RU2428235C1

RU2428235C1 - Kochetov's vortex sprayer

Info

Publication number: RU2428235C1
Application number: RU2010134702/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-09-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: hollow cylindrical sprayer casing consist of cylindrical section with outer thread for connection to fluid feed distribution pipeline union and inner thread jointing casing to sprayer taper nozzle so that casing and nozzle form two aligned inner chambers, first intended for fluid feed and second making pressure chamber to produce increased pressure. Jet made up of cylindrical throttle orifice and taper threaded orifice with tape directed toward fluid outlet. Nozzle tape side surface has at least two lines of cylindrical throttling orifices with their axes perpendicular to nozzle side surface. Every line has at least three cylindrical throttling orifices. Note that, in horizontal plane orifice axis projections are spaced apart for angle of 7.5 - 60°. Swirler is arranged inside cylindrical chamber and aligned therewith, made up of outer larger-pitch trapezoidal-shape thread sleeve threaded onto rod secured via round plate to casing. Said plate has groove along Archimedes coil with coiling direction corresponding to that of fluid swirl.

EFFECT: higher efficiency of spraying.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.The invention relates to techniques for spraying liquids and can be used in fire fighting equipment, in agriculture, in chemical technology devices and in the power system.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является ороситель по патенту RU №2111033, A62C 31/02, опубл. 20.05.98), содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.The closest technical solution to the claimed object is the sprinkler according to patent RU No. 2111033, A62C 31/02, publ. 05/20/98), containing a hollow cylindrical housing with a nozzle for supplying liquid and an additional row of throttle openings.

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. 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.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. However, a 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 outlet of the nozzle.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.The technical result is an increase in the efficiency of finely dispersed liquid spraying.

Это достигается тем, что в форсунке, содержащей полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены отверстия, корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и внутренней резьбой для соединения с коническим соплом 5, при этом корпус и сопло образуют две, соосных между собой внутренних камеры, причем цилиндрическая камера служит для подвода жидкости, а коническая камера, образованная поверхностью усеченного конуса сопла является нагнетательной камерой для создания повышенного давления, а на сопле, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен жиклер, который состоит из цилиндрического дроссельного отверстия и конического отверстия с расширением в сторону объекта, при этом на поверхности конического отверстия выполнена винтовая нарезка для создания веерообразного выхода жидкости из жиклера, а на конической боковой поверхности сопла выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, оси которых перпендикулярны конической боковой поверхности сопла, и в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три цилиндрических дроссельных отверстия, причем в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий в этих рядах отстоят друг от друга на угол 7,5…60° для создания мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости, при этом в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры завихритель, выполненный в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля, и закрепленный посредством внутренней резьбы на штоке, а завихритель закреплен в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины к корпусу, причем в круглой пластине выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя.This is achieved by the fact that in the nozzle containing the hollow cylindrical body connected to the nozzle in which the holes are made, the body consists of a cylindrical part with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe for supplying liquid, and an internal thread for connecting with a conical nozzle 5, in this case, the casing and the nozzle form two inner chambers coaxial with each other, the cylindrical chamber serving to supply fluid, and the conical chamber formed by the surface of the truncated nozzle cone I’m using a pressure chamber to create increased pressure, and on the nozzle, on the side opposite to the fluid supply, a nozzle is made, which consists of a cylindrical throttle hole and a conical hole with expansion towards the object, while on the surface of the conical hole there is a screw thread to create a fan-shaped exit liquid from the nozzle, and at least two rows of cylindrical throttle holes are made on the conical lateral surface of the nozzle, the axes of which are perpendicular to the conical side the nozzle’s surface, and at least three cylindrical throttle openings are made in each row, moreover, in the horizontal plane of the projection of the axis of the holes in these rows, they are spaced apart by an angle of 7.5 ... 60 ° to create a finely divided continuous phase of the sprayed liquid, this in a cylindrical chamber, coaxial to it, is installed with a gap relative to the inner side surface of the chamber, the swirl, made in the form of a sleeve with a screw external thread with a large pitch of a trapezoidal profile, and fixed by means of the thread on the rod, and the swirl is fixed in its lower part by means of a round plate rigidly attached to it to the body, and in the round plate a groove is made in a spiral of Archimedes, having a twist direction that coincides with the direction of twist of the swirl fluid flow.

На чертеже представлена схема форсунки.The drawing shows a nozzle diagram.

Форсунка содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и внутренней резьбой для соединения с коническим соплом 5.The nozzle contains a hollow body, consisting of a cylindrical part 1 with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe for supplying fluid, and an internal thread for connecting with a conical nozzle 5.

Корпус 1 и сопло 5 образуют две соосных между собой внутренних камеры 4 и 13. Цилиндрическая камера 4 служит для подвода жидкости, а коническая камера 13, образованная поверхностью усеченного конуса сопла, является нагнетательной камерой для создания повышенного давления.The housing 1 and the nozzle 5 form two inner coaxial chambers 4 and 13. The cylindrical chamber 4 serves to supply fluid, and the conical chamber 13, formed by the surface of the truncated cone of the nozzle, is an injection chamber to create increased pressure.

На сопле 5, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен жиклер, который состоит из цилиндрического дроссельного отверстия 8 и конического отверстия 9 с расширением в сторону объекта. При этом на поверхности конического отверстия 9 выполнена винтовая (на чертеже не показано) нарезка (например, коническая резьба с крупным шагом) для создания веерообразного выхода жидкости из жиклера.At the nozzle 5, from the side opposite the fluid supply, a nozzle is made, which consists of a cylindrical throttle hole 8 and a conical hole 9 with an extension towards the object. At the same time, on the surface of the conical hole 9, screw (not shown in the drawing) cutting (for example, a tapered thread with a large pitch) is made to create a fan-shaped liquid exit from the nozzle.

На конической боковой поверхности 5 сопла выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 6 и 7, оси которых перпендикулярны конической боковой поверхности сопла 5, и в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три цилиндрических дроссельных отверстия, причем в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 6 и 7 в этих рядах отстоят друг от друга на угол 7,5…60° для создания мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости.At least two rows of cylindrical throttle holes 6 and 7 are made on the conical side surface 5 of the nozzle, the axes of which are perpendicular to the conical side surface of the nozzle 5, and at least three cylindrical throttle holes are made in each row, and in the horizontal plane of the projection the axes of holes 6 and 7 in these rows are separated from each other by an angle of 7.5 ... 60 ° to create a finely divided continuous phase of the sprayed liquid.

Для создания наибольшего эффекта образования мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости в цилиндрической камере 4, соосно ей, установлен с зазором 12 относительно внутренней боковой поверхности камеры 4 завихритель 3, выполненный в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля, и закрепленный посредством внутренней резьбы 11 на штоке 2 с коническим обтекателем в верхней части.To create the greatest effect of the formation of a finely divided continuous phase of the sprayed liquid in the cylindrical chamber 4, coaxially mounted with a gap 12 relative to the inner side surface of the chamber 4, a swirler 3, made in the form of a sleeve with a screw external thread with a large pitch of a trapezoidal profile, and fixed by internal thread 11 on stem 2 with a conical cowl at the top.

Завихритель 3 закреплен в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины 14 к корпусу 1. В круглой пластине 14 выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя 3.The swirler 3 is fixed in its lower part by means of a round plate 14 rigidly attached to it to the housing 1. In the round plate 14, a groove is made in a spiral of Archimedes, having a twist direction coinciding with the direction of twist of the fluid flow of the swirler 3.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle is as follows.

При подаче жидкости в корпус 1 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в камерах 4 и 13 благодаря завихрителю 3 создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в жиклер 5, а в цилиндрических дроссельных отверстиях 6 и 7 создаются потоки жидкости, устремляющиеся к выходным срезам отверстий и жиклера.When the fluid is supplied to the housing 1 under the action of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa, chambers 4 and 13 create swirling fluid flows in chambers 3 and 3, which flow into the nozzle 5, and in the cylindrical throttle openings 6 and 7, fluid flows rushing to the output sections of the holes and the nozzle.

При столкновении расширяющихся потоков жидкости, истекающих через выходное коническое отверстие жиклера с винтовой нарезкой и цилиндрических дроссельных отверстиях 6 и 7 происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол, в диапазоне от 45 до 60°, в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под жиклером.In the collision of expanding fluid flows flowing out through the conical outlet of the screw threaded nozzle and cylindrical throttle openings 6 and 7, a fan-shaped gas-liquid flow in the form of a shroud is formed, i.e. a liquid droplet crushing mechanism is implemented, but the generated swell-like flow deviates from the horizontal plane by a larger angle, in the range from 45 to 60 °, in the direction of the central region of the irrigated surface located directly under the nozzle.

Предлагаемая конструкция форсунки может использоваться как мелкодисперсный распылитель в противопожарной технике, например, в составе спринклерных или дренчерных систем пожаротушения, в сельском хозяйстве - для распыления различного типа веществ на посевных площадях и в производственных помещениях, а также в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике - для распыления топлива, а также в отраслях техники, где требуется генерация распыленных мелкодисперсных потоков жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве.The proposed nozzle design can be used as a fine spray gun in fire fighting equipment, for example, as part of sprinkler or deluge fire extinguishing systems, in agriculture - for spraying various types of substances on sown areas and in industrial premises, as well as in chemical technology and heat energy devices - for fuel spraying, as well as in industries where the generation of atomized finely dispersed fluid flows is required in both closed and open spaces.

Claims

A vortex nozzle containing a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which holes are made, characterized in that the body consists of a cylindrical part with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe for supplying liquid, and an internal thread for connecting with a conical nozzle, wherein the casing and the nozzle form two coaxial inner chambers, the cylindrical chamber serving to supply fluid, and the conical chamber formed by the surface of the truncated cone of the nozzle is it is injected with a pressure chamber to create increased pressure, and a nozzle is made on the nozzle, on the side opposite to the fluid supply, which consists of a cylindrical throttle bore and a conical bore with expansion towards the fluid outlet, while a screw thread is made on the surface of the conical bore to create a fan-shaped liquid outlet from the nozzle, and at least two rows of cylindrical throttle openings, the axes of which are perpendicular to at least three cylindrical throttle openings in each row, and in each row at least three cylindrical throttle openings are made, and in the horizontal plane of the projection of the axes of the openings in these rows are separated from each other by an angle of 7.5 ... 60 ° to create a finely divided continuous phase of the sprayed liquid, at the same time, in a cylindrical chamber, coaxial to it, a swirl is installed with a gap relative to the inner side surface of the chamber, made in the form of a sleeve with a screw external thread with a large pitch of a trapezoidal profile and fixed to by means of an internal thread on the rod with a conical fairing in the upper part, and the swirl is fixed in its lower part by means of a round plate rigidly attached to it, to the body, and in the round plate a groove is made in a spiral of Archimedes, having a twist direction coinciding with the direction of twist of the swirl fluid fluid .