RU2530790C1

RU2530790C1 - Kochetov's air-blast atomizer

Info

Publication number: RU2530790C1
Application number: RU2013130953/12A
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: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2014-10-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in air-blast atomizer, comprising a housing with the supply of atomized fluid and gas, a jet guiding device and a sprayer, the housing is made in the form of an inverted bucket, the bottom of which is provided with a threaded hole to fasten the central cylindrical insert (axi-symmetric to the housing) with a central axial passage of the jet guiding device for the supply of atomized fluid, and perpendicularly to the housing axis the lateral surface of the housing is fitted by at least one hole for the supply of air (gas) under pressure, which is connected to an annular chamber formed by the external surface of the central cylindrical insert and the internal surface of the housing, and to the internal lateral surface of the housing, in its bottom part there attached is the cylindrical bush of the jet guiding device for the supply of gas under pressure to the sprayer via the annular gap formed by the external surface of the central cylindrical insert and the internal surface of the bush, the annular gap is connected to the annular chamber, a fluid flow swirling chamber and a diffuser are placed inside the central cylindrical insert on its internal surface coaxially and sequentially, the diffuser cut plane coincides with the annular gap plane at the output from the cylindrical bush of the jet guiding device for air supply.

EFFECT: higher efficiency of liquid atomizing.

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 liquids 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 №2473396, A62C 31/02 (прототип), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to patent RU No. 2473396, A62C 31/02 (prototype), containing a hollow body with a nozzle and a central core.

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 поды 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 из-за отсутствия газовой составляющей турбулентного потока двухфазной смеси.The use of a finely dispersed sprayer of the described design allows one to obtain a uniform volume flow of droplets of finely dispersed spray in the range of droplet diameters from 30 to 150 μm with a feed pressure of not more than 1 MPa. However, the atomizer of this design does not allow to achieve the specified distribution of the flows of fine droplets on the irrigation surface of the required area without increasing the flow rate due to the absence of the gas component of the turbulent flow of the two-phase mixture.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.The technical result is an increase in the efficiency of fine atomization of a liquid.

Это достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а внутри центральной цилиндрической вставки, на ее внутренней поверхности, соосно и последовательно расположены камера закрутки потока жидкости и диффузор, плоскость среза которого совпадает с плоскостью кольцевого зазора на выходе из цилиндрической гильзы струенаправляющего устройства для подвода воздуха.This is achieved by the fact that in a pneumatic nozzle containing a housing with a supply of sprayed liquid and gas, a jetting device and a sprayer, the housing is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which there is a threaded hole for mounting an axisymmetric housing of a central cylindrical insert with a central axial channel of the jetting device for at least one air inlet (ha) is provided in the spray liquid supply, and in the side surface of the housing, perpendicular to its axis for) under pressure, which is connected to the annular chamber formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the housing, and to the inner side surface of the housing, in its lower part, a cylindrical sleeve of the flow directing device for supplying gas under pressure to the atomizer through an annular gap is attached, formed by the outer surface of the Central cylindrical insert and the inner surface of the sleeve, while the annular gap is connected to the annular chamber, and inside the price of the cylindrical insert, on its inner surface, a fluid flow swirl chamber and a diffuser are arranged coaxially and sequentially, the cut plane of which coincides with the plane of the annular gap at the outlet of the cylindrical sleeve of the air guide.

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

Пневматическая форсунка содержит корпус 6, выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 2 для крепления осесимметричной корпусу 6 центральной цилиндрической вставки 1 с центральным осевым каналом 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 6, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие 7 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 10, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью корпуса 6. К внутренней боковой поверхности корпуса 6, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 8 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 9, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью гильзы 8, при этом кольцевой зазор 9 соединен с кольцевой камерой 10.The pneumatic nozzle contains a housing 6, made in the form of an inverted glass, in the bottom of which a threaded hole 2 is made for fastening to the axisymmetric housing 6 of the central cylindrical insert 1 with a central axial channel 3 of the flow guide device for supplying the sprayed liquid, and in the side surface of the housing 6, perpendicular to its axis , made at least one hole 7 for supplying air (gas) under pressure, which is connected to the annular chamber 10 formed by the outer surface of the Central cylindrical insert 1 and the inner surface of the housing 6. To the inner side surface of the housing 6, in its lower part, is attached a cylindrical sleeve 8 of a flow guide device for supplying air (gas) under pressure to the atomizer through an annular gap 9 formed by the outer surface of the Central cylindrical insert 1 and the inner surface of the sleeve 8, while the annular gap 9 is connected to the annular chamber 10.

Струенаправляющее устройство для подвода распыляемой жидкости выполнено в виде винтового диска, контактирующего с цилиндрической образующей поверхностью осевого капала 3, выполненного в центральной цилиндрической вставке 1, и образованного из стержня, изогнутого по винтовой линии, при этом ось винтового диска перпендикулярна днищу стакана, а сам стержень закручен вокруг своей оси (на чертеже не показано).The directing device for supplying the sprayed liquid is made in the form of a screw disk in contact with the cylindrical generatrix surface of the axial drip 3 made in the central cylindrical insert 1 and formed from a rod bent along a helical line, while the axis of the screw disk is perpendicular to the bottom of the glass, and the rod itself twisted around its axis (not shown in the drawing).

Внутри центральной цилиндрической вставки 1, на ее внутренней поверхности, соосно и последовательно расположены камера закрутки 4 потока жидкости и диффузор 5, плоскость среза которого совпадает с плоскостью кольцевого зазора 9 на выходе из цилиндрической гильзы 8 струенаправляющего устройства для подвода воздуха.Inside the central cylindrical insert 1, on its inner surface, there are coaxially and sequentially arranged a swirl chamber 4 of the fluid flow and a diffuser 5, the cut plane of which coincides with the plane of the annular gap 9 at the outlet of the cylindrical sleeve 8 of the air guide.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.Pneumatic nozzle operates as follows.

Жидкость под давлением подается через осевой канал 3, выполненный в центральной цилиндрической вставке 1, к камере закрутки 4 потока жидкости и диффузору 5, из которого истекает с образованием факела, корневой угол которого определяется углом раскрытия диффузора. Воздух под давлением подается через отверстия 7 в кольцевую камеру 10, а из нее к срезу диффузора 5 посредством кольцевого зазора 9. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из диффузора 5. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки.Liquid under pressure is supplied through an axial channel 3, made in the central cylindrical insert 1, to the swirl chamber 4 of the fluid flow and the diffuser 5, from which it flows to form a torch, the root angle of which is determined by the opening angle of the diffuser. Air under pressure is supplied through openings 7 to the annular chamber 10, and from it to the slice of the diffuser 5 by means of an annular gap 9. In this case, the droplet flows of liquid flowing out of the diffuser 5 are repeatedly crushed. The presence of gas inclusions in the liquid additionally perturbs its surface, which leads to to wave formation and bulk crushing of a liquid film.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например, в стационарных системах пожаротушения, 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 fields of technology where it is required to create atomized fluid flows in both closed and open spaces, for example, in stationary fire extinguishing systems, as well as in motor 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 pneumatic nozzle containing a housing with a supply of sprayed liquid and gas, a jetting device and a sprayer, the housing is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which a threaded hole is made for fastening to the axisymmetric housing of a central cylindrical insert with a central axial channel of the spraying device for supplying sprayed liquid, and in the side surface of the housing, perpendicular to its axis, made at least one hole for supplying air under pressure, which is connected It is connected with an annular chamber formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the housing, and a cylindrical sleeve of the flow directing device for supplying gas under pressure to the atomizer through an annular gap formed by the outer surface of the central cylindrical insert is attached to the inner side surface of the housing, in its lower part and the inner surface of the sleeve, while the annular gap is connected to the annular chamber, and inside the Central cylindrical insert , on its inner surface, a fluid flow swirl chamber and a diffuser are arranged coaxially and sequentially, the cut-off plane of which coincides with the plane of the annular gap at the outlet of the cylindrical sleeve of the air guide for supplying air, characterized in that the flow directing device for supplying the sprayed liquid is made in the form of a screw a disk in contact with a cylindrical generatrix of the surface of the axial channel, made in the Central cylindrical insert, and formed from a rod, zognutogo along a helical path, with a screw drive axis is perpendicular to the bottom of the cup and the stem itself is twisted around its axis.