RU2647035C1

RU2647035C1 - Swirl atomizer

Info

Publication number: RU2647035C1
Application number: RU2017109837A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-03-13

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to sprayers and nozzles used in the chemical and other industries. This is achieved by the fact that in a vortex nozzle containing a housing with a nozzle arranged therein, which is made in the form of an inverted cup, in bottom of which there is turbulent fluid flow swirler with at least two inlets inclined towards axis of nozzle in form of cylindrical holes, located in the bottom of the nozzle, where also a central cylindrical throttle opening is made connected to the nozzle mixing chamber, in series connected to the diffuser outlet chamber, and in the lower part of the nozzle, to the cylindrical sleeve end surface by means of two spokes a divider is attached, made in the form of a perforated disk, which convex part is directed towards the diffuser outlet chamber, and between the diffuser outlet chamber and the divider a sprinkler is placed fixed to an axis perpendicular to the nozzle axis, which is rigidly connected to the spokes, and the sprinkler is made in the form of a propeller installed along the middle of the axis, which coincides with the axis of the nozzle.

EFFECT: invention allows to increase the spraying efficiency of liquid.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к распылителям и форсункам, применяемым в химической и других отраслях промышленности.The invention relates to sprayers and nozzles used in chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2480295, F02C 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 Russian Federation No. 2480295, F02C 7/24, comprising 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 the diffuser, 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 форсунке вихревой, содержащей корпус с размещенным в нем соплом, который выполнен в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в днище сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в нижней части форсунки к торцевой поверхности цилиндрической гильзы прикреплен посредством двух спиц рассекатель, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры, а между диффузорной выходной камерой и рассекателем размещен разбрызгиватель, закрепленный на оси, перпендикулярной оси форсунки, которая жестко соединена со спицами, а разбрызгиватель выполнен в виде пропеллера, установленного по середине оси, совпадающей с осью форсунки, а к торцевой поверхности цилиндрической гильзы прикреплен диффузор, охватывающий разбрызгиватель, закрепленный на оси, перпендикулярной оси форсунки, и выполненный в виде пропеллера, при этом на срезе диффузора закреплена круглая перфорированная пластина для образования более мелкодисперсной фазы потока распыляемой жидкости, при этом на поверхности диффузора, прикрепленного к торцевой поверхности цилиндрической гильзы и охватывающего разбрызгиватель, выполнены, по крайней мере, два эжекционных отверстия для образования мелкодисперсного двухфазного потока воздух-жидкость, при этом оси отверстий пересекаются в плоскости, проходящей через ось, на которой закреплен разбрызгиватель, с линиями, являющимися продолжением оси, перпендикулярной оси форсунки.This is achieved by the fact that in the nozzle there is a vortex nozzle containing a housing with a nozzle placed in it, which is made in the form of an inverted cup, at the bottom of which there is a turbulent swirl of a fluid flow with at least two inlet in the form of cylindrical holes located in the nozzle bottom, where a central cylindrical throttle hole is also made, connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser outlet chamber, and in the lower part of the nozzle to the end face The surface of the cylindrical sleeve is attached by means of two spokes to a divider made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber, and between the diffuser outlet chamber and the divider there is a sprinkler mounted on an axis perpendicular to the axis of the nozzle, which is rigidly connected to the spokes, and the sprinkler is made in the form of a propeller mounted in the middle of the axis coinciding with the axis of the nozzle, and a diffuser is attached to the end surface of the cylindrical sleeve, oh a tilting sprinkler mounted on an axis perpendicular to the axis of the nozzle and made in the form of a propeller, with a round perforated plate fixed to the cross section of the diffuser to form a finer dispersed phase of the spray liquid flow, while on the surface of the diffuser attached to the end surface of the cylindrical sleeve and covering the spray , made at least two ejection holes for the formation of a fine two-phase air-liquid flow, while the axis of the holes repent in a plane passing through the axis on which is mounted a sprayer, with the lines being the continuation of the axis perpendicular to the nozzle axis.

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

Вихревая форсунка содержит корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 8 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 7 с внутренней резьбой 5. В цилиндрической гильзе 7 расположена расширительная камера 4, соосная корпусу 1. При этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе 7 посредством резьбы 5 сопло 6, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 2 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, расположенных в днище 2 сопла 6, в котором осесимметрично корпусу 1 выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 3, соединенное со смесительной камерой 11 сопла 6, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 12. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 9 и 10, взятые в совокупности, и центрального отверстия 8 равны между собой.The vortex nozzle contains a housing 1, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 8 and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve 7 with an internal thread 5. In the cylindrical sleeve 7 there is an expansion chamber 4, coaxial to the housing 1. At the same time, it is coaxial with the housing in it the lower part is connected to the sleeve 7 by means of a thread 5 a nozzle 6 made in the form of an inverted cup, in the bottom 2 of which a turbulent swirl of a fluid flow is made with at least two cylinder inlets inclined to the axis of the nozzle of indigenous holes 9 and 10 located in the bottom 2 of the nozzle 6, in which the central cylindrical throttle hole 3 is made axisymmetrically to the housing 1, connected to the mixing chamber 11 of the nozzle 6, connected in series with the diffuser outlet chamber 12. Moreover, the effective passage areas of the inclined cylindrical holes 9 and 10 taken together and the central hole 8 are equal to each other.

В нижней части форсунки к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 7 прикреплен посредством двух спиц 13 рассекатель 14, выполненный в виде перфорированного (на чертеже не показано) диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камеры 12. Между диффузорной выходной камерой 12 и рассекателем 14 размещен разбрызгиватель 15, закрепленный на оси 16, перпендикулярной оси форсунки, которая жестко соединена со спицами 13, а разбрызгиватель 15 выполнен в виде пропеллера, установленного по середине оси 16, совпадающей с осью форсунки.In the lower part of the nozzle to the end surface of the cylindrical sleeve 7 is attached via two spokes 13 a divider 14, made in the form of a perforated (not shown) disk, the convex part of which is directed towards the diffuser output chamber 12. Between the diffuser output chamber 12 and the divider 14 is placed the sprinkler 15, mounted on the axis 16, perpendicular to the axis of the nozzle, which is rigidly connected to the spokes 13, and the sprinkler 15 is made in the form of a propeller mounted in the middle of the axis 16, coinciding with the axis of figure.

Вихревая форсунка работает следующим образом.Vortex nozzle operates as follows.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 8, затем в расширительную камеру 4, соосную корпусу 1. После камеры 4 жидкость направляется к соплу 6, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 3 в смесительную камеру 11, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, также соединенных со смесительной камерой 11 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 12, где происходит дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости. Рассекатель 14, выполненный в виде перфорированного диска, выпуклая часть которого направлена в сторону диффузорной выходной камерой 12, осуществляет дополнительно дробление потока жидкости, а разбрызгиватель 15, выполненный в виде пропеллера, превращает его в мелкодисперсный поток.The sprayed liquid enters the housing 1 through the central hole 8, then into the expansion chamber 4, coaxial to the housing 1. After the chamber 4, the liquid is directed to the nozzle 6, where it is distributed in several directions: the first - through the central cylindrical throttle hole 3 into the mixing chamber 11, and the second - into a turbulent swirl of a fluid flow with inlets inclined to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes 9 and 10, also connected to the mixing chamber 11 of the nozzle, where during the interaction of these flows occurs crushing them to form a turbulent flow heading to the diffuser outlet chamber 12 where it is crushed liquid droplets when they collide with each other due to the expanding of the turbulent fluid flow. The divider 14, made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber 12, additionally crushes the fluid flow, and the sprinkler 15, made in the form of a propeller, turns it into a fine stream.

Использование предлагаемого распылителя по сравнению с известными позволяет приблизительно в 1,5 раза снизить частоту вращения вала 4 приводного механизма корпуса 1 и за счет этого упростить его конструкцию и повысить надежность, а также не менее чем в 2 раза снизить удельные энергозатраты на распыление жидкости.The use of the proposed sprayer in comparison with the known ones allows to reduce the rotational speed of the shaft 4 of the drive mechanism of the housing 1 by approximately 1.5 times and thereby simplify its design and increase reliability, as well as reduce specific energy consumption for spraying liquid by at least 2 times.

Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 7 прикреплен диффузор 17, охватывающий разбрызгиватель 15, закрепленный на оси 16, перпендикулярной оси форсунки, и выполненный в виде пропеллера, при этом на срезе диффузора 17 закреплена круглая перфорированная пластина 18 для образования более мелкодисперсной фазы потока распыляемой жидкости.A variant is possible when a diffuser 17 is attached to the end surface of the cylindrical sleeve 7, covering the sprayer 15, mounted on the axis 16, perpendicular to the axis of the nozzle, and made in the form of a propeller, with a round perforated plate 18 attached to the cross section of the diffuser 17 to form a finely dispersed flow phase sprayed liquid.

Возможен вариант, когда на поверхности диффузора 17, прикрепленного к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 7 и охватывающего разбрызгиватель 15, выполнены, по крайней мере, два эжекционных отверстия 19 для образования мелкодисперсного двухфазного потока воздух-жидкость, при этом оси отверстий 19 пересекаются в плоскости, проходящей через ось 16, на которой закреплен разбрызгиватель 15, с линиями, являющимися продолжением оси 16, перпендикулярной оси форсунки.It is possible that at least two ejection holes 19 are made on the surface of the diffuser 17 attached to the end surface of the cylindrical sleeve 7 and enclosing the sprayer 15 to form a finely divided two-phase air-liquid flow, while the axes of the holes 19 intersect in a plane passing through the axis 16, on which the sprinkler 15 is fixed, with lines that are a continuation of the axis 16, perpendicular to the axis of the nozzle.

Claims

1. A vortex nozzle containing a housing with a nozzle located in it, which is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which there is a turbulent swirl of a fluid flow with at least two entries inclined to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes located in the nozzle bottom, where a central cylindrical throttle hole is also connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser outlet chamber, and in the lower part of the nozzle to the end surface of the cylindrical the cans are mounted by means of two spokes a divider made in the form of a perforated disk, the convex part of which is directed towards the diffuser outlet chamber, and between the diffuser outlet chamber and the divider there is a sprinkler mounted on an axis perpendicular to the axis of the nozzle, which is rigidly connected to the spokes, and the sprinkler is made in the form of a propeller installed in the middle of the axis coinciding with the axis of the nozzle, characterized in that a diffuser is attached to the end surface of the cylindrical sleeve, covers ayuschy sprinkler mounted on an axis perpendicular to the axis of the nozzle, and configured as a propeller, wherein the diffuser is fixed on a section of a round perforated plate to form a fine spray of liquid phase flux.

2. The vortex nozzle according to claim 1, characterized in that at least two ejection holes are made on the surface of the diffuser attached to the end surface of the cylindrical sleeve and enclosing the sprayer to form a finely divided two-phase air-liquid flow, while the axis of the holes intersect in a plane passing through the axis on which the sprinkler is fixed, with lines that are a continuation of the axis perpendicular to the axis of the nozzle.