RU2593109C1

RU2593109C1 - Fluid sprayer

Info

Publication number: RU2593109C1
Application number: RU2015118862/12A
Authority: RU
Inventors: Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-07-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to spraying of fluids. Fluid sprayer comprises a case with a nozzle, in which jets are arranged in mutually perpendicular planes. Case consists of a cylindrical part and two series-connected and coaxial to it hollow cylinder-taper belts. Coaxially to the case, in its lower part, the nozzle is secured. On the nozzle conical surface there is a cylindrical collar with outer thread for the nozzle connection with the lower cylinder-taper belt of the case. On the nozzle there is an additional row of jets formed by pairs of mutually perpendicular vertical channels for the fluid passage and horizontal channels, which cross on the nozzle conical lateral surface to form the jets outlets. Paired channels are arranged at right angle to each other in the case lengthwise planes, herewith the conical lateral surface of the nozzle is made with the vertex angle equal to 90°, and on the cylinder-taper belt rigidly jointed with the cylindrical part of the case there are two rows of throttling orifices: one row represents at least three horizontal holes made on the cylindrical surface, the other row represents at least three inclined holes at the angle of 45°. Conical baffle is attached to the cylinder-taper belt by means of rods.

EFFECT: technical result is the increase of fine spraying efficiency.

1 cl, 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 распылитель (ороситель) по патенту RU №2474452, А62С 31/02 - (прототип), содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.The closest technical solution to the claimed object is the sprayer (sprinkler) according to patent RU No. 2474452, А62С 31/02 - (prototype), containing a hollow cylindrical body with a nozzle for supplying liquid nozzle 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 nozzle exit.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.The technical result is an increase in the efficiency of fine atomization of a liquid.

Это достигается тем, что в распылителе жидкости, содержащем полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены жиклеры во взаимно перпендикулярных плоскостях, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло, образованное наружной конической поверхностью и торцевой, перпендикулярной оси сопла, глухой перегородкой, в которой выполнены центральное дроссельное отверстием и, по крайней мере, три наклонных отверстия под углом 45° к оси сопла, причем на конической поверхности сопла выполнен цилиндрический буртик с наружной резьбой для соединения сопла с нижним цилиндроконическим поясом корпуса, при этом на сопле со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов для прохода жидкости и горизонтальных каналов, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера, причем парные каналы расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса, при этом коническая боковая поверхность сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°, а на цилиндроконическом поясе, жестко соединенном с цилиндрической частью корпуса, выполнены два ряда дроссельных отверстий.This is achieved by the fact that in a liquid atomizer containing a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which the nozzles are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consists of a cylindrical part with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe and two connected in series and coaxial with hollow cylindrical-conical belts, and coaxially to the body in its lower part, a nozzle is formed, formed by the outer conical surface and the end, perpendicular to the axis of the nozzle, a blind a town in which there is a central throttle hole and at least three inclined holes at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle, and on the conical surface of the nozzle there is a cylindrical collar with an external thread for connecting the nozzle to the lower cylinder-conical belt of the housing, while on the nozzle with side opposite to the fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels, which do not intersect on the conical lateral surface of the nozzle and form the outlet openings of each nozzle, and the paired channels are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the casing, while the conical lateral surface of the nozzle is made with an angle at the apex of 90 °, and on a cylindrical conical belt rigidly connected to the cylindrical part of the housing, two rows of throttle holes are made.

На чертеже представлена схема распылителя жидкости.The drawing shows a diagram of a liquid atomizer.

Распылитель жидкости содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и двух последовательно соединенных и соосных с ним полых цилиндроконических поясов 2 и 3.The liquid spray 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 liquid and two serially connected and coaxial hollow cylindrical belts 2 and 3.

Соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло 4, образованное наружной конической поверхностью и торцевой, перпендикулярной оси сопла, глухой перегородкой 5, в которой выполнены центральное дроссельное отверстие 6 и, по крайней мере, три наклонных отверстия 7 под углом 45° к оси сопла. На конической поверхности сопла 4 выполнен цилиндрический буртик с наружной резьбой для соединения сопла с нижним цилиндроконическим поясом 3 корпуса.Coaxial to the casing in its lower part is a nozzle 4, formed by the outer conical surface and the end, perpendicular to the axis of the nozzle, a blind partition 5, in which a central throttle hole 6 and at least three inclined holes 7 are made at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle. On the conical surface of the nozzle 4, a cylindrical flange with an external thread is made for connecting the nozzle to the lower cylinder-conical belt 3 of the housing.

