RU2703643C1 - Gas flow swirler - Google Patents
Gas flow swirler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703643C1 RU2703643C1 RU2019114236A RU2019114236A RU2703643C1 RU 2703643 C1 RU2703643 C1 RU 2703643C1 RU 2019114236 A RU2019114236 A RU 2019114236A RU 2019114236 A RU2019114236 A RU 2019114236A RU 2703643 C1 RU2703643 C1 RU 2703643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- channel
- possibility
- insert
- cylindrical
- Prior art date
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
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/10—Spray pistols; Apparatus for discharge producing a swirling discharge
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для организации завихрения рабочего потока с целью обеспечения главным образом эффективного теплообмена между различными средами, и может быть использовано в различных отраслях техники для интенсификации процессов теплообмена.The invention relates to devices designed to organize the turbulence of the work flow in order to ensure mainly effective heat transfer between different environments, and can be used in various industries for the intensification of heat transfer processes.
Из существующего уровня техники известен завихритель потока, включающий установленные в трубе с круглым поперечным сечением под углом к потоку текучей среды две одинаковые плоские лопатки, каждая лопатка имеет профиль половинки эллипса, разрезанного вдоль большой его оси на две лопатки и полученного наклонным сечением трубы, выполненным под углом к оси трубы, равным углу наклона края лопатки, образованного большой осью эллипса к оси трубы при установке лопаток в трубе (патент РФ №2323386 С1, дата приоритета 03.08.2006, дата публикации 27.04.2008, авторы: Маркова Т.В. и Тишин А.П., RU).A flow swirl is known from the prior art, including two identical flat blades installed in a pipe with a circular cross-section at an angle to the fluid flow, each blade has a profile of an ellipse half cut into two blades along its major axis and obtained by an oblique pipe section made under angle to the axis of the pipe equal to the angle of inclination of the edge of the blade, formed by the major axis of the ellipse to the axis of the pipe when installing the blades in the pipe (RF patent No. 2323386 C1, priority date 08/03/2006, publication date 04/27/2008, auto ry: Markova T.V. and Tishin A.P., RU).
Главным недостатком известного аналога является отсутствие возможности регулирования угла наклона лопаток, а для различных рабочих сред требуется своя настройка угла работы лопаток, которую невозможно изменить в ходе эксплуатации.The main disadvantage of the known analogue is the inability to control the angle of inclination of the blades, and for various working environments requires its own adjustment of the angle of operation of the blades, which cannot be changed during operation.
Известен завихритель потока текучей среды, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены три лопатки треугольной формы, которые закреплены по большему катету на стержне, расположенном на оси корпуса, и также закреплены в основании, которое выполнено в виде кольца с перемычками и установлено на выходе корпуса, кроме того, на стержне закреплен обтекатель с ребрами, а сам корпус со стороны обтекателя выполнен конусным (патент РФ №2562352 С1, дата приоритета: 16.10.2014, дата публикации: 10.09.2015, авторы: Исаев А.А. и др., RU).Known fluid flow swirl containing a cylindrical body, inside which three triangular blades are concentrically mounted, which are fixed on a larger leg on a rod located on the axis of the body, and are also fixed in the base, which is made in the form of a ring with jumpers and installed at the outlet of the body in addition, a fairing with ribs is fixed on the rod, and the housing on the side of the fairing is conical (RF patent No. 2562352 C1, priority date: 10/16/2014, publication date: 09/10/2015, authors: Isaev A.A. et al. , RU).
Недостатками данного изобретения являются сложность конструкция и технологии изготовления завихрителя, а также специфичность конструкции, огранивающая возможность сферы его применения.The disadvantages of this invention are the complexity of the design and manufacturing technology of the swirler, as well as the specificity of the design, limiting the possibility of its scope.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является принятый в качестве прототипа завихритель газового потока, содержащий полый цилиндрический корпус с входным и отводящим патрубками, установленный по оси корпуса завихряющий элемент в виде шнека с полыми лопастями и центральным перфорированным каналом с отверстиями, соединяющими центральный канал с полостью корпуса, завихритель также снабжен выступами на стенках лопастей с направляющими каналами из лопастей в полость корпуса, а первая по ходу газового потока лопасть выполнена с заходным срезом (патент РФ №2181632 С2, дата приоритета 23.03.2000, дата публикации 27.04.2002, автор Демин А.В., RU, прототип).Closest to the claimed technical solution is a gas flow swirl adopted as a prototype, comprising a hollow cylindrical body with inlet and outlet pipes, a swirl element mounted along the axis of the body in the form of a screw with hollow blades and a central perforated channel with openings connecting the central channel to the body cavity , the swirl is also provided with protrusions on the walls of the blades with guide channels from the blades into the cavity of the housing, and the first blade in the direction of gas flow Helen with a lead-in slice (RF patent No. 2181632 C2, priority date 03/23/2000, publication date 04/27/2002, author Demin A.V., RU, prototype).
Недостатками прототипа являются сложность и дороговизна изготовления конструкции, а также значительное гидравлическое сопротивление, обусловленное конструкцией завихрителя.The disadvantages of the prototype are the complexity and high cost of manufacturing the design, as well as significant hydraulic resistance due to the design of the swirl.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является создание простого, эффективного и функционального завихрителя газового потока, обеспечивающего эффективный теплообмен за счет управляемого завихрения рабочей среды.The technical problem solved by the invention is the creation of a simple, efficient and functional swirl gas stream, providing efficient heat transfer due to controlled swirling of the working medium.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен завихритель газового потока, содержащий цилиндрический корпус с центральным каналом, имеющим входное и выходное отверстия. Новым является то, что центральный канал выполнен ступенчатым с возможностью создания регулируемого завихренного потока. При этом на входном участке корпуса с помощью резьбового соединения установлена с возможностью осевого перемещения в нем полая цилиндрическая вставка, имеющая входной цилиндрический канал, сообщающийся с уширенным в корпусе каналом, образующим с торцом полой цилиндрической вставки резонирующую камеру, сообщающуюся с выполненным по оси корпуса конфузорным каналом. Причем полая цилиндрическая вставка установлена в корпусе с возможностью изменения объема резонирующей камеры при перемещении торца вставки и с возможностью его фиксации с помощью контргайки, установленной на выступающей из корпуса резьбовой поверхности вставки. А в торце выходного участка корпуса на резьбовом соединении установлена насадка с центральным выходным отверстием, имеющим конфигуральную поверхность для обеспечения функциональной настройки завихрителя. При этом ступенчатый центральный канал в завихрителе выполнен с возможностью преобразования постоянного давления потока из цилиндрического канала вставки в переменное давление в уширенной по отношению к цилиндрическому каналу резонирующей камере, а также с возможностью дальнейшего увеличения скорости в конфузорном канале корпуса и приобретения соответствующей формы потока на выходе через отверстие насадки с конфигуральной поверхностью.To solve a technical problem and achieve a technical result, a gas flow swirl is proposed comprising a cylindrical body with a central channel having inlet and outlet openings. What is new is that the central channel is made stepwise with the possibility of creating an adjustable swirl flow. At the same time, a hollow cylindrical insert is installed in the inlet section of the housing with the help of a threaded connection, having a cylindrical input channel communicating with a channel broadened in the housing, forming a resonating chamber communicating with the confuser channel made along the axis of the hollow cylindrical insert . Moreover, the hollow cylindrical insert is installed in the housing with the possibility of changing the volume of the resonating chamber when moving the end of the insert and with the possibility of fixing it with a lock nut mounted on the threaded surface of the insert protruding from the housing. And at the end of the outlet section of the housing, a nozzle with a central outlet opening having a configurational surface is installed on the threaded connection to ensure the functional adjustment of the swirl. In this case, the stepped central channel in the swirl is made with the possibility of converting the constant flow pressure from the cylindrical channel of the insert into alternating pressure in the resonating chamber broadened relative to the cylindrical channel, as well as with the possibility of further increasing the speed in the confuser channel of the housing and acquiring the corresponding flow shape at the outlet through nozzle hole with a configuration surface.
Согласно изобретению, выходное отверстие в насадке, в частности, может быть или цилиндрическим, или иметь формы сферических поверхностей.According to the invention, the outlet in the nozzle, in particular, can be either cylindrical or have the shape of spherical surfaces.
Согласно изобретению, насадка выполнена с фаской и снабжена технологическими отверстиями для осуществления съема.According to the invention, the nozzle is chamfered and provided with technological holes for removal.
Согласно изобретению, полая цилиндрическая вставка выполнена с возможностью подключения к автоматическому управляющему устройству.According to the invention, the hollow cylindrical insert is configured to be connected to an automatic control device.
На фиг. 1 изображена конструкция завихрителя газового потока, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид со стороны выходного торца; на фиг. 3 представлена насадка с выпуклой сферической формой выходного отверстия, продольный разрез; на фиг. 4 - насадка с вогнутой сферической формой выходного отверстия, продольный разрез.In FIG. 1 shows a design of a gas flow swirl, general view; in FIG. 2 - the same, view from the side of the output end; in FIG. 3 shows a nozzle with a convex spherical shape of the outlet, a longitudinal section; in FIG. 4 - nozzle with a concave spherical shape of the outlet, a longitudinal section.
Завихритель газового потока содержит полый цилиндрический корпус 1, выполненный из нержавеющей стали со ступенчатым центральным каналом, обеспечивающим возможность создания регулируемого завихренного потока. На входном участке корпуса с помощью резьбового соединения установлена с возможностью осевого перемещения в нем полая цилиндрическая вставка 2, имеющая входной цилиндрический канал 3, сообщающийся с уширенным в корпусе каналом, образующим с торцом полой цилиндрической вставки резонирующую камеру 4, сообщающуюся, в свою очередь, с выполненным по оси корпуса конфузорным каналом 5. При этом полая цилиндрическая вставка 2 установлена в корпусе 1 с возможностью изменения объема резонирующей камеры 4 при перемещении торца вставки 2 и зафиксирована с помощью контргайки 6, установленной на выступающей из корпуса резьбовой поверхности вставки 2. В торце выходного участка корпуса на резьбовом соединении установлена насадка 7, снабженная центральным выходным отверстием 8, имеющим конфигуральную поверхность для обеспечения функциональной настройки завихрителя. Указанное выходное отверстие может быть или цилиндрическим, как показано на фиг. 1, или иметь формы сферических поверхностей, соответственно выпуклой сферической формы (фиг. 3) или вогнутой сферической формы (фиг. 4). Насадка 7, в частности, выполнена с фаской 9 и снабжена технологическим отверстиями 10 для ее съема.The gas flow swirl contains a hollow
При этом ступенчатый центральный канал в завихрителе выполнен с возможностью преобразования постоянного давления потока из цилиндрического канала вставки в переменное давление в уширенной по отношению к цилиндрическому каналу резонирующей камере, а также с возможностью дальнейшего увеличения скорости в конфузорном канале корпуса и приобретения соответствующей формы потока на выходе через отверстие насадки с конфигуральной поверхностью.In this case, the stepped central channel in the swirl is made with the possibility of converting the constant flow pressure from the cylindrical channel of the insert into alternating pressure in the resonating chamber broadened relative to the cylindrical channel, as well as with the possibility of further increasing the speed in the confuser channel of the housing and acquiring the corresponding flow shape at the outlet through nozzle hole with a configuration surface.
Предлагаемый завихритель газового потока работает следующим образом. В отверстие полой цилиндрической вставки 2, установленной в корпусе 1, под постоянным давлением поступает поток газа, заполняя ее входной цилиндрический канал 3. Далее газ поступает в уширенную по отношению к входному каналу 3 и сообщающуюся с ним резонирующую камеру 4, где происходит преобразование постоянного давления в переменное. Затем рабочий поток заполняет конфузорный канал 5, расположенный в корпусе 1, где приобретает необходимую скорость. После этого поток проходит через насадку 7, где приобретает нужную форму завихрения и выходит через выходное отверстие 8 насадки с конфигуральной формой поверхности.The proposed swirl gas flow is as follows. A gas stream flows under the constant pressure into the hole of the hollow
При необходимости регулирования качества распыления полую цилиндрическую вставку 2 перемещают относительно корпуса 1, тем самым, изменяя объем уширенной резонирующей камеры 4. Для исключения возможности саморазвинчивания и фиксации полой цилиндрической вставки 2 предусмотрена контргайка 6. Для придания рабочему потоку определенной формы завихрения предусмотрена также насадка 7 с внутренней конфигуральной поверхностью, исполнение данной поверхности зависит от свойств и требуемого эффекта завихрения рабочей среды (фиг. 3, 4), также насадка завихрителя оснащена отверстиями 10 для съема, что позволяет производить быструю настройку завихрителя под требуемую рабочую среду.If it is necessary to control the quality of spraying, the hollow
Таким образом, предлагаемая конструкция завихрителя газового потока обеспечивают высокую надежность, за счет упрощения конструкции, а также повышенную эффективность и функциональность за счет управления скоростью, формой потока и возможностью подбора насадки под определенную рабочую среду.Thus, the proposed design of the gas flow swirler provides high reliability, due to the simplification of the design, as well as increased efficiency and functionality by controlling the speed, shape of the flow and the ability to select the nozzle for a specific working environment.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении надежности завихрителя газового потока при упрощении его конструкции, в повышении эффективности и функциональности за счет возможности регулировки параметров завихряемого потока и улучшения качества распыления.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the reliability of the swirl of the gas stream while simplifying its design, to increase efficiency and functionality due to the ability to adjust the parameters of the swirl flow and improve the quality of spraying.
Настоящее изобретение может быть использовано для создания циркуляционных потоков не только газов, но и жидкостей в различных тепловых аппаратах химической и нефтегазовой технологии и других отраслях техники.The present invention can be used to create circulating flows of not only gases, but also liquids in various thermal apparatuses of chemical and oil and gas technology and other branches of technology.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114236A RU2703643C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Gas flow swirler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114236A RU2703643C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Gas flow swirler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2703643C1 true RU2703643C1 (en) | 2019-10-21 |
Family
ID=68318234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019114236A RU2703643C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Gas flow swirler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2703643C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4296888A (en) * | 1980-02-28 | 1981-10-27 | General Motors Corporation | Powdered coal air dispersion nozzle |
DE3116660A1 (en) * | 1980-04-28 | 1982-02-11 | Spraying Systems Co., 60187 Wheaton, Ill. | "AIR SPRAYER SPRAY NOZZLE" |
RU2181632C2 (en) * | 2000-03-23 | 2002-04-27 | Демин Александр Владимирович | Gas flow swirl generator |
RU87753U1 (en) * | 2008-12-15 | 2009-10-20 | Евгений Владимирович Бусс | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION |
RU2562352C1 (en) * | 2014-10-16 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Fluid flow swirler |
-
2019
- 2019-05-07 RU RU2019114236A patent/RU2703643C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4296888A (en) * | 1980-02-28 | 1981-10-27 | General Motors Corporation | Powdered coal air dispersion nozzle |
DE3116660A1 (en) * | 1980-04-28 | 1982-02-11 | Spraying Systems Co., 60187 Wheaton, Ill. | "AIR SPRAYER SPRAY NOZZLE" |
RU2181632C2 (en) * | 2000-03-23 | 2002-04-27 | Демин Александр Владимирович | Gas flow swirl generator |
RU87753U1 (en) * | 2008-12-15 | 2009-10-20 | Евгений Владимирович Бусс | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION |
RU2562352C1 (en) * | 2014-10-16 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Fluid flow swirler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3920187A (en) | Spray head | |
US3981946A (en) | Perforated plate of steam reforming valve | |
RU2703643C1 (en) | Gas flow swirler | |
AU2017101842A4 (en) | Cyclone and dip tube for separating a gas | |
RU2636721C1 (en) | Nozzle with parabolic swirler | |
JP2864123B2 (en) | Apparatus and method for compressing fluid | |
RU2144439C1 (en) | Centrifugal spray injector | |
JP2001321649A (en) | Fluid mixing device | |
RU2383820C1 (en) | Wide-flame centrodugal nozzle | |
RU2622952C1 (en) | Acoustic nozzle for liquid spraying | |
RU2655565C1 (en) | Vortex gas pressure regulator | |
RU2004114350A (en) | METHOD FOR GENERATING LIQUID FLOW OSCILLATIONS AND HYDRODYNAMIC OSCILLATOR GENERATOR | |
RU2282115C1 (en) | Hydraulic heat-generator | |
RU2202744C2 (en) | Vortex tube | |
RU2371642C1 (en) | Method and device for vortex energy division of working fluid flow | |
RU124890U1 (en) | EJECTIVE CENTRIFUGAL NOZZLE WITH TANGENTIAL INPUT AND VARIABLE OUTLET OF THE OUTPUT NOZZLE | |
RU8429U1 (en) | Inkjet | |
SU1599116A1 (en) | Air-atomizing burner | |
RU2248252C1 (en) | Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser | |
RU2047793C1 (en) | Multi-nozzle adjustable ejector | |
SU1554954A1 (en) | Apparatus for mixing gases | |
RU2773961C1 (en) | Mixer developed hydrodynamic cavitation | |
RU2001118548A (en) | Vortex Pipe | |
RU2642649C1 (en) | Acoustic nozzle | |
SU1346909A1 (en) | Centrifugal atomizer |