RU2650929C2 - Acoustic vortex nozzle - Google Patents

Acoustic vortex nozzle Download PDF

Info

Publication number
RU2650929C2
RU2650929C2 RU2015109888A RU2015109888A RU2650929C2 RU 2650929 C2 RU2650929 C2 RU 2650929C2 RU 2015109888 A RU2015109888 A RU 2015109888A RU 2015109888 A RU2015109888 A RU 2015109888A RU 2650929 C2 RU2650929 C2 RU 2650929C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
coaxial
smaller diameter
sleeve
bushing
Prior art date
Application number
RU2015109888A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015109888A3 (en
RU2015109888A (en
Inventor
Мария Михайловна Стареева
Original Assignee
Мария Михайловна Стареева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мария Михайловна Стареева filed Critical Мария Михайловна Стареева
Priority to RU2015109888A priority Critical patent/RU2650929C2/en
Publication of RU2015109888A publication Critical patent/RU2015109888A/en
Publication of RU2015109888A3 publication Critical patent/RU2015109888A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2650929C2 publication Critical patent/RU2650929C2/en

Links

Images

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

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: devices for spraying of liquids.
SUBSTANCE: invention relates to fluid and solvent sprayers and may be used in machine building, chemical and food industries. Acoustic vortex nozzle contains a housing into which the screw, and liquid and air supplying elements are pressed in. Housing consists of two coaxial cylindrical bushings connected to each other: a large diameter bushing and a smaller diameter bushing. Inside the bushing of smaller diameter, coaxial to it, a rigidly connected to its inner surface screw is arranged. Screw outer surface is a helical groove together with the smaller diameter bushing inner surface forming a helical outer cavity. Inside the screw a hole is made with a screw thread, connected to the liquid under pressure supply tube. In the larger diameter bushing, coaxial to it, a shaped bushing is arranged. Shaped bushing inner surface is formed by the conical and cylindrical surfaces. Shaped bushing is rigidly fixed in the larger diameter bushing through the sealing gasket, having at least one throttle opening and with the screw end face and the smaller diameter bushing inner surface forming a cylindrical chamber. Cylindrical chamber is connected to the source of compressed air by means of a channel. In the shaped bushing cylindrical cavity liquid supplying tube free end is arranged located in a coaxial elastic ring, which forms a conical resonant chamber with a sealing gasket. Throttle opening serves as the Helmholtz resonator neck. Direction of the opening helical thread, made inside the screw, is opposite to the direction of the screw outer helical groove. To the housing of the smaller diameter bushing end part a diffuser is attached, on which cutoff a liquid flow divider is installed, made in the form of coaxial to the diffuser perforated ring.
EFFECT: technical result of the invention is an increase in the spraying efficiency of liquid.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности.The invention relates to means for spraying liquids and solutions and can be used in engine building, chemical and food industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2509262, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2509262, F02C 7/24, containing a housing with a chamber in which the screw is pressed in, and a throttle hole is made in the bottom of the housing, and a fitting with a cylindrical hole, a diffuser and gasket (prototype).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.A disadvantage of the known nozzle is that it does not provide a high degree of atomization.

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

Это достигается тем, что в акустической вихревой форсунке, содержащей корпус и элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, образующую с внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра винтовую внешнюю полость, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями, и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра через герметизирующую прокладку, имеющую, по крайней мере, одно дроссельное отверстие, и образующую с торцевой поверхностью шнека и внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра цилиндрическую камеру, которая посредством канала соединена с источником сжатого воздуха, а в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, которое с герметизирующей прокладкой образует коническую резонансную камеру, при этом дроссельное отверстие выполняет функцию горловины резонатора «Гельмгольца», к торцевой части втулки меньшего диаметра корпуса прикреплен диффузор, на срезе которого установлен рассекатель потока жидкости, выполненный в виде перфорированного кольца, соосного с диффузором.This is achieved by the fact that in an acoustic vortex nozzle containing a housing and elements for supplying liquid and air, the housing consists of two coaxial cylindrical bushings interconnected: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while inside the smaller diameter bush, it is coaxial to it a screw rigidly connected to its inner surface, the outer surface of the screw being a helical groove forming a spiral external cavity with the inner surface of a sleeve of a smaller diameter, and inside the screw you a hole with a screw thread is connected, connected to a tube for supplying fluid under pressure, and a shaped sleeve is located coaxially in the larger diameter sleeve, the inner surface of which is formed by conical and cylindrical surfaces, and which is rigidly fixed in the larger diameter sleeve through a sealing gasket having at least one throttle hole, and forming with the end surface of the screw and the inner surface of the sleeve of a smaller diameter cylindrical chamber, which through a is connected to a source of compressed air, and in the cylindrical cavity of the shaped sleeve there is a free end of the fluid supply tube, placed in a coaxial elastic ring, which forms a conical resonance chamber with a sealing gasket, while the throttle hole serves as the neck of the Helmholtz resonator to the end part of the sleeve of a smaller diameter of the casing is attached to the diffuser, on the cut of which is installed a divider of the fluid flow, made in the form of a perforated ring, coaxial with diff orom.

На чертеже изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей.The drawing shows a General view of the nozzle for spraying liquids.

Акустическая вихревая форсунка состоит из корпуса, состоящего из двух соосных связанных между собой цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 1 образована винтовая внешняя полость 3. Внутри шнека 1 выполнено отверстие 2 с левой (или правой) винтовой нарезкой, соединенное с трубкой 9 для подвода жидкости под давлением.An acoustic vortex nozzle consists of a housing consisting of two coaxial cylindrical bushings interconnected: bushings 5 of larger diameter and bushings 4 of smaller diameter. Inside the sleeve 4 of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw 1, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 1 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 4 of smaller diameter and the outer surface of the screw 1, an external screw cavity 3 is formed. Inside the screw 1, a hole 2 is made with a left (or right) screw thread connected to the tube 9 for supplying liquid under pressure.

При этом направление винтовой нарезки отверстия 2, выполненного внутри шнека 1, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.In this case, the direction of the screw thread of the hole 2 made inside the screw 1 can be opposite to the direction of the external screw groove of the screw.

Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка 7, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями, и которая жестко закреплена во втулке 5 большего диаметра, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6, имеющую, по крайней мере, одно дроссельное отверстие 14, и образующую с торцевой поверхностью шнека 1 и внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра цилиндрическую камеру 10, которая посредством канала 12 соединена с источником сжатого воздуха, например от компрессора (на чертеже не показано).In the sleeve 5 of a larger diameter, coaxial to it, is a shaped sleeve 7, the inner surface of which is formed by conical and cylindrical surfaces, and which is rigidly fixed in the sleeve 5 of a larger diameter, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket 6 having at least one a throttle hole 14, and forming with the end surface of the screw 1 and the inner surface of the sleeve 4 of a smaller diameter, a cylindrical chamber 10, which through the channel 12 is connected to a source of compressed air, for example, from a compressor (not shown in the drawing).

В цилиндрической полости фасонной втулки 7 расположен свободный конец трубки 9 для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце 8, которое с герметизирующей прокладкой 6 образует коническую резонансную камеру 13, при этом дроссельное отверстие 14 выполняет функцию горловины резонатора «Гельмгольца». В торцевой поверхности фасонной втулки 7 выполнены глухие отверстия 11 под ключ.In the cylindrical cavity of the shaped sleeve 7 there is a free end of the fluid supply pipe 9, placed in a coaxial elastic ring 8, which with a sealing gasket 6 forms a conical resonance chamber 13, while the throttle hole 14 serves as the neck of the Helmholtz resonator. In the end surface of the shaped sleeve 7 there are made blind holes 11 under the key.

К торцевой части втулки 4 меньшего диаметра корпуса прикреплен диффузор 15, на срезе которого установлен рассекатель 16 потока жидкости, выполненный в виде перфорированного кольца, соосного с диффузором 16.A diffuser 15 is attached to the end part of the sleeve 4 of a smaller diameter of the body, on the slice of which a liquid flow divider 16 is installed, made in the form of a perforated ring coaxial with the diffuser 16.

Возможен вариант, когда к торцевой части втулки 4 меньшего диаметра корпуса, соосно и осесимметрично диффузору 15, прикреплен дополнительный рассекатель 17, выполненный в виде перфорированной цилиндрической обечайки, расположенной внутри диффузора между торцевыми поверхностями втулки 4 и перфорированного кольца 16, соосного с диффузором.An option is possible when an additional divider 17 is attached to the end part of the sleeve 4 of a smaller diameter of the body, coaxially and axisymmetrically, made in the form of a perforated cylindrical shell located inside the diffuser between the end surfaces of the sleeve 4 and the perforated ring 16, coaxial with the diffuser.

Возможен вариант, когда к торцевой части перфорированного кольца 16, соосного с диффузором 15, соосно и осесимметрично диффузору прикреплен дополнительный рассекатель 18, выполненный в виде перфорированной конической обечайки, основанием конуса которой является перфорированное кольцо 16, а вершина конуса лежит на оси корпуса форсунки.A variant is possible when an additional divider 18 is made coaxially and axisymmetrically to the end part of the perforated ring 16, coaxially and axisymmetrically to the diffuser, made in the form of a perforated conical shell, the base of the cone of which is a perforated ring 16, and the top of the cone lies on the axis of the nozzle body.

Акустическая вихревая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.Acoustic vortex nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию трубки 9 в отверстие 2 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости, а подача сжатого воздуха осуществляется через канал в 12 цилиндрическую камеру 10, а из нее - в винтовую внешнюю полость 3, образуя внешний вращающийся поток воздуха.The liquid is supplied through a cylindrical hole of the tube 9 into the screw-cut hole 2, forming an internal rotating fluid flow, and compressed air is supplied through the channel into the cylindrical chamber 10, and from it into the screw external cavity 3, forming an external rotating air flow.

На выходе из форсунки встречаются два вращающихся потока, причем один поток, внутренний - жидкости, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку воздуха. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости и воздуха (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей. При этом коническая резонансная камера 13 с горловиной 14 резонатора «Гельмгольца» усиливает эффект дробления капель жидкости за счет наложения акустических колебаний, резонансная частота которых определяется размерами резонансной камеры 13 и горловины 14 резонатора «Гельмгольца», а также давлением воздуха, поступающего в резонансную камеру 13.At the exit of the nozzle, there are two rotating streams, with one stream, the internal one of the liquid, which rotates in the direction opposite to the external air stream. In the interaction of rotating flows at the outlet of the nozzle, an additional crushing of liquid drops occurs due to their collision in the associated or opposite rotating flows of liquid and air (external and internal). In this case, the total finely divided rotating stream at the outlet may have a direction of rotation, which is determined by the hydraulic resistance of the external or internal screw cavities, respectively, and may be stationary, in the case of the opposite direction of rotation of the flows, and the equality of their reduced mass velocities. In this case, the conical resonance chamber 13 with the neck 14 of the Helmholtz resonator enhances the effect of crushing liquid droplets due to the application of acoustic vibrations, the resonant frequency of which is determined by the dimensions of the resonance chamber 13 and the neck 14 of the Helmholtz resonator, as well as by the pressure of the air entering the resonant chamber 13 .

Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем давлении жидкости, подаваемой через цилиндрическое отверстие в трубке 9 под давлением 6…9 МПа, обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.The nozzle screw 1 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire. At an average pressure of the liquid supplied through a cylindrical hole in the tube 9 under a pressure of 6 ... 9 MPa, atomization of 400 to 1000 kg / h of liquid is ensured. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Claims (3)

1. Акустическая вихревая форсунка, содержащая корпус, в который запрессован шнек, и элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, образующую с внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра винтовую внешнюю полость, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями, и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра через герметизирующую прокладку, имеющую по крайней мере одно дроссельное отверстие и образующую с торцевой поверхностью шнека и внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра цилиндрическую камеру, которая посредством канала соединена с источником сжатого воздуха, а в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, которое с герметизирующей прокладкой образует коническую резонансную камеру, при этом дроссельное отверстие выполняет функцию горловины резонатора «Гельмгольца», направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека, отличающаяся тем, что к торцевой части втулки меньшего диаметра корпуса прикреплен диффузор, на срезе которого установлен рассекатель потока жидкости, выполненный в виде перфорированного кольца, соосного с диффузором.1. An acoustic vortex nozzle containing a housing in which the screw is pressed in, and elements for supplying liquid and air, the housing consists of two coaxial cylindrical bushings connected to each other: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while inside the smaller diameter bush, coaxial to it , a screw is located, rigidly connected with its inner surface, and the outer surface of the screw is a helical groove, forming a screw outer cavity with the inner surface of the sleeve of a smaller diameter, and inside the screw and a hole with a screw thread is made, connected to a tube for supplying fluid under pressure, and a shaped sleeve is located coaxially in the larger diameter sleeve, the inner surface of which is formed by conical and cylindrical surfaces, and which is rigidly fixed in the larger diameter sleeve through a sealing gasket, having at least one throttle aperture and forming with the end surface of the screw and the inner surface of the sleeve of a smaller diameter a cylindrical chamber, which through ala is connected to a source of compressed air, and in the cylindrical cavity of the shaped sleeve there is a free end of the fluid supply tube, placed in a coaxial elastic ring, which forms a conical resonance chamber with a sealing gasket, while the throttle hole serves as the neck of the Helmholtz resonator, the direction of the screw cutting a hole made inside the screw, opposite to the direction of the external screw groove of the screw, characterized in that to the end of the sleeve of a smaller diameter a housing attached diffuser, which is mounted on a section of the liquid flow divider arranged in the form of a perforated ring coaxial with the diffuser. 2. Акустическая вихревая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что к торцевой части втулки меньшего диаметра корпуса соосно и осесимметрично диффузору прикреплен дополнительный рассекатель, выполненный в виде перфорированной цилиндрической обечайки, расположенной внутри диффузора между торцевыми поверхностями втулки и перфорированного кольца, соосного с диффузором.2. An acoustic vortex nozzle according to claim 1, characterized in that an additional divider is attached coaxially and axisymmetrically to the end part of the sleeve of a smaller diameter of the body, made in the form of a perforated cylindrical shell located inside the diffuser between the end surfaces of the sleeve and the perforated ring coaxial with the diffuser . 3. Акустическая вихревая форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что к торцевой части перфорированного кольца, соосного с диффузором, соосно и осесимметрично диффузору, прикреплен дополнительный рассекатель, выполненный в виде перфорированной конической обечайки, основанием конуса которой является перфорированное кольцо, а вершина конуса лежит на оси корпуса форсунки.3. The acoustic vortex nozzle according to claim 1, characterized in that to the end part of the perforated ring coaxial with the diffuser, coaxially and axisymmetrically to the diffuser, an additional divider is attached, made in the form of a perforated conical shell, the base of the cone of which is a perforated ring, and the top of the cone lies on the axis of the nozzle body.
RU2015109888A 2015-03-20 2015-03-20 Acoustic vortex nozzle RU2650929C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109888A RU2650929C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Acoustic vortex nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109888A RU2650929C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Acoustic vortex nozzle

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015109888A RU2015109888A (en) 2016-10-10
RU2015109888A3 RU2015109888A3 (en) 2018-03-20
RU2650929C2 true RU2650929C2 (en) 2018-04-18

Family

ID=57122215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109888A RU2650929C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Acoustic vortex nozzle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650929C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB994109A (en) * 1962-05-28 1965-06-02 Chemical Construction Corp Sulphur spray atomizer
US4498288A (en) * 1978-10-13 1985-02-12 General Electric Company Fuel injection staged sectoral combustor for burning low-BTU fuel gas
RU2345281C1 (en) * 2007-07-03 2009-01-27 Олег Савельевич Кочетов Acoustic nozzle for spraying of solutions
RU2509261C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Pneumatic vortex nozzle
RU2509262C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Acoustic vortex nozzle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB994109A (en) * 1962-05-28 1965-06-02 Chemical Construction Corp Sulphur spray atomizer
US4498288A (en) * 1978-10-13 1985-02-12 General Electric Company Fuel injection staged sectoral combustor for burning low-BTU fuel gas
RU2345281C1 (en) * 2007-07-03 2009-01-27 Олег Савельевич Кочетов Acoustic nozzle for spraying of solutions
RU2509261C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Pneumatic vortex nozzle
RU2509262C1 (en) * 2012-12-28 2014-03-10 Олег Савельевич Кочетов Acoustic vortex nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015109888A3 (en) 2018-03-20
RU2015109888A (en) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2509262C1 (en) Acoustic vortex nozzle
RU2545257C1 (en) Acoustic swirl atomiser
RU2339875C1 (en) Centrifugal nozzle
RU2339877C1 (en) Centrifugal vortex nozzle
RU2551460C1 (en) Pneumatic vortex injector
RU2509261C1 (en) Pneumatic vortex nozzle
RU2527805C1 (en) Kochetov's swirl atomiser
RU2455562C1 (en) Centrifugal nozzle
RU2570441C1 (en) Kochetov's swirl atomiser
RU2445547C1 (en) Kochetov's radial-flow sprayer
RU2488038C1 (en) Swirler with active sprayer
RU2585808C1 (en) Nozzle for spraying liquid
RU2539183C1 (en) Kochetov's centrifugal atomiser with active spray gun
RU2631293C1 (en) Pneumatic nozzle
RU2612501C1 (en) Pneumatic vortex injector
RU2650929C2 (en) Acoustic vortex nozzle
RU2641281C1 (en) Centrifugal vortex nozzle
RU2614546C1 (en) Centrifugal nozzle
RU2551455C1 (en) Kochetov's swirl injector
RU2011104808A (en) VORTEX TYPE FOAM GENERATOR
RU2638345C1 (en) Pneumatic vortex injector
RU2543860C1 (en) Centrifugal atomiser with active sprayer
RU2650132C2 (en) Pneumatic swirl atomizer
RU2645779C2 (en) Pneumatic swirl atomizer
RU2657488C1 (en) Vortex atomizer with a vortex unit

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant