RU2646191C1

RU2646191C1 - Kochetov complex atomiser

Info

Publication number: RU2646191C1
Application number: RU2016140675A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-03-01

Abstract

FIELD: technological processes; spraying.

SUBSTANCE: invention relates to spraying of fluids and can be used in fire fighting, agriculture, in chemical industry etc. This is achieved by the fact that in a complex nozzle for spraying liquids containing a hollow housing with a jet and a central core, the housing is provided with a channel for liquid supplying and contains a coaxial, rigidly coupled with housing bushing with a nozzle fixed in its lower part and made in the form of a cylindrical two-stage, top cylindrical step of which is thread-jointed to a coaxial central core having a central hole, and installed with annular gap relative to cylindrical bushing inner surface, wherein the annular gap is connected to at least three radial channels formed in a two-stage bushing connecting it to an annular cavity formed by the inner surface of the bushing and the outer surface of the upper cylindrical step, wherein annular cavity is connected with housing fluid supply channel, to the central core, in its lower part, a diffuser is rigidly connected, made in the form of flattened cone coaxial with the central hole of the core, and attached by its upper base to the base of the cylinder of the central core, and splitter is attached to flattened cone lower base by means of at least three pins, which is made in form of round end plate which edges are bent towards annular gap, and flattened cone on outer side surface there are helical grooves.

EFFECT: high efficiency of liquid fine spraying.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыления жидкости.The invention relates to techniques for spraying a liquid.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является форсунка по патенту RU №2461427, А62С 31/02, опубл. 20.05.98), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником. 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 closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to patent RU No. 2461427, A62C 31/02, publ. 05/20/98), containing a hollow body with a nozzle and a central core. 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, the 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.The technical result is an increase in the efficiency of fine atomization of a liquid.

Это достигается тем, что в комплексной форсунке для распыливания жидкостей, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие, и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, к центральному сердечнику, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки.This is achieved by the fact that in a complex nozzle for spraying liquids containing a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and contains a coaxial sleeve rigidly connected to it, with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical a two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by means of a threaded connection with a central core coaxial with it having a central hole and installed with an annular gap relative to the morning surface of the cylindrical sleeve, wherein the annular gap is connected to at least three radial channels made in the two-stage sleeve, connecting it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, the annular cavity being connected to the channel of the housing for the fluid inlet, to the central core, in its lower part, the atomizer is rigidly attached, made in the form of a truncated cone, coaxial with the central hole of the core and fastened with its upper base to the base of the cylinder of the central core, and to the lower base of the truncated cone by means of at least three spokes, a divider is attached, which is made in the form of an end circular plate, the edges of which are bent towards the annular gap, and on the outer side surface of the truncated cone there are screw grooves.

На чертеже представлена конструктивная схема форсунки.The drawing shows a structural diagram of the nozzle.

Комплексная форсунка для распыливания жидкостей содержит цилиндрический полый корпус 1 с каналом 3 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 2 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 6 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 7, имеющим центральное отверстие 9, и установленным с кольцевым зазором 10 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 4.The complex nozzle for spraying liquids contains a cylindrical hollow body 1 with a channel 3 for supplying liquid and a coaxial sleeve 2 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 4, the upper cylindrical stage 6 of which is connected by a threaded connection with a central core 7 coaxial with it, having a central hole 9, and installed with an annular gap 10 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 4.

Кольцевой зазор 10 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 4, соединяющими его с кольцевой полостью 8, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 6, причем кольцевая полость 8 связана с каналом 3 корпуса 1 для подвода жидкости.The annular gap 10 is connected with at least three radial channels 5, made in a two-stage sleeve 4, connecting it with an annular cavity 8 formed by the inner surface of the sleeve 2 and the outer surface of the upper cylindrical stage 6, and the annular cavity 8 is connected with the channel 3 of the housing 1 for fluid supply.

К центральному сердечнику 7, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 11, соосного центральному отверстию 9 сердечника, и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 7, а к нижнему основанию усеченного конуса 11 посредством, по крайней мере, трех спиц 13 прикреплен рассекатель 12, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 10.A sprayer made in the form of a truncated cone 11 coaxial to the central hole 9 of the core and fixed with its upper base to the base of the cylinder of the central core 7 and to the lower base of the truncated cone 11 is fixedly attached to the central core 7, in its lower part, by at least at least three spokes 13 attached divider 12, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 10.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 11 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.On the outer side surface of the truncated cone 11 there are screw grooves (not shown in the drawing), which contribute to a more intensive atomization of the liquid.

В рассекателе 12, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 11, посредством, по крайней мере, трех спиц 13 и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 10, осесимметрично центральному отверстию 9 центрального сердечника 7 выполнено дроссельное отверстие 14.In the divider 12, which is attached to the lower base of the truncated cone 11, by means of at least three spokes 13 and made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 10, a throttle hole 14 is made axisymmetrically to the central hole 9 of the central core 7 .

Возможен вариант, когда к центральному сердечнику 7, жестко связанному с верхней цилиндрической ступенью 6 двухступенчатой втулки 4 сопла, соосно прикреплен внешний сплошной диффузор 15, таким образом, чтобы не было перекрыто выходное сечение кольцевого зазора 10, соединенного, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 4 сопла. В результате чего на внешней поверхности сплошного диффузора 15 будет иметь место пленочный характер распыления (движения) жидкости, близкий к ее ламинарному режиму, а внутри сплошного диффузора 15 будет сформирован мелкодисперсный поток распыляемой жидкости, близкий к турбулентному режиму ее движения за счет соударения потока жидкости, движущемуся по центральному отверстию 9 центрального сердечника 7 о рассекатель 12 с дроссельным отверстием 14. При этом на выходе из сплошного внешнего диффузора 15 будет формироваться еще более мелкодисперсный поток распыляемой жидкости за счет взаимодействия потоков с ламинарным и турбулентным режимами ее движения.An option is possible when an external continuous diffuser 15 is coaxially attached to the central core 7, which is rigidly connected with the upper cylindrical step 6 of the two-stage nozzle sleeve 4, so that the output section of the annular gap 10 connected to at least three radial channels 5 made in a two-stage sleeve 4 of the nozzle. As a result, on the outer surface of the continuous diffuser 15 there will be a film-like character of liquid atomization (motion) close to its laminar regime, and a fine-dispersed stream of atomized liquid close to the turbulent mode of its motion due to the impact of the liquid flow will be formed inside the continuous diffuser 15 moving along the Central hole 9 of the Central core 7 about the divider 12 with a throttle hole 14. In this case, at the exit of the continuous external diffuser 15 will be formed even finer provided a clear flow of the sprayed liquid flows through the interaction with the laminar and turbulent regimes of its movement.

Работа комплексной форсунки для распыливания жидкостей осуществляется следующим образом.The work of a comprehensive nozzle for spraying liquids is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 1 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5, затем в кольцевой зазор 10 между соплом и центральным сердечником 7. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 11.Liquid under pressure is supplied to the cavity of the nozzle body 1 and then flows in two directions: first, into the annular cavity 8 through radial channels 5, then into the annular gap 10 between the nozzle and the central core 7. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates with the formation of a film of liquid that does not come off its outer surface and acquires rotational motion on the helical outer surface of the truncated cone 11.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 3 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 9 центрального сердечника 7, а затем через полость усеченного конуса 11 поступает на рассекатель 12, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 10, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки.The second direction in which the fluid enters is through the channel 3 for supplying fluid into the cavity of the central hole 9 of the central core 7, and then through the cavity of the truncated cone 11 enters the divider 12, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 10, in this case, multiple crushing of droplet fluid flows flowing out in these directions occurs. The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.The nozzle can be used in various fields of technology where it is required to create atomized fluid flows. In addition, the nozzle can be used in various technological processes, in which it is required to ensure high efficiency of heat and mass transfer processes when spraying liquids.

Claims

A complex nozzle for spraying liquids, containing a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and contains a coaxial sleeve rigidly connected to it, with a nozzle fixed in its lower part made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical stage which is connected by means of a threaded connection with a central core coaxial with it having a central hole and installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylinder core, wherein the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it to the annular cavity, and the annular cavity is connected to the channel of the housing for supplying fluid to the central core, in its lower part, rigidly the atomizer is attached, made in the form of a truncated cone, coaxial with the central hole of the core, and attached with its upper base to the base of the cylinder of the central core, and to the lower base of the truncated cone by means of at least three spokes, a divider is attached, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap, characterized in that in the divider, which is attached to the lower base of the truncated cone by means of at least three spokes and made in the form of an end circular plate, the edges of which are bent towards the annular gap, axisymmetrically to the Central hole of the Central core, made a throttle hole, while to the Central core, is rigidly connected to the upper cylindrical step of the two-stage nozzle sleeve, an external continuous diffuser is coaxially attached.