying fluid to the cavity of the central core, and then to the lower part of the cylindrical part 7 of the core, from which part of the fluid flows through radial holes 10, with multiple crushing of droplet fluid flows flowing from throttle bores.

Наличие конического отбойника 12, имеющего дроссельные отверстия 13, оси которых расположены перпендикулярно конической поверхности, образующей отбойник, позволяет повысить эффективность мелкодисперсного распыливания жидкости, как в ее центральной, так и переферийной частях потока.The presence of a conical chipper 12 having throttle holes 13, the axes of which are perpendicular to the conical surface forming the chipper, can improve the efficiency of fine atomization of the liquid, both in its central and peripheral parts of the flow.

Кроме того, наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.In addition, the presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве. Жидкостная форсунка может применяться, например, в стационарных системах пожаротушения спринклерного типа, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.The nozzle can be used in various branches of technology where it is required to create atomized fluid flows in both closed and open spaces. A liquid nozzle can be used, for example, in stationary fire extinguishing systems of the sprinkler type, as well as in mechanical engineering for spraying fuel. In addition, the nozzle can be used in various technological processes, in which it is required to ensure high efficiency of heat and mass transfer processes when spraying liquids.

Claims

A nozzle containing a hollow body with a nozzle and a central core, characterized in that the body is made with a channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which connected via a threaded connection to a central core mounted with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve and consisting of a cylindrical part with a clamp connected and rigidly connected coaxially with it in the lower part by means of a pin pressed into the nozzle with a conical chipper having throttle openings, the axes of which are perpendicular to the conical surface forming the chipper, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it with an annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, the annular cavity being connected to the channel at least two rows of cylindrical throttle openings with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and in each whisker for supplying fluid, while on the side surface of the cylindrical part of the central core, in its lower part, connected to a conical chipper at least three holes are made in a row, while the axes of the throttle holes of one row are offset from the axes of the throttle holes of the other row by an angle of 15-60 °.