RU2536959C1 - Пневмоакустический распылитель жидкостей - Google Patents
Пневмоакустический распылитель жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536959C1 RU2536959C1 RU2013134992/05A RU2013134992A RU2536959C1 RU 2536959 C1 RU2536959 C1 RU 2536959C1 RU 2013134992/05 A RU2013134992/05 A RU 2013134992/05A RU 2013134992 A RU2013134992 A RU 2013134992A RU 2536959 C1 RU2536959 C1 RU 2536959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- gas
- nozzle
- liquid
- spray
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0692—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by a fluid
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам, использующим для распыления жидкостей периодические ударные волны, создаваемые в сверхзвуковой газовой струе при ее торможении полым резонатором. В пневмоакустическом распылителе жидкостей внутри корпуса установлено тело резонатора с образованием на расстоянии l от дефлектора канавки шириной δ и глубиной h. Внутренняя часть тела резонатора выполнена в виде конической воронки с выходным диаметром. К конической воронке пристыкован диффузорный элемент. Впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера. Диаметр критического сечения выбран из условия получения в нем одного из поперечных резонансов на частоте работы газоструйного генератора. Техническим результатом изобретения является повышение дисперсности получаемых капель. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. , 1 табл.
Description
Изобретение относится к устройствам, использующим для распыления жидкостей периодические ударные волны, создаваемые в сверхзвуковой газовой струе при ее торможении полым резонатором.
Известно пневмоакустическое распылительное устройство, содержащее резонатор, газовое и водяное сопла, стержень, установленный с зазором относительно газового сопла, в котором величина зазора в нем выбрана δ=(0,03-0,055)λ, а глубина резонатора h=(3,0-5,0)δ, при этом λ - длина волны акустического излучения на рабочей частоте для инертного газа. Патент Российской Федерации №2130328, МПК: B05B 7/06, 1998 г. Данные параметры кольцевого зазора δ и глубины резонатора h рекомендованы только для устройств с частотами генерации менее 30 кГц, для которых в стержневых распылителях не сказывается влияние пограничного слоя на стержне, а для получения медианных размеров капель менее 50 мкм необходимы частоты выше 30 кГц.
Известен пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие; центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, и впускной газовый канал; указанный цилиндрический корпус имеет впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с указанным впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, и газовое сопло, охватывающее центральный стержень. На выступающей части центрального стержня установлен резонатор, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, указанные газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, а газовое сопло выполнено коническим, сходящимся. Цилиндрический корпус содержит газовую камеру, расположенную непосредственно перед газовым соплом и прилегающую к поверхности центрального стержня, в указанном центральном стержне выполнены проходные газовые каналы, связывающие впускной газовый канал, который выполнен глухим, с газовой камерой, впускной канал для жидкости расположен на периферии торца цилиндрического корпуса и проходит в осевом направлении, жидкостное сопло выполнено в виде проходных жидкостных каналов в цилиндрическом корпусе, связанных с жидкостной кольцевой камерой, ориентированных с возможностью направления струй жидкости в зону распыления, где жидкость подвергается воздействию ударных волн, при этом угол наклона внутренних стенок газового сопла, отсчитываемый от вертикальной оси, составляет 50-80°. Диаметр dк газовой камеры, диаметр ds центрального стержня и диаметр dn газового сопла связаны соотношением (d2 k-d2 s)/(d2 n-d2 s)=5-30.
Проходные жидкостные каналы равномерно распределены по окружности жидкостной кольцевой камеры или по окружности центрального стержня. Цилиндрический корпус снабжен обечайкой, охватывающей указанный корпус, а жидкостная кольцевая камера и проходные жидкостные каналы образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки. Патент Российской Федерации №2232647, МПК: B05B 17/04, 2002 г. Недостаток распылителя состоит в том, при достижении коэффициента поджатия m=5÷30 падает давление в газовых каналах, снижается акустическая эффективность распылителя.
Известен пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий корпус сопла, размещенный в нем стержневой излучатель, резонатор и установленное с зазором над корпусом сопла концентрическое сопло, гидравлически связанное с системой подачи жидкости, отличающийся тем, что стержневой излучатель установлен в корпусе сопла с возможностью вращения относительно своей продольной оси, на котором закреплены лопасти, а отражающая шайба, размещенная в полости резонатора, выполнена с поперечными прорезями. Патент Российской Федерации №2260478, МПК: B05B 17/04, 2005 г. Недостаток распылителя связан с установкой в резонаторе упругого элемента, защищенного отражающей шайбой, приводящего к периодическому изменению глубины резонатора, определяющей частоту генерации, влияющей на стабильность излучения и на процесс диспергирования.
Известен пневмоакустический стержневой распылитель жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, кольцевой резонатор, установленный на выступающей части центрального стержня, рабочая поверхность которого обращена к газовому соплу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки.
Впускное газовое сопло выполнено цилиндрическим, центральный стержень - профилированным, причем расположенная внутри сопла часть имеет коническую форму с углом расхождения 45-80°, часть за срезом сопла имеет цилиндрическую форму, а место схождения цилиндрической и конической частей стержня расположено на срезе сопла. Впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера, установленного на внешней поверхности обечайки и соединенного с жидкостной кольцевой камерой. Патент Российской Федерации №2467807, МПК: B05B 17/04, 2012 г.
Известен распылитель пневматический щелевого типа, включающий основание, бак, воздухопроводы и гидропроводы, уравнительную емкость, питательную трубку и струеобразующее устройство с верхней и нижней пластиной и прокладкой между ними, при этом струеобразующее устройство имеет распределитель жидкости, а верхняя и нижняя пластины выполнены в виде окружностей, причем верхняя пластина имеет пазы для размещения в них питательных трубок, закрытых пластинчатой крышкой и соединенных с распределителем жидкости, а струеобразующее устройство имеет плоскую воздушную камеру, по крайней мере, с тремя щелевыми соплами, над выходами которых расположены выходные отверстия, по крайней мере, трех питательных трубок. Патент Российской Федерации №2467807, МПК: B05B 7/00, 2013 г. К недостаткам стержневого распылителя жидкости следует отнести трудность получения в узком факеле газожидкостной смеси капель менее 60 мкм из-за появления в кольцевой струе наряду с прямым скачком перед резонатором косых скачков, изменяющих его положение на цилиндрическом участке стержня в результате резкого искривления трубки тока в зоне, где число Маха равно единице.
Техническим результатом изобретения является повышение дисперсности получаемых капель.
Технический результат достигается тем, что в пневмоакустическом распылителе жидкостей, содержащем корпус, штуцер впуска газа, соосно с которым расположен дефлектор, формирующий внутри корпуса кольцевую щель шириной δ, внутри корпуса установлено тело резонатора с образованием на расстоянии l от дефлектора канавки шириной σ и глубиной h, внутренняя часть тела резонатора выполнена в виде конической воронки с выходным диаметром dk, к конической воронке пристыкован диффузорный элемент, а впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера, причем диаметр критического сечения выбран из условия получения в нем одного из поперечных резонансов на частоте работы газоструйного генератора. Диффузорный элемент выполнен в виде шнекового завихрителя, диаметр критического сечения выбран из условий: dk=αmnλ/π, где: αmn - корни уравнения Y1(αmn)=0; Y1 - функция Бесселя 1-го порядка, λ - длина волны колебаний, генерируемых в пневмоакустическом распылителе жидкостей.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, где: 1 - корпус, 2 - штуцер впуска газа, 3 - сопловой дефлектор, 4 - кольцевой резонатор, δ - ширина кольцевой щели в корпусе 1, σ - ширина канавки кольцевого резонатора, h - глубина кольцевого резонатора, dk - выходной диаметр конической воронки, 5 - штуцер, 6 - биконический насадок.
В корпус пневмоакустического распылителя жидкостей 1 поступает рабочий газ с давлением P выше критического Ркр через газовый штуцер 2. Газ через кольцевую щель между внутренней стенкой корпуса 1 и дефлектором 3 вытекает в рабочую зону генератора Гартмана, образуя первую бочку сверхзвуковой струи, имеющую систему косых скачков, а при ее торможении резонатором 4 - прямой скачок уплотнения, за которым возникает дозвуковая зона.
В области, простирающейся до дна резонатора 4 и представляющей собой четверть волновой резонатор с одной мягкой (скачок) и одной жесткой (дно) границами, возможно усиление возмущений определенной частоты и появление ударных волн, поступающих через биконический насадок в зону подачи распыляемой жидкости.
Частота колебаний может быть определена:
Здесь C0 - скорость звука в используемом газе, G - параметр кривизны (G=δ/dc, dc - диаметр дефлектора), черточки над индексами h, l и σ означают их нормировку к ширине сопловой щели δ, а у P и Pкр - нормировку к давлению окружающей среды.
Амплитуда колебаний, развивающихся в ограниченном пространстве, в значительной степени зависит от нагрузки, на которую работает генератор Гартмана, в данном случае на диффузорную часть биконического насадка 6.
Для согласования генератора с выходной частью распылителя необходимо чтобы диаметр сечения dk соответствовал одному из поперечных резонансов, частоты которых определяют из выражения.
В месте сочленения конфузорной и диффузорной частей биконического насадка используют либо симметричные, либо несимметричные поперечные резонансы, определяемые коэффициентами αmn; их конкретные значения приведены в таблице:
Таблица | ||||
m | n | 0 | 1 | 2 |
0 | 0 | 3.8 | 7.0 | |
1 | 1.84 | 5.3 | 8.54 | |
2 | 3.05 | 6.7 | 9.9 | |
3 | 4.2 | 8.0 | 11.3 |
Диаметр биконической насадки может быть определен из условий:
dk=βλ, где: β=αmn/π, а λ - длина волны колебаний, генерируемых в пневмоакустическом распылителе жидкостей. Или из условия:
dk=αmnλ/π
Таким образом, если fmn близка (±5%) к частоте генерации f, происходит «захват» частоты в широком диапазоне рабочих давлений, а уровень акустических колебаний возрастает на 16-20 дБ. При подаче жидкости через насадок 6, выполненный в виде шнекового завихрителя, выход мелких фракций увеличивается на 20-30%.
Claims (3)
1. Пневмоакустический распылитель жидкостей, содержащий корпус, штуцер впуска газа, соосно с ним расположенный дефлектор, формирующий внутри корпуса кольцевую щель шириной δ, отличающийся тем, что внутри корпуса установлено тело резонатора с образованием на расстоянии l от дефлектора канавки шириной σ и глубиной h, внутренняя часть тела резонатора выполнена в виде конической воронки с выходным диаметром dk, к конической воронке пристыкован диффузорный элемент, а впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера, причем диаметр критического сечения выбран из условия получения в нем одного из резонансов на частоте работы газоструйного генератора.
2. Пневмоакустический распылитель жидкостей по п.1, отличающийся тем, что диффузорный элемент выполнен в виде шнекового завихрителя.
3. Пневмоакустический распылитель жидкостей по п.1, отличающийся тем, что диаметр критического сечения выбран из условий:
dk=αmnλ/π, где: αmn - корни уравнения Y1(αmn)=0;
Y1 - функция Бесселя 1-го порядка, λ - длина волны колебаний, генерируемых в пневмоакустическом распылителе жидкостей.
dk=αmnλ/π, где: αmn - корни уравнения Y1(αmn)=0;
Y1 - функция Бесселя 1-го порядка, λ - длина волны колебаний, генерируемых в пневмоакустическом распылителе жидкостей.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134992/05A RU2536959C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Пневмоакустический распылитель жидкостей |
US14/907,303 US20160167077A1 (en) | 2013-07-26 | 2013-08-15 | Pneumoacoustic atomizer of liquids |
PCT/RU2013/000706 WO2015012717A1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-08-15 | Пневмоакустический распылитель жидкостей |
BR112016000091A BR112016000091A2 (pt) | 2013-07-26 | 2013-08-15 | atomizador de líquidos acústico-pneumático |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134992/05A RU2536959C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Пневмоакустический распылитель жидкостей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536959C1 true RU2536959C1 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=52393614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134992/05A RU2536959C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Пневмоакустический распылитель жидкостей |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160167077A1 (ru) |
BR (1) | BR112016000091A2 (ru) |
RU (1) | RU2536959C1 (ru) |
WO (1) | WO2015012717A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117948610B (zh) * | 2024-03-21 | 2024-06-18 | 大同知了科技有限公司 | 一种激波器、激波气化燃烧机及燃烧方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3157259A (en) * | 1959-05-16 | 1964-11-17 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Electromagnetic clutch |
US3638859A (en) * | 1968-08-06 | 1972-02-01 | Nat Res Dev | Fluid atomizers |
US3667679A (en) * | 1969-04-08 | 1972-06-06 | Dumag Ohg Dr Ludwig Kaluza & C | Apparatus for mixing a plurality of gaseous streams |
RU2232647C2 (ru) * | 2002-02-22 | 2004-07-20 | ГНЦ РФ ГУП "Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева" | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2260478C1 (ru) * | 2004-03-09 | 2005-09-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства (ГНУ ВСТИСП) | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2263549C2 (ru) * | 2003-12-09 | 2005-11-10 | Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2467807C1 (ru) * | 2011-05-19 | 2012-11-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Пневмоакустический стержневой распылитель жидкости |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63218274A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-12 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 液体霧化装置 |
US4823756A (en) * | 1988-03-24 | 1989-04-25 | North Dakota State University Of Agriculture And Applied Science | Nozzle system for engines |
DK1720660T3 (da) * | 2004-02-26 | 2010-03-22 | Pursuit Dynamics Plc | Forbedringer af fremgangsmåde og apparat til frembringelse af en tåge |
SG128596A1 (en) * | 2005-06-13 | 2007-01-30 | Victaulic Co Of America | High velocity low pressure emitter |
-
2013
- 2013-07-26 RU RU2013134992/05A patent/RU2536959C1/ru active
- 2013-08-15 US US14/907,303 patent/US20160167077A1/en not_active Abandoned
- 2013-08-15 WO PCT/RU2013/000706 patent/WO2015012717A1/ru active Application Filing
- 2013-08-15 BR BR112016000091A patent/BR112016000091A2/pt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3157259A (en) * | 1959-05-16 | 1964-11-17 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Electromagnetic clutch |
US3638859A (en) * | 1968-08-06 | 1972-02-01 | Nat Res Dev | Fluid atomizers |
US3667679A (en) * | 1969-04-08 | 1972-06-06 | Dumag Ohg Dr Ludwig Kaluza & C | Apparatus for mixing a plurality of gaseous streams |
RU2232647C2 (ru) * | 2002-02-22 | 2004-07-20 | ГНЦ РФ ГУП "Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева" | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2263549C2 (ru) * | 2003-12-09 | 2005-11-10 | Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2260478C1 (ru) * | 2004-03-09 | 2005-09-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства (ГНУ ВСТИСП) | Пневмоакустический распылитель жидкости |
RU2467807C1 (ru) * | 2011-05-19 | 2012-11-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Пневмоакустический стержневой распылитель жидкости |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015012717A1 (ru) | 2015-01-29 |
US20160167077A1 (en) | 2016-06-16 |
BR112016000091A2 (pt) | 2017-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2409787C1 (ru) | Распылитель акустический | |
RU2536957C1 (ru) | Пневмоакустическая стержневая форсунка | |
US3081946A (en) | Sonic spray nozzle | |
RU2536959C1 (ru) | Пневмоакустический распылитель жидкостей | |
RU2467807C1 (ru) | Пневмоакустический стержневой распылитель жидкости | |
RU2328349C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания жидкостей | |
RU2623771C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания растворов | |
RU134454U1 (ru) | Пневмоакустический распылитель жидкостей | |
RU151190U1 (ru) | Стержневой пневмоакустический распылитель | |
RU2622944C1 (ru) | Акустическая форсунка кочетова для распыливания растворов | |
RU2631286C1 (ru) | Акустическая форсунка | |
RU134455U1 (ru) | Пневмоакустическая стержневая форсунка | |
RU2383820C1 (ru) | Широкофакельная центробежная форсунка | |
RU2260478C1 (ru) | Пневмоакустический распылитель жидкости | |
RU2646714C1 (ru) | Акустическая форсунка кочетова | |
RU2639699C1 (ru) | Акустическая головка к форсункам для распыливания жидкостей | |
RU2671696C1 (ru) | Акустический распылитель | |
RU2644860C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания растворов | |
RU2618703C1 (ru) | Акустическая форсунка кочетова для распыливания жидкостей | |
RU2336129C1 (ru) | Акустический распылитель для растворов | |
RU2660015C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания жидкостей | |
RU2640528C1 (ru) | Акустическая форсунка с двойным вводом жидкости | |
RU2667283C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания растворов | |
RU2669834C1 (ru) | Акустическая форсунка для распыливания растворов | |
RU2660014C1 (ru) | Акустическая форсунка |