Форсунка для розпилення рідин

B05B1 / 26 - Розпилення; пульверизації; розпилювальні насадки (сопла) (змішувачі-розпилювачі з соплами B01F 5/20; способи нанесення рідин або інших текучих речовин на поверхню розбризкуванням B05D; пристрої для відкачування рідин F04; клапани, наприклад для водопроводів F16K)

Власники патенту RU 2272679:

Товариство з обмеженою відповідальністю "ІНТЕФ" (RU)

Винахід відноситься до пристроїв для розпилення рідин, а саме до форсунок, що створює дрібнодисперсний туман, що складається з розпилюється рідини. Завданням винаходу є розробка форсунки, що створює водяний туман, що складається з крапель зі среднемедіанним діаметром крапель 100-200 мкм. Сутність запропонованого винаходу полягає в тому, що розроблена форсунка, що складається з корпусу з сопловим каналом і розсікача, що має форму овалоїд або кулі. Профіль внутрішній поверхні стінки осесимметричного сопла, що представляє тіло обертання, виконаний зі зростаючою до виходу з сопла кривизною. Кут між дотичною до вихідний кромці профілю стінки і віссю сопла становить 35-65 # x000B0 ;, переважно 45-50 # x000B0 ;, а відношення діаметра сопла до діаметру його вхідного перетину 0,25-0,45. Крім того, відношення діаметра миделевого перетину розсікача до діаметру соплового отвору становить 1,8-2,5. Таким чином, конструкція даної форсунки дозволяє за рахунок збільшення динамічного напору рідини з одного боку і оптимального поєднання геометричних розмірів соплового отвору і розсікача отримувати необхідні характеристики розпилу при порівняно низьких перепадах тиску. 1 з.п. ф-ли, 2 мул.

Винахід відноситься до пристроїв для розпилення рідин, а саме до форсунок, що створює дрібнодисперсний туман, що складається з розпилюється рідини.

Зазначені форсунки можуть використовуватися в пристроях для розпилення води, водних розчинів, вуглеводневих палив, масел і інших подібних рідин.

Областями застосування форсунок є протипожежна техніка, енергетика, двигунобудування, харчова промисловість, сільське господарство.

При використанні таких форсунок в установках пожежогасіння можна отримувати водяний туман, що складається з крапель, що мають среднемедіанний діаметр на рівні 100-200 мкм з високою кінетичної енергією, що помітно підвищує ефективність гасіння.

Існує цілий ряд форсунок, що використовуються для створення водяного туману. Близьким до пропонованого винаходу є форсунка, описана в патенті [патент США 5,392,993, кл. У 05 В 01/26, оп.28.02.95], в якій водяна туман створюється при взаємодії потоку рідини з розсікачем, мають опуклу хрестоподібну поверхню з довжиною дуги, рівною або більшою, ніж діаметр отвору. Відома форсунка [патент США 6454017, кл. А 62 С 31/02; А 62 С 37/14, опуб.27.12.01], в якій рассекатель має конічну поверхню зіткнення, увігнуту у напрямку до вихідного потоку. Периферійна частина розсікача має виїмки або зубці, розташовані по всій її окружності.

Основним недоліком вищеописаних конструкцій є неможливість диспергирования рідини при порівняно великих діаметрах соплового отвору. Тим самим подібні форсунки не забезпечують необхідні інтенсивності подачі.

З опису патенту слід, що необхідний розпил при використанні такої форсунки досягається при порівняно невеликому діаметрі соплового отвору # X002DC; 2,3 мм і рівні тиску перед сопловим отвором більше 7 атм. При зазначених параметрах витрата води через форсунку не перевищить значення 0,15 кг / с.

Метою винаходу є розробка форсунки, що створює водяний туман, що складається з крапель зі среднемедіанним діаметром крапель 100-200 мкм. При цьому витрата через форсунку повинен бути не менше 1,0 кг / с, а тиск на вході в форсунку не більше 0,6 МПа.

Для досягнення даної мети пропонується форсунка, що складається з корпусу з сопловим каналом і розсікача, що має форму овалоїд або кулі, при цьому профіль внутрішньої поверхні стінки Осесиметрична сопла, що представляє тіло обертання, виконаний зі зростаючою до виходу з сопла кривизною, причому кут між дотичною до вихідний кромці профілю стінки і віссю сопла становить величину від 35 # x000B0; до 65 # x000B0 ;, з переважним значенням 45 # x000B0; -50 # x000B0 ;, а відношення діаметра сопла до діаметру його вхідного перетину 0,25-0,45.

Завдяки запропонованій геометрії досягається більш високий динамічний напір струменя на виході з сопла в порівнянні з іншими відомими осесиметричними соплами, наприклад соплами, виконаними у формі коноида або у вигляді прямого кругового конуса, якщо діаметри сопел і вхідні тиску однакові. В результаті цього в даному соплі підвищується динамічний напір струменя робочої рідини на 20-30% і, очевидно, раніше наступають предкавітаціонний і кавітаційний режими течії. Обидва ці фактори сприяють появі однорідного туманообразного факела розпилу струменя при зниженому тиску, починаючи з 0,2 МПа.

На фіг.1 представлена ​​схема пропонованої форсунки. Рідина, проходячи через соплової канал (1), прискорюється і, потрапляючи на розсікач (2), виконаний у вигляді овалоїд або кулі, утворює на ньому плівку, яка, в свою чергу, розпадається на окремі краплі. Співвідношення між діаметрами миделевого перетину розсікача і соплового отвору визначає кут розкриття факела розпилу, а також товщину утворюється плівки і, як наслідок, ступінь диспергування рідини. Проведені експерименти показали, що оптимум даного співвідношення знаходиться в діапазоні 1,8-2,5. При такому співвідношенні кут розкриття факела максимальний, а среднемедіанний діаметр крапель для води і водних розчинів становить 100-200 мкм. На фіг.2 схематично представлена ​​форсунка в дії.

Таким чином, конструкція пропонованої форсунки дозволяє за рахунок збільшення динамічного напору рідини з одного боку і оптимального поєднання геометричних розмірів соплового отвору і розсікача отримувати необхідні характеристики розпилу при порівняно низьких перепадах тиску.

1. Форсунка, що складається з корпусу з сопловим каналом і розсікача, виконаного у вигляді овалоїд або кулі, що відрізняється тим, що профіль внутрішньої поверхні стінки осесимметричного сопла, що представляє тіло обертання, виконаний зі зростаючою до виходу кривизною, при цьому відношення діаметра сопла до діаметру вхідного перетину - 0,25-0,45, а відношення діаметра миделевого перетину розсікача до діаметру сопла - 1,8-2,5.

2. Форсунка по п.1, що відрізняється тим, що кут між дотичною до вихідний кромці профілю і віссю сопла становить 35-65 # x000B0 ;.