RU2533099C1

RU2533099C1 - Kochetov's centrifugal vortex atomiser

Info

Publication number: RU2533099C1
Application number: RU2013158158/12A
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: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-11-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: centrifugal vortex atomiser includes a housing, a coupling nut, an insert with tangential channels converging in a flow direction, a vortex chamber, a nozzle and a disc adjacent to the insert face on the side of the tangential channels. The insert and the disc are made from metal ceramics; inlet edges of the tangential channels are rounded; in the end surface of the coupling nut there is a central hole axisymmetrically to the housing, which consists of a cylindrical part and a conical part, and the insert has at least three tangential channels located in a plane perpendicular to the housing axis, as well as the vortex chamber connected to the tangential channels, a throttle hole coaxial to the housing and located in the lower part of the insert and a disc adjacent to the insert face on the side of the tangential channels perpendicular to the housing axis, and to the end surface of the coupling nut there attached axisymmetrically to the housing is a plate-like sprayer consisting of at least two plates perpendicular to the housing axis and parallel to each other, one of which, i.e. the first plate has a central hole, and the other plate is of a solid type and attached to the first one by means of at least three fasteners including a screw and spacing calibration washers to be installed between the plates, as well as between the end surface of the coupling nut and the first plate. The second solid-type plate of the plate-like sprayer is not flat, but convex or concave. Top of the convex surface can be directed both towards the end surface of the coupling nut and from it, and the second plate of the plate-like sprayer is perforated in a section restricted with spacing calibration washers to be installed between the plates and the plate-like sprayer.

EFFECT: improving the fine liquid spraying efficiency owing to reducing flow resistance of an atomiser at maintaining flow characteristics and providing a homogenous degree of mixing with inflowing medium.

2 dwg

Description

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

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является ороситель по патенту RU №2485986, A62C 31/02, содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.The closest technical solution to the claimed object is the sprinkler according to patent RU No. 2485986, A62C 31/02, containing a hollow cylindrical body with a nozzle for supplying liquid nozzle and an additional row of throttle holes.

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.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.

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.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 за счет снижения гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик, обеспечения гомогенной степени смешения со средой втекания.The technical result is an increase in the efficiency of finely dispersed liquid spraying by reducing the hydraulic resistance of the nozzle while maintaining the flow characteristics, ensuring a homogeneous degree of mixing with the inflow medium.

Это достигается тем, что в центробежной вихревой форсунке, содержащей корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к горцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, при этом вкладыш и диск изготовлены из металлокерамики, входные кромки тангенциальных каналов скруглены, в торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части и конической части, а вкладыш имеет, по крайней мере, три тангенциальных канала, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, а также камеру закручивания, соединенную с тангенциальными каналами, соосное корпусу дроссельное отверстие, расположенное в нижней части вкладыша, и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса, а к торцевой поверхности накидной гайки, осесимметрично корпусу, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой, по крайней мере, двух пластин, одна из которых - первая пластина, имеет центральное отверстие, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы, устанавливаемые между пластинами, а также между торцевой поверхностью накидной гайки и первой пластиной, при этом вторая, сплошная пластина пластинчатого распылителя выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой, причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки, так и от нее, а вторая пластина пластинчатого распылителя выполнена перфорированной, на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами, устанавливаемыми между пластинами, и пластинчатого распылителя.This is achieved by the fact that in a centrifugal vortex nozzle containing a housing, a flare nut, a liner with tangential channels tapering in flow, a swirl chamber, a nozzle and a disk adjacent to the liner of the liner on the side of the tangential channels, while the liner and disk are made of cermet, the input the edges of the tangential channels are rounded, in the end surface of the union nut, axisymmetrically to the body, a central hole is made up of a cylindrical part and a conical part, and the liner has at least three and a tangential channel located in a plane perpendicular to the axis of the housing, as well as a twisting chamber connected to the tangential channels, a throttle hole coaxial to the housing located at the bottom of the liner, and a disk adjacent to the end of the liner from the side of the tangential channels perpendicular to the axis of the housing, and the end surface of the union nut, axisymmetrically to the body, a lamellar atomizer is mounted, consisting of at least two plates perpendicular to the axis of the body and parallel to each other, one of which first - the first plate has a central hole, and the second plate is solid and attached to the first by at least three fasteners, including a screw and spacing calibrated washers installed between the plates, as well as between the end surface of the union nut and the first the plate, while the second, solid plate of the plate sprayer is made not flat, but convex or concave, and the top of the convex surface can be directed toward the end surface nuts, and from it, and the second plate-plate atomizer is perforated, in an area bounded prostanovochnymi calibrated washers to be established between the plates, and the plate nebulizer.

На фиг.1 изображен фронтальный разрез центробежной вихревой форсунки, на фиг.2 - горизонтальное сечение по соплу форсунки.Figure 1 shows a frontal section of a centrifugal vortex nozzle, figure 2 is a horizontal section through the nozzle of the nozzle.

Центробежная вихревая форсунка состоит из трубчатого корпуса 1 (фиг.1), в котором с помощью накидной гайки 2 через герметизирующую прокладку 10 соосно закрепляется вкладыш 7. В торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, выполнено центральное отверстие, состоящее из цилиндрической части 8 и конической части 9.The centrifugal vortex nozzle consists of a tubular body 1 (Fig. 1), in which, using a union nut 2, a liner 7 is coaxially fixed through a sealing gasket 7. A central hole is made in the end surface of the union nut 2, axisymmetrically to the housing 1, consisting of a cylindrical part 8 and conical part 9.

Вкладыш 7 имеет, по крайней мере, три тангенциальных канала 3 (фиг.2 - на чертеже показаны четыре канала), расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса 1, а также камеру закручивания 4, соединенную с тангенциальными каналами 3, соосное корпусу 1 дроссельное отверстие 5, расположенное в нижней части вкладыша 7, и диск 6, примыкающий к торцу вкладыша 7 со стороны тангенциальных каналов перпендикулярно оси корпуса 1. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока. Вкладыш 7 и диск 6 изготовлены из металлокерамики.The insert 7 has at least three tangential channels 3 (Fig. 2 - four channels are shown in the drawing) located in a plane perpendicular to the axis of the housing 1, as well as a twisting chamber 4 connected to the tangential channels 3, a throttle hole coaxial to the housing 1 5, located in the lower part of the insert 7, and a disk 6 adjacent to the end of the insert 7 from the side of the tangential channels perpendicular to the axis of the housing 1. The tangential channels 3 are made with rounded inlet edges and tapering along the flow. The liner 7 and the disk 6 are made of cermet.

К торцевой поверхности накидной гайки 2, осесимметрично корпусу 1, крепится пластинчатый распылитель, состоящий из перпендикулярных оси корпуса и параллельных между собой, по крайней мере, двух пластин, одна из которых - первая пластина 11, имеет центральное отверстие 15, а вторая пластина 12 выполнена сплошной и крепится к первой посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов 16, включающих в себя винт и простановочные калиброванные шайбы 13 и 14, устанавливаемые между пластинами 11 и 12, а также между торцевой поверхностью накидной гайки 2 и первой пластиной 11, которые выполняют функцию регулирующего звена, управляющего зазором между пластинами 11 и 12 распылителя, влияющим на дисперсность распыливаемой среды.A plate atomizer is mounted to the end surface of the union nut 2, axisymmetrically to the housing 1, consisting of at least two plates perpendicular to the housing axis and parallel to each other, one of which is the first plate 11, has a central hole 15, and the second plate 12 is made continuous and attached to the first by means of at least three fasteners 16, including a screw and calibrated washers 13 and 14 installed between the plates 11 and 12, as well as between the end surface of the union nut 2 the first plate 11, which function as the regulating unit controlling the gap between the plates 11 and 12, the nebulizer affecting the dispersibility of the spray medium.

Вторая, сплошная пластина 12 пластинчатого распылителя может быть выполнена не плоской, а выпуклой или вогнутой (на чертеже не показано), причем вершина выпуклой поверхности может быть направлена как в сторону торцевой поверхности накидной гайки 2, так и от нее. Это зависит от вязкости распыливаемой жидкости и требуемой степени дисперсности распыливаемого потока жидкости.The second, solid plate 12 of the plate spray can be made not flat, but convex or concave (not shown in the drawing), and the apex of the convex surface can be directed both towards and away from the end surface of the union nut 2. It depends on the viscosity of the sprayed liquid and the required degree of dispersion of the sprayed liquid stream.

Вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена перфорированной, на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами 14, устанавливаемыми между пластинами 11 и 12 пластинчатого распылителя.The second plate 12 of the lamellar diffuser is perforated, in the area limited by the calibrated washers 14 installed between the plates 11 and 12 of the lamellar diffuser.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом: из тангенциальных каналов 3 струи жидкости под давлением попадают в камеру закручивания 4, из которой под действием давления и центробежных сил распыливаются через дроссельное отверстие 5. Затем мелкодисперсный вихревой поток поступает сначала в цилиндрическую часть 8 центрального отверстия, а затем в коническую часть 9 этого отверстия, образуя факел мелкодисперсного вихревого потока, угол раскрытия которого определяется углом конической части 9 центрального отверстия. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление и повышает качество распыливания, а вторичное дробление капель жидкости и получение мелкодисперсного факела обеспечивает пластинчатый распылитель за счет того, что вторая пластина 12 пластинчатого распылителя выполнена перфорированной, на участке, ограниченном простановочными калиброванными шайбами 14, устанавливаемыми между пластинами 11 и 12 пластинчатого распылителя.The centrifugal vortex nozzle works as follows: from tangential channels 3, the liquid jets under pressure enter the swirl chamber 4, from which they are sprayed through the throttle aperture under the action of pressure and centrifugal forces 5. Then, the finely dispersed vortex flow first enters the cylindrical part 8 of the central hole, and then into the conical part 9 of this hole, forming a torch of a finely dispersed vortex flow, the opening angle of which is determined by the angle of the conical part 9 of the central hole. The tangential channels 3 are made with rounded inlet edges and tapering along the flow, which further reduces hydraulic resistance and improves the quality of spraying, and secondary crushing of liquid droplets and obtaining a finely dispersed torch provides a plate sprayer due to the fact that the second plate 12 of the plate sprayer is perforated the area limited by the mounting calibrated washers 14 installed between the plates 11 and 12 of the plate spray.

Claims

A centrifugal vortex nozzle containing a housing, a flare nut, a liner with tangential channels tapering downstream, a swirl chamber, a nozzle and a disk adjacent to the end face of the liner from the tangential channel side, while the liner and disk are made of cermet, the input edges of the tangential channels are rounded the end surface of the union nut, axisymmetrically to the housing, has a central hole consisting of a cylindrical part and a conical part, and the insert has at least three tangential channels, p located in a plane perpendicular to the axis of the housing, as well as a swirl chamber connected to the tangential channels, a throttle hole coaxial to the housing located at the bottom of the liner, and a disk adjacent to the end of the liner from the tangential channels side perpendicular to the axis of the housing, and to the end surface of the union nut axisymmetrically mounted to the casing is a plate atomizer consisting of at least two plates perpendicular to the axis of the casing and parallel to each other, one of which is the first plate t is the central hole, and the second plate is solid and fastened to the first by at least three fasteners, including a screw, and span calibrated washers installed between the plates, as well as between the end surface of the union nut and the first plate, the second is a continuous plate of a plate sprayer, made not flat, but convex or concave, and the top of the convex surface can be directed both towards the end surface of the union nut and from it, different yuschayasya in that the second plate atomiser plate is perforated, in an area bounded prostanovochnymi calibrated washers to be established between the plates, and the plate nebulizer.