Корпус и сопло 4 образуют между собой несколько соосных внутренних цилиндрических камер 8, 10, 11, 12 и коническую камеру 9.The housing and the nozzle 4 form among themselves several coaxial inner cylindrical chambers 8, 10, 11, 12 and a conical chamber 9.

Камера 8 служит для подвода жидкости, камеры 9, 10 и 12 являются расширительными камерами, а камера 11 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления. Эти образованные корпусом и соплом пять соосных между собой внутренних цилиндрических и конических камер 8, 9, 10, 11, 12, заполнены упругим сетчатым элементом, или стружкой из цветного металла, или стружкой из пластмассы для создания эффекта предварительного дробления потока жидкости (на чертеже не показано).The chamber 8 serves to supply fluid, the chambers 9, 10 and 12 are expansion chambers, and the chamber 11 performs the functions of a pressure chamber. These five inner cylindrical and conical chambers 8, 9, 10, 11, 12, coaxial with each other and formed by the body and nozzle, are filled with an elastic mesh element, or non-ferrous metal chips, or plastic chips to create the effect of preliminary crushing of the fluid flow (not shown shown).

На сопле 4, со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 16 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 15, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла 4 и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. Парные каналы 15 и 16 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 4 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.An additional row of nozzles is made on the nozzle 4, from the side opposite the fluid supply, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels 16 for the passage of liquid and horizontal channels 15 that intersect on the conical lateral surface of the nozzle 4 and form the outlet openings each of the jets. Paired channels 15 and 16 are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing. The conical side surface 4 of the nozzle is made with an angle at the apex equal to 90 °.

На цилиндроконическом поясе 2, жестко соединенном с цилиндрической частью 1 корпуса с внешней резьбой, выполнены два ряда дроссельных отверстий: один ряд представляет собой, по крайней мере, три горизонтальных отверстия 13, выполненных на цилиндрической поверхности, другой ряд представляет собой, по крайней мере, три наклонных отверстия 17 под углом 45°, выполненных на конической поверхности. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 13 и 17 в этих рядах отстоят друг от друга на угол 7,5…60°. На цилиндроконическом поясе 3, соединенном с соплом 4 посредством внутренней резьбы, выполнен ряд, состоящий, по крайней мере, из трех горизонтальных дроссельных отверстий 14. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 14 и жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных 16 и горизонтальных 15 каналов на конической боковой поверхности сопла 4, отстоят друг от друга на угол, лежащий в оптимальном диапазоне величин: 7,5…60°.On the cylinder-conical belt 2, rigidly connected to the cylindrical part 1 of the housing with an external thread, two rows of throttle holes are made: one row is at least three horizontal holes 13 made on a cylindrical surface, the other row is at least three inclined holes 17 at an angle of 45 °, made on a conical surface. Moreover, in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes 13 and 17 in these rows are separated from each other by an angle of 7.5 ... 60 °. On the cylinder conical belt 3, connected to the nozzle 4 by means of an internal thread, a row is made consisting of at least three horizontal throttle holes 14. Moreover, in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes 14 and the nozzles, which are formed by at least three pairs mutually perpendicular vertical 16 and horizontal 15 channels on the conical lateral surface of the nozzle 4, are separated from each other by an angle lying in the optimal range of values: 7.5 ... 60 °.

На внутренних поверхностях дроссельных отверстий 13, 14 и 17, расположенных на цилиндроконических поясах 2 и 3, выполнены винтовые поверхности. Это позволяет повысить мелкодисперсность распыляемой жидкости за счет образования вихревого потока в этих отверстиях. На внутренних поверхностях каналов жиклеров сопла 4, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла 4 и которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 16 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 15, выполнены винтовые поверхности, при этом направление винтовых поверхностей в этих каналах выполнено противоположно направленным. Это позволяет повысить мелкодисперсность распыляемой жидкости за счет взаимодействия вихревых потоков на выходе из жиклеров.On the inner surfaces of the throttle holes 13, 14 and 17 located on the cylinder conical belts 2 and 3, helical surfaces are made. This allows you to increase the fineness of the sprayed liquid due to the formation of a vortex flow in these holes. On the inner surfaces of the channels of the nozzle nozzles 4, which intersect on the conical lateral surface of the nozzle 4 and which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels 16 for the passage of fluid and horizontal channels 15, screw surfaces are made, while the direction of the screw surfaces in these the channels are made oppositely directed. This allows you to increase the fineness of the sprayed liquid due to the interaction of the vortex flows at the outlet of the nozzles.

