RU2536396C1

RU2536396C1 - Centifugal swirl atomiser of kochstar type

Info

Publication number: RU2536396C1
Application number: RU2013156121/12A
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: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2014-12-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in centrifugal swirl atomiser containing casing, captive nut, insert with contracting along the flow tangential channels, vortex chamber, nozzle and disc adjacent to the insert end from side of the tangential channels; at that the insert and disc are made out of metal-ceramics; the entry edges of the tangential channels are rounded, the end surface of the captive nut has central hole axisymmetric to the casing, the hole has cylindrical and cone parts, and insert has at least three tangential channels located in plane at right angle to the casing axis, and vortex chamber connected with the tangential channels, coaxial with casing orifice in the bottom part of the insert, and disc adjacent to the insert end from side of the tangential channels at right angle to the casing axis; the liquid flow spreader is connected to the captive nut end axisymmetric to the casing, the spreader is in form of the perforated cone shell with base secured by screws on the end surfaces of the captive nut; at that tip of the cone surfaces of the shell is directed from the liquid vortex, and in spreader bottom part the spherical perforated segment is secured such that tip of the cone shell coincides with centre of the spherical surface of the perforated segment.

EFFECT: higher efficiency of liquid atomising due to reduced hydraulic resistance of the atomiser at keeping the flow characteristics, provision for homogeneous mixing with the inflow medium.

2 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 №2485986, A62C 31/02, (прототип), содержащая корпус, накидную гайку, вкладыш с сужающимися по потоку тангенциальными каналами, камеру закручивания, сопло и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов.The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to patent RU No. 2485986, A62C 31/02, (prototype), comprising a housing, a flare nut, an insert with tapered tangential channels, a twisting chamber, a nozzle and a disk adjacent to the end face of the insert with sides of the tangential channels.

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 outlet of the nozzle.

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 торцу 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 рассекатель потока жидкости, выполненный в виде перфорированной конической обечайки с основанием, закрепленным винтами на торцевой поверхности накидной гайки, при этом вершина конической поверхности обечайки направлена в сторону от завихрителя потока жидкости, а в нижней части рассекателя закреплен сферический перфорированный сегмент таким образом, что вершина конической обечайки совпадает с центром сферической поверхности перфорированного сегмента.This is achieved by the fact that in a centrifugal vortex nozzle containing a housing, a flare nut, a liner with tangential channels tapering along the flow, a swirl chamber, a nozzle and a disk adjacent to the end face 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 tangential channels 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 side of the tangential channels perpendicular to the axis of the housing, and to the end the surface of the union nut, axisymmetrically to the body, the liquid flow divider is mounted, made in the form of a perforated conical shell with a base fixed with screws on the end turn of the flare nut, while the top of the conical surface of the shell is directed away from the swirl of the fluid flow, and a spherical perforated segment is fixed in the lower part of the divider so that the top of the conical shell coincides with the center of the spherical surface of the perforated segment.

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 завихрителя потока жидкости. 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, an insert 7 of a fluid flow swirl is coaxially fixed through a sealing gasket 10. In the end surface of the union nut 2, axisymmetrically to the housing 1, a central hole is made, consisting of a cylindrical part 8 and a conical part 9.

Вкладыш 7 имеет по крайней мере три тангенциальных канала 3 (фиг.2 - на чертеже показано 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 5 coaxial to the housing 1, located at the bottom of the insert 7 and the 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 рассекатель 13 потока жидкости, выполненный в виде, перфорированной конической обечайки с основанием 11, закрепленным винтами 12 на торцевой поверхности накидной гайки 2.A fluid flow divider 13 is mounted to the end surface of the union nut 2, axisymmetrically to the housing 1, made in the form of a perforated conical shell with a base 11 fixed by screws 12 on the end surface of the union nut 2.

При этом вершина конической поверхности обечайки направлена в сторону от завихрителя потока жидкости, а в нижней части рассекателя 13 закреплен сферический перфорированный сегмент 14 таким образом, что вершина конической обечайки, совпадает с центром сферической поверхности перфорированного сегмента 14.In this case, the top of the conical surface of the shell is directed away from the swirl of the fluid flow, and a spherical perforated segment 14 is fixed in the lower part of the divider 13 so that the top of the conical shell coincides with the center of the spherical surface of the perforated segment 14.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом.Centrifugal vortex nozzle operates as follows.

При подаче жидкости в корпус 1 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа 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.When supplying fluid to the housing 1 under the action of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa from the tangential channels 3, the liquid jets under pressure enter the swirl chamber 4, from which they are sprayed through the throttle aperture under the influence of pressure and centrifugal forces 5. Then, a fine vortex stream 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 opening tions. The tangential channels 3 are made with rounded inlet edges and tapering along the flow, which further reduces the hydraulic resistance and improves the quality of atomization, and the secondary crushing of liquid droplets and obtaining a fine torch provides a plate spray.

В камере закручивания 4, за счет вкладыша 7 завихрителя потока жидкости, создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в рассекатель 13 потока жидкости, выполненный в виде перфорированной конической обечайки, в котором поток жидкости дробится до мелкодисперсной фазы, а сферический перфорированный сегмент 14, закрепленный на конической обечайке, позволяет увеличить мелкодисперсноть фазы распыла жидкости.In the swirling chamber 4, due to the insert 7 of the swirl of the fluid flow, swirl fluid flows are created, which flow into the splitter 13 of the fluid flow, made in the form of a perforated conical shell, in which the fluid flow is crushed to a finely dispersed phase, and a spherical perforated segment 14, mounted on conical shell, allows you to increase the finely dispersed phase of the spray liquid.

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 made up of a cylindrical part and a conical part, and the insert has at least three tangential channels, 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, characterized in that to the end the surface of the union nut, axisymmetrically to the body, the liquid flow divider is mounted, made in the form of a perforated conical shell with a base fixed with screws on the end surface the union nut, wherein the vertex of the conical mantle surface directed away from the swirl of the liquid stream and the bottom of the deflector is fixed perforated spherical segment so that the apex of the conical shell coincides with the center of the spherical surface of the perforated segment.