RU2555559C1 - Nozzle - Google Patents
Nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555559C1 RU2555559C1 RU2014113734/12A RU2014113734A RU2555559C1 RU 2555559 C1 RU2555559 C1 RU 2555559C1 RU 2014113734/12 A RU2014113734/12 A RU 2014113734/12A RU 2014113734 A RU2014113734 A RU 2014113734A RU 2555559 C1 RU2555559 C1 RU 2555559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- confuser
- channel
- axis
- jet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидродинамики и может быть использовано в устройствах пожаротушения, орошения, охлаждения для формирования устойчивой, закрученной по спирали струи жидкости или струи жидкости и газа с повышенными энергетическими характеристиками.The invention relates to the field of hydrodynamics and can be used in fire extinguishing, irrigation, cooling devices to form a stable, spiraling liquid stream or a liquid and gas stream with enhanced energy characteristics.
Известен насадок для подачи подвижной среды, содержащий корпус, в котором рабочий участок насадка выполнен в виде закрученного по спирали канала овального сечения (SU 629936). Насадок позволяет повысить устойчивость струи за счет формирования ее винтообразной структуры. Однако использование известного насадка с рабочим каналом сложной формы связано с повышением гидродинамического сопротивления и к снижению дальнобойности струи.Known nozzles for supplying a moving medium containing a housing in which the working section of the nozzle is made in the form of an oval-shaped spiral channel (SU 629936). Nozzles can improve the stability of the jet due to the formation of its helical structure. However, the use of a known nozzle with a working channel of complex shape is associated with an increase in hydrodynamic resistance and a decrease in the range of the jet.
Известен насадок к устройству для подачи подвижной среды, в корпусе которого выполнен винтовой канал овального сечения, причем рабочий участок насадка выполнен в виде тонкостенной упругой оболочки переменной толщины с возможностью ее деформирования под действием давления жидкости (RU 2099114). Изобретение позволяет улучшить расходные характеристики насадка за счет деформационной адаптации формы винтового канала к изменению напора жидкости. Однако изготовление такого насадка связано с использованием тонкостенных упругих оболочек профилированной толщины из специальных сталей, что существенно усложняет его конструкцию. Кроме того, при использовании такого насадка в экстремальных условиях, связанных с возможностью воздействия на устройство значительных перепадов давления жидкости и температуры окружающей среды, также ударных нагрузок (например, при использовании в пожарном брандспойте), снижается надежность соответствующих устройств.Known nozzles for a device for supplying a moving medium, in the housing of which an oval-shaped helical channel is made, and the working section of the nozzle is made in the form of a thin-walled elastic shell of variable thickness with the possibility of its deformation under the action of liquid pressure (RU 2099114). The invention allows to improve the flow characteristics of the nozzle due to deformation adaptation of the shape of the screw channel to a change in the pressure of the liquid. However, the manufacture of such a nozzle is associated with the use of thin-walled elastic shells of profiled thickness from special steels, which significantly complicates its design. In addition, when using such a nozzle in extreme conditions associated with the possibility of impact on the device of significant changes in fluid pressure and ambient temperature, as well as shock loads (for example, when used in a fire hose), the reliability of the corresponding devices is reduced.
Задачей изобретения является создание простого и надежного устройства, в частности, пожарного брандспойта, предназначенного для формирования струи жидкости с повышенной устойчивостью и дальнобойностью.The objective of the invention is to provide a simple and reliable device, in particular, a fire hose designed to form a jet of liquid with increased stability and range.
Поставленная задача достигается посредством технического результата, который заключается в формировании с помощью заявляемой конструкции сопла винтообразной струи с повышенными характеристиками устойчивости и дальнобойности. Технический результат достигается тем, что сопло для формирования закрученной по спирали струи жидкости, газа или смеси жидкости и газа, содержит конический конфузор с цилиндрическим выходным каналом, причем ось канала смещена относительно оси конфузора, преимущественно, на расстояние от 0,15 до 0,5 диаметра канала с формированием переходной зоны в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала. Технический результат достигается также тем, что угол конического конфузора составляет от 20° до 90°, а длина выходного канала сопла не превышает 3-х его диаметров.The problem is achieved through the technical result, which consists in the formation using the claimed design of the nozzle of a helical jet with enhanced characteristics of stability and range. The technical result is achieved in that the nozzle for forming a spiral-wound jet of liquid, gas or a mixture of liquid and gas contains a conical confuser with a cylindrical outlet channel, and the axis of the channel is offset relative to the axis of the confuser, mainly by a distance of 0.15 to 0.5 the diameter of the channel with the formation of the transition zone at the intersection of the conical surface of the confuser and the cylindrical surface of the channel. The technical result is also achieved by the fact that the angle of the conical confuser is from 20 ° to 90 °, and the length of the outlet channel of the nozzle does not exceed 3 of its diameters.
Сущность изобретения основана на установленном автором неожиданном эффекте при истекании сплошной среды из сопла заявляемой конструкции с коническим конфузором и цилиндрическим отверстием, ось которого смещена относительно оси конфузора. Этот эффект заключается в том, что при достаточном напоре жидкости сопло указанной конструкции самопроизвольно формирует на выходе канала струю с высокими характеристиками устойчивости и дальнобойности. При этом образующаяся при истечении из сопла струя самопроизвольно формируется в виде плоской ленты, закрученной вокруг оси струи по крутой винтовой спирали. Описанный диаметр струи и шаг винтовой спирали плавно изменяется при изменении давления жидкости на входе в сопло, при этом струя сохраняет свою устойчивость и дальнобойность в широком диапазоне давления и расхода жидкости. Формирование струи такой формы обусловлено гидродинамическими эффектами истечения, самопроизвольно возникающими в переходной зоне сопла, расположенной в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала.The invention is based on the unexpected effect established by the author when a continuous medium flows out of a nozzle of the claimed design with a conical confuser and a cylindrical hole, the axis of which is offset from the axis of the confuser. This effect consists in the fact that, with a sufficient pressure of the liquid, the nozzle of the indicated design spontaneously forms a stream with high stability and long-range characteristics at the channel outlet. In this case, the jet formed upon the outflow from the nozzle spontaneously forms in the form of a flat ribbon twisted around a jet axis in a steep helical spiral. The described diameter of the jet and the pitch of the helical spiral changes smoothly with changing fluid pressure at the inlet to the nozzle, while the jet retains its stability and range in a wide range of pressure and flow rate. The formation of a jet of this shape is due to the hydrodynamic effects of the outflow that spontaneously arise in the transition zone of the nozzle located in the region of intersection of the conical surface of the confuser and the cylindrical surface of the channel.
На рисунке приведен продольный разрез сопла предложенной конструкции. Сопло содержит корпус (1), конфузор (2) конической формы с углом раскрытия «v» и осью симметрии (3), выходной цилиндрический канал (4) с осью симметрии (5), диаметром «d» и длиной «h». Ось (5) канала (4) смещена относительно оси (3) конфузора (2) на расстояние «е», заданное в пределах от 0,15 до 0,5 диаметра «d» канала (4). Угол «v» при вершине конфузора (2) составляет от 20° до 90°, а длина «h» выходного канала (5) не превышает 3 «d». В сопле предложенной конструкции формируется переходная зона (6), расположенная в области пересечения конической поверхности конфузора (2) и цилиндрической поверхности канала (4).The figure shows a longitudinal section of the nozzle of the proposed design. The nozzle contains a housing (1), a cone (2) with a conical shape with an opening angle “v” and an axis of symmetry (3), an output cylindrical channel (4) with an axis of symmetry (5), diameter “d”, and length “h”. The axis (5) of the channel (4) is shifted relative to the axis (3) of the confuser (2) by a distance "e" specified in the range from 0.15 to 0.5 of the diameter "d" of the channel (4). The angle "v" at the top of the confuser (2) is from 20 ° to 90 °, and the length "h" of the output channel (5) does not exceed 3 "d". In the nozzle of the proposed design, a transition zone (6) is formed, located in the region of intersection of the conical surface of the confuser (2) and the cylindrical surface of the channel (4).
Работа сопла осуществляется следующим образом. При подаче жидкости под давлением в конфузор (2) заявляемое сопло самопроизвольно формирует на выходе цилиндрического канала (4) струю жидкости с высокими характеристиками устойчивости и дальнобойности. Указанная струя формируется в виде плоской ленты, закрученной вокруг оси струи по крутой винтовой спирали. Описанный диаметр струи и шаг винтовой спирали в направлении оси струи плавно изменяется при изменении давления жидкости на входе в сопло, при этом струя сохраняет свою устойчивость и дальнобойность в широком диапазоне давления и расхода жидкости. Самопроизвольное формирование струи с описанными выше характеристиками обусловлено гидродинамическими эффектами истечения, возникающими в переходной зоне (7) сопла, которая расположена в области пересечения конической поверхности конфузора (2) и цилиндрической поверхности канала (5).The nozzle is as follows. When applying liquid under pressure to the confuser (2), the inventive nozzle spontaneously forms a liquid stream with high stability and long-range characteristics at the outlet of the cylindrical channel (4). The specified jet is formed in the form of a flat tape twisted around the axis of the jet in a steep helical spiral. The described diameter of the jet and the pitch of the helical spiral in the direction of the axis of the jet smoothly changes with changing fluid pressure at the inlet to the nozzle, while the jet retains its stability and range in a wide range of pressure and fluid flow. The spontaneous formation of a jet with the characteristics described above is due to the hydrodynamic effects of the outflow occurring in the transition zone (7) of the nozzle, which is located at the intersection of the conical surface of the confuser (2) and the cylindrical surface of the channel (5).
С наибольшей эффективностью гидродинамические эффекты формирования струи с описанными выше характеристиками реализуются при смещении осей конического конфузора (2) и цилиндрического канала (4) на расстояние «е» от 0,15 до 0,5 диаметра «d» канала, угле «v» конического конфузора, изменяющегося в диапазоне от 20° до 90°, и длине «h» канала сопла, не превышающей 3-х его диаметров «d». При выходе за пределы указанных выше соотношений и значений геометрических параметров заявляемого сопла характеристики устойчивости и дальнобойности образующейся струи жидкости снижаются.With the greatest efficiency, the hydrodynamic effects of jet formation with the characteristics described above are realized when the axes of the conical confuser (2) and the cylindrical channel (4) are displaced by a distance “e” from 0.15 to 0.5 of the diameter “d” of the channel and the angle “v” of the conical confuser, varying in the range from 20 ° to 90 °, and the length "h" of the nozzle channel, not exceeding 3 of its diameters "d". If you go beyond the above ratios and values of the geometric parameters of the inventive nozzle, the stability and range characteristics of the resulting liquid stream are reduced.
Сопло представляет собой одну деталь предельно простой конструкции, которая изготавливается на обычном токарном станке из одной заготовки. Поэтому изобретение может быть практически использовано в устройствах пожаротушения, орошения, охлаждения, оформления декоративных фонтанов и в других устройствах и технологических процессах, связанных с использованием свойств устойчивой, закрученной по спирали струи жидкости или струи жидкости и газа с повышенными энергетическими характеристиками.The nozzle is one part of an extremely simple design, which is made on a conventional lathe from a single workpiece. Therefore, the invention can be practically used in fire extinguishing, irrigation, cooling devices, decoration of decorative fountains, and in other devices and technological processes associated with the use of the properties of a stable, spiral-wound fluid stream or a liquid and gas stream with enhanced energy characteristics.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113734/12A RU2555559C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113734/12A RU2555559C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2555559C1 true RU2555559C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113734/12A RU2555559C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2555559C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU629936A1 (en) * | 1969-10-29 | 1978-10-30 | Ermakov Yurij M | Liquid supply nozzle |
| RU2252080C1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-05-20 | Закрытое акционерное общество "СИЛЭН" | Method and device for two-phase gas-and-droplet jet forming |
| US20050211448A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Anton Neumeir | Grease fire extinguisher |
| EP1689966B1 (en) * | 2003-10-21 | 2008-01-16 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Nozzle unit and method for excavating a hole in an object |
-
2014
- 2014-04-08 RU RU2014113734/12A patent/RU2555559C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU629936A1 (en) * | 1969-10-29 | 1978-10-30 | Ermakov Yurij M | Liquid supply nozzle |
| RU2252080C1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-05-20 | Закрытое акционерное общество "СИЛЭН" | Method and device for two-phase gas-and-droplet jet forming |
| EP1689966B1 (en) * | 2003-10-21 | 2008-01-16 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Nozzle unit and method for excavating a hole in an object |
| US20050211448A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Anton Neumeir | Grease fire extinguisher |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2501610C1 (en) | Nozzle with uniform atomising cone | |
| RU2509261C1 (en) | Pneumatic vortex nozzle | |
| RU2570441C1 (en) | Kochetov's swirl atomiser | |
| RU2550835C2 (en) | Fluid sprayer | |
| WO2016013801A3 (en) | Microbubble nozzle | |
| US10386003B2 (en) | Choke for a flow line | |
| RU2015118849A (en) | FINE SPRAY LIQUID | |
| US10086389B2 (en) | Range enhanced fire fighting nozzle and method (centershot II) | |
| RU146288U1 (en) | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT | |
| RU2555559C1 (en) | Nozzle | |
| RU2539183C1 (en) | Kochetov's centrifugal atomiser with active spray gun | |
| TWM514882U (en) | Improved structure of an injector | |
| RU2443458C2 (en) | Swirler with hydraulic amplification | |
| RU174490U1 (en) | CAVITATOR | |
| US4055306A (en) | Liquid spray nozzle having a randomly directionally unstable discharge characteristic | |
| CN203796247U (en) | Water jet spray-head device for exploiting hydrates through hydraulic fracturing method | |
| CN208786697U (en) | A kind of big flow micro-atomizing hollow cone nozzle | |
| WO2015088381A1 (en) | Cavitation nozzle | |
| RU2642579C1 (en) | Nozzle for spraying liquid | |
| RU2554336C1 (en) | Atomiser | |
| CN202185097U (en) | Large range fire-fighting lance | |
| RU2690406C1 (en) | Vortex nozzle | |
| CN102350029B (en) | Fire branch with large range | |
| RU2622118C1 (en) | Kochetov's vortex nozzle | |
| RU2017142454A (en) | METHOD FOR INCREASING THE RANGE OF EMISSION OF A LIQUID JET AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160409 |