К цилиндроконическому поясу 2, жестко соединенному с цилиндрической частью 1 корпуса с внешней резьбой, в котором выполнены два ряда дроссельных отверстий: горизонтальные 13 и наклонные 17 отверстия, посредством, по крайней мере, трех стержней 18 прикреплен конический отбойник 19, большее основание усеченного конуса которого направлено в сторону цилиндроконического пояса 3, соединенного с соплом 4.To the cylindrical conical belt 2, rigidly connected to the cylindrical part 1 of the housing with an external thread, in which two rows of throttle holes are made: horizontal 13 and inclined 17 holes, through at least three rods 18 a conical chipper 19 is attached, the larger base of which has a truncated cone directed towards the cylinder conical belt 3 connected to the nozzle 4.

Работа мелкодисперсного распылителя жидкости осуществляется следующим образом. Распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче жидкости в корпус 1 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в каналах и дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий. После столкновения потоков жидкости в каналах 15 и 16 и истечения через выходные отверстия жиклеров 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 центральным дроссельным отверстием 6 в глухой перегородке 5 распылителя.The work of a fine liquid spray is as follows. The sprayer is installed in an upright position. When the fluid is supplied to the housing 1 under the action of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa, capillary turbulent fluid flows are formed in the channels and throttle openings, rushing to the outlet sections of these openings. After the collision of fluid flows in channels 15 and 16 and outflow through the nozzle outlet openings, 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 central throttle hole 6 in the blind partition 5 of the atomizer.

Claims

A liquid sprayer comprising a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which nozzles are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consists of a cylindrical part with external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe and two serially connected and coaxial hollow cylindrical conical belts, and coaxially a nozzle formed by the outer conical surface and the end, perpendicular to the axis of the nozzle, a blank partition in which the central throttle aperture and at least three inclined openings at an angle of 45 ° to the axis of the nozzle, moreover, on the conical surface of the nozzle there is a cylindrical flange with an external thread for connecting the nozzle to the lower cylinder-conical belt of the housing, while on the nozzle, from the side opposite fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels that intersect in a conical of the nozzle’s lateral surface and form the outlet openings of each nozzle, and the paired channels are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing, while the conical lateral surface of the nozzle is made with an angle at the apex of 90 °, and on a cylindrical conical belt, rigidly connected two rows of throttle holes are made with the cylindrical part of the housing: one row is at least three horizontal holes made on a cylindrical surface, the other row is, by At least three inclined holes at an angle of 45 °, made on a conical surface, while in the horizontal plane of the projection of the axis of the holes in these rows are separated from each other by an angle lying in the optimal range of 7.5 ... 60 °, moreover, on the cylindrical conical belt connected to the nozzle by means of an internal thread, a row is made consisting of at least three horizontal throttle holes, while in the horizontal plane of the projection of the axes of the holes and nozzles, which are formed by at least three pairs of inter but the perpendicular vertical and horizontal channels on the conical lateral surface of the nozzle are spaced apart from each other by an angle lying in the optimal range of values: 7.5 ... 60 °, screw surfaces are made on the inner surfaces of the throttle holes located on the cylinder-conical belts, characterized in that that on the inner surfaces of the nozzle nozzle channels, which intersect on its conical lateral surface and which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical and horizontal For the passage of liquid channels, screw surfaces are made, while the direction of the screw surfaces in these channels is made in the opposite direction, while the five cylindrical and conical chambers formed by the body and nozzle are filled with an elastic mesh element, or non-ferrous metal chips, or chips from plastic, and to the cylinder-conical belt, rigidly connected to the cylindrical part of the body with an external thread, in which two rows of throttle holes are made: horizon taper holes, through at least three rods, a conical chipper is attached, the larger base of the truncated cone of which is directed towards the cylinder conical belt connected to the nozzle.