RU2638338C1

RU2638338C1 - Vortex pneumatic nozzle

Info

Publication number: RU2638338C1
Application number: RU2017120346A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2017-12-13

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: tube for supplying air to a diffuser is fixed in the vortex pneumatic nozzle coaxially and axially symmetrically to the body by means of a perforated washer to the union inner surface with cylindrical hole. At the end of the tube there are at least three throttling tubes.

EFFECT: improved efficiency of liquid spraying.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов.The invention relates to means for spraying liquids and solutions.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2480295, F02С 7/24, содержащая корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2480295, F02C 7/24, comprising a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and a fitting with a cylindrical hole for supplying liquid connected to the diffuser located in the upper part of the housing, axisymmetric housing and fitting (prototype).

Недостатком известной форсунки является сравнительно невысокая степень распыла и сложность конструкции.A disadvantage of the known nozzle is the relatively low degree of atomization and design complexity.

Технический результат - повышение эффективности распыления жидкости.EFFECT: increased efficiency of liquid spraying.

Это достигается тем, что в вихревой пневматической форсунке, содержащей корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, а поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска.This is achieved by the fact that in a vortex pneumatic nozzle containing a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing and a fitting located in the upper part of the housing with a cylindrical fluid inlet connected to a diffuser, an axisymmetric housing and fitting, the screw is pressed into the housing with the formation of a conical chamber located above the screw, coaxial to the diffuser, and connected to it in series, moreover, the screw is made continuous, and the outer surface of the screw is two connected in series surfaces, one of which is at least a one-way helical groove with right or left thread, and is located inside the body, and the second surface is smooth in the form of a body of revolution axisymmetrically connected to the spray disk located perpendicular to the axis of the body, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing, and the line forming this surface can be either a straight line or an nth-order curve, and the surface of the spray disk protruding beyond the torus the Central surface of the lower part of the body, made bent toward the lower part of the body and has on the peripheral part radial cuts alternating with the solid part of the surface of the spray disk.

На чертеже изображен общий вид форсунки.The drawing shows a General view of the nozzle.

Вихревая пневматическая форсунка содержит корпус 1 со шнеком 7, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер 2 с цилиндрическим отверстием 3 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 4, осесимметричным корпусу 1 и штуцеру 2. Для герметичного соединения корпуса 1 со штуцером 2 предусмотрена уплотняющая прокладка 5. Шнек 7 запрессован в корпус с образованием конической камеры 6, расположенной над шнеком 7, соосно диффузору 4, которая соединена с ним последовательно. Шнек 7 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 7 представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 8 с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса 1, а вторая поверхность 10 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 11, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (на чертеже не показано). Шнек 7 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 9. Шнек 7 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.The vortex pneumatic nozzle contains a housing 1 with a screw 7, coaxially located in the lower part of the housing, and a nozzle 2 located in the upper part of the housing with a cylindrical hole 3 for supplying fluid connected to the diffuser 4, axisymmetric housing 1 and fitting 2. For tight connection of the housing 1 with the fitting 2, a sealing gasket 5 is provided. The screw 7 is pressed into the housing to form a conical chamber 6 located above the screw 7, coaxially with the diffuser 4, which is connected in series with it. The screw 7 is made continuous, and the outer surface of the screw 7 is two serially connected surfaces, one of which is at least a single-pass screw groove 8 with right or left thread, and is located inside the housing 1, and the second surface 10 is made smooth in in the form of a body of revolution, axisymmetrically connected to the spray disk 11, located perpendicular to the axis of the housing, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing, moreover, as a line forming this surface, m There can be both a straight line and an nth-order curved line, for example, spherical, elliptical, parabolic, etc. (not shown in the drawing). In this case, screw 7 can be fixed in the housing by means of screws 9. The nozzle screw 7 is made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

Поверхность распылительного диска 11, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса 1, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы (на чертеже не показаны), чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 11.The surface of the spray disk 11, protruding beyond the end surface of the lower part of the housing 1, is bent toward the lower part of the housing and has radial cutouts (not shown) in the peripheral part, alternating with the solid part of the surface of the spray disk 11.

Распылительный диск 11 смещен по оси форсунки вниз от гладкой поверхности тела вращения 10 шнека 7, соединенного с винтовой поверхностью 8 шнека на величину h, зависящую от вязкости распыляемой жидкости, и соединен со шнеком 7 посредством стержня 12, осесимметрично расположенного шнеку 7.The spray disk 11 is displaced along the axis of the nozzle down from the smooth surface of the body of revolution 10 of the screw 7, connected to the screw surface 8 of the screw by an amount h, depending on the viscosity of the sprayed liquid, and is connected to the screw 7 by means of a rod 12 axisymmetrically located on the screw 7.

Соосно и осесимметрично корпусу 1, посредством перфорированной шайбы 14, к внутренней поверхности штуцера 2 с цилиндрическим отверстием 3, закреплена трубка 13 для подвода воздуха в диффузор 4, на конце которой установлены по крайней мере три дроссельные трубки 15.Coaxially and axisymmetrically to the housing 1, by means of a perforated washer 14, a tube 13 for supplying air to the diffuser 4 is fixed to the inner surface of the fitting 2 with a cylindrical hole 3, at the end of which at least three throttle tubes 15 are installed.

Вихревая пневматическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.Vortex pneumatic nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 3 в диффузор 4, а из него в коническую камеру 6, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 7. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора) и встречает на своем пути поверхность распылительного диска 11, у которой на периферийной части, отогнутой в сторону нижней части корпуса, выполнены радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 11, что позволяет увеличить поверхность распыливания жидкости с одновременным дополнительным дроблением капель жидкости.The fluid is supplied through a cylindrical hole 3 into the diffuser 4, and from it into the conical chamber 6, from which it flows under pressure into the screw external cavity of the screw 7. The rotating fluid flow in the external screw cavity of the screw forms a vortex movement, with additional crushing of liquid drops due to turbulization of the outlet stream, and a finely dispersed rotating stream leaves the nozzle with a wide rotating torch of the sprayed liquid (solution) and encounters the surface of the spray disk 11 in its path Ora on the peripheral portion bent toward the lower housing portion, provided with radial cutouts alternating with a continuous part of the surface of the spray disk 11, thus increasing the surface of the liquid while spraying additional fragmentation of liquid droplets.

Возможен вариант, когда внутри корпуса 1 форсунки, в части расположения конической камеры 6, над шнеком 7, размещен генератор акустических колебаний в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости 16, расположенной в стенке корпуса 1, которая через калиброванные отверстия 17 соединена с конической камерой 6.It is possible that inside the nozzle body 1, in terms of the location of the conical chamber 6, above the screw 7, an acoustic oscillator is placed in the form of a sound generator formed by a Helmholtz resonator. The Helmholtz resonator is made in the form of at least one spherical cavity 16 located in the wall of the housing 1, which through calibrated holes 17 is connected to the conical chamber 6.

Резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет количества и диаметра калиброванных отверстий 17, соответствующих заданной частоте акустических колебаний.The Helmholtz resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations due to the number and diameter of calibrated holes 17 corresponding to a given frequency of acoustic vibrations.

Распыливающий агент, например воздух, подается через дроссельные трубки 15 в диффузор 4, затем в последовательно соединенную с ним коническую камеру 6, где встречает на своем пути звуковой генератор, выполненный в виде сферической полости 16 с калиброванными отверстиями 17. В результате прохождения звукового генератора распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора Гельмгольца. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора жидкости, подаваемого в цилиндрическое отверстие 3.The spraying agent, for example air, is supplied through the throttle tubes 15 to the diffuser 4, then to the conical chamber 6 connected in series with it, where it encounters a sound generator made in the form of a spherical cavity 16 with calibrated holes 17. As a result of the passage of the sound generator by spray agent (for example, air) in the latter there are pressure pulsations that create acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the Helmholtz resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the liquid solution supplied to the cylindrical hole 3.

Claims

1. A vortex pneumatic nozzle containing a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and a nozzle located in the upper part of the housing with a cylindrical fluid inlet connected to a diffuser, an axisymmetric housing and fitting, the screw is pressed into the housing to form a conical chamber, located above the screw, coaxial to the diffuser, and connected to it in series, moreover, the screw is made continuous, and the outer surface of the screw is two serially connected surfaces, one of them which is at least a one-way helical groove with a right or left thread and is located inside the body, and the second surface is smooth in the form of a body of revolution, axisymmetrically connected to the spray disk located perpendicular to the axis of the body, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the body, the line forming this surface can be either a straight line or an nth-order curve, with the surface of the spray disk protruding beyond the end surface the lower part of the casing, made bent towards the lower part of the casing and has radial cutouts on the peripheral part alternating with the solid part of the surface of the spray disk, characterized in that the tube for supplying air is fixed coaxially and axisymmetrically to the casing by means of a perforated washer to the inner surface of the nozzle with a cylindrical hole into the diffuser, at the end of which at least three choke tubes are installed.

2. A vortex pneumatic nozzle according to claim 1, characterized in that, inside the nozzle body, in terms of the location of the conical chamber, an acoustic oscillator is placed above the screw in the form of a sound generator formed by a Helmholtz resonator, which is made in the form of at least one spherical cavity, located in the wall of the housing, which is connected through a calibrated hole to a conical chamber, while the Helmholtz resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations per second is the number and diameter of the calibrated holes corresponding to a given frequency of the acoustic vibrations.