RU2651915C1

RU2651915C1 - Acoustic atomiser for spraying solutions

Info

Publication number: RU2651915C1
Application number: RU2017121337A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2018-04-24

Abstract

FIELD: devices for spraying liquids.

SUBSTANCE: invention relates to devices for spraying of liquids, solutions. Acoustic atomiser for spraying solutions, comprises a housing with jets for supplying a spraying liquid and a spraying agent, inside of which an acoustic generator is arranged in the form of a nozzle and a resonator, made in the form of a sound generator formed by a Helmholtz resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of a ring with a conical surface, which is connected to the housing via calibrated gaskets, wherein the spherical cavity of the sound generator is connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end faces of the housing and the ring with a lateral conical surface formed on a hollow rod which is located inside the housing, axially symmetrical thereto, and serves to form the generated spray of the spray liquid entering through the channel of the hollow rod to a screw atomiser, rigidly fixed to the end of the hollow rod and serving to form a liquid film, covering the output of the sound generator formed by the Helmholtz resonator, and the ring with a lateral conical surface formed on the hollow rod is arranged to be fixedly movable along the axis of the body by means of a threaded connection that connects the body to the ring via calibrated gaskets, wherein the Helmholtz resonator is made to control the generated frequency of the acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap, formed by the end faces of the housing and the ring, by installing between the housing and the ring with a conical surface of calibrated gaskets, the thickness of which corresponds to a specified frequency of acoustic vibrations, in the lower part of the housing of the screw atomizer, an additional disc atomizer consisting of a thread bush with a central hole connected to the plane of the rod by means of a calibrated hole, top disc rigidly connected to the threaded sleeve with a central hole and a lower solid disc connected to the upper disc by means of at least three fasts to form restrict split between the discs, is fixed, wherein an external diffuser is coaxially attached to the lower part of the atomiser body, to the ring, and an internal perforated diffuser is attached to the conical surface of the screw atomiser so that the output sections of the external and internal diffusers lie in the same plane perpendicular to the axis of the screw atomiser, additional flow divider, made in the form of a cylindrical shell, at the end part of which a perforated plate is fixed on the side opposite the diffuser, is coaxially attached to the external diffuser.

EFFECT: increased liquid spraying efficiency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.The invention relates to means for spraying liquids, solutions.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель - форсунка по патенту РФ №2328349, F02C 7/24, содержащая корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя (прототип).The closest technical solution to the claimed object is an acoustic spray nozzle according to the patent of Russian Federation No. 2238349, F02C 7/24, containing a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis the housing, a ring with a conical surface associated with the housing, and a spray, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by a hollow rzhnya swirler with a screw on the end and a shoulder to accommodate an annular platform on which the fluid flows from the atomizer (prototype).

Недостатком известной акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.A disadvantage of the known acoustic 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 форсунке для распыливания растворов, содержащей корпус с патрубками для подвода распыливаемой жидкости и распыливающего агента, внутри которого размещен генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненного в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, выполненного в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в стенке кольца с конической поверхностью, которое через калиброванные прокладки соединено с корпусом, при этом сферическая полость звукового генератора соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца с боковой конической поверхностью, выполненного на полом стержне, который расположен внутри корпуса, осесимметрично ему, и служит для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня к шнековому распылителю, жестко закрепленному на конце полого стержня и служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, а кольцо с боковой конической поверхностью, выполненное на полом стержне, расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, связывающего корпус с кольцом через калиброванные прокладки, причем резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца, посредством установки между корпусом и кольцом с конической поверхностью, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний, в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия, верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием, и нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками.This is achieved by the fact that in an acoustic nozzle for spraying solutions containing a housing with nozzles for supplying a sprayed liquid and a spraying agent, inside which is placed an acoustic oscillator in the form of a nozzle and resonator made in the form of a sound generator formed by a Helmholtz resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring with a conical surface, which is connected through the calibrated gaskets to the body, while the spherical the spine of the sound generator is connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring with a side conical surface, made on a hollow rod, which is located inside the housing, axisymmetrically to it, and serves to form the formed torch of the sprayed liquid entering through the channel of the hollow rod to the screw an atomizer rigidly fixed to the end of the hollow rod and used to form a liquid film blocking the output from the sound generator, formed Helmholtz resonator, and a ring with a lateral conical surface made on a hollow rod, is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by means of a threaded connection connecting the housing to the ring through calibrated gaskets, the Helmholtz resonator being configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring, by installing between the housing and the ring with a conic on the bottom surface of calibrated gaskets, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations, an additional disk atomizer is fixed in the lower part of the housing of the screw sprayer, consisting of a threaded sleeve with a central hole connected to the cavity of the rod by means of a calibrated hole, an upper disk rigidly connected to the threaded sleeve with a central hole, and a lower solid disk connected to the upper disk by at least three fasteners to form throttling clearance between the disks.

На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания растворов.The drawing shows a General view of an acoustic nozzle for spraying solutions.

Акустическая форсунка для распыливания растворов содержит корпус 1 с патрубками для подвода распыливаемой жидкости и распыливающего агента, например воздуха или газа. Внутри корпуса 1 размещен генератор акустических колебаний в виде сопла 4 и резонатора, выполненного в виде звукового генератора 13, образованного резонатором Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в стенке кольца 9 с конической поверхностью 7, которое через калиброванные прокладки 11 соединено с корпусом 1.The acoustic nozzle for spraying solutions comprises a housing 1 with nozzles for supplying a sprayed liquid and a spraying agent, for example, air or gas. Inside the housing 1 is placed an acoustic oscillator in the form of a nozzle 4 and a resonator made in the form of a sound generator 13 formed by a Helmholtz resonator. The Helmholtz resonator is made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring 9 with a conical surface 7, which is connected through the calibrated gaskets 11 to the housing 1.

Сферическая полость звукового генератора 13 соединена калиброванным отверстием 12 с кольцевой щелью 5, образованной торцевыми плоскостями корпуса 1 и кольца 6 с боковой конической поверхностью, выполненного на полом стержне 3, который расположен внутри корпуса 1, осесимметрично ему, и служит для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 3.The spherical cavity of the sound generator 13 is connected by a calibrated hole 12 with an annular gap 5 formed by the end planes of the housing 1 and the ring 6 with a lateral conical surface, made on the hollow rod 3, which is located inside the housing 1, axisymmetrically to it, and serves to form the formed torch of the sprayed liquid entering through the channel of the hollow rod 3.

Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 2, а из него через кольцевую щель 5, сопло 4 устремляется навстречу шнековому распылителю 8, жестко закрепленному на конце полого стержня 3 и служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора 13, образованного резонатором Гельмгольца. Жидкость подается из полого стержня 3 со шнековым распылителем 8 с завихрением, перекрывая сопло 4 для выхода распыливающего агента. Кольцо 6 с боковой конической поверхностью, выполненное на полом стержне 3, расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 1 посредством резьбового соединения 10, связывающего корпус 1 с кольцом 9 через калиброванные прокладки 11.The spraying agent, for example air or any other gas, enters the gas channel 2, and from it through the annular slot 5, the nozzle 4 rushes towards the auger atomizer 8, which is rigidly fixed to the end of the hollow rod 3 and serves to form a liquid film that blocks the exit from the sound a generator 13 formed by a Helmholtz resonator. The fluid is supplied from the hollow rod 3 with a screw spray 8 with swirl, blocking the nozzle 4 to exit the spray agent. A ring 6 with a lateral conical surface, made on a hollow rod 3, is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing 1 by means of a threaded connection 10 connecting the housing 1 to the ring 9 through calibrated gaskets 11.

Резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 5, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца 6, посредством установки между корпусом 1 и кольцом 9 с конической поверхностью 7 калиброванных прокладок 11, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The Helmholtz resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 5 formed by the end planes of the housing and ring 6 by installing calibrated spacers 11 between the housing 1 and ring 9 with a conical surface 7, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

В нижней части корпуса 14 шнекового распылителя 8 закреплен дополнительный дисковый распылитель 16, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием 17, соединенным с полостью стержня 3 посредством калиброванного отверстия 15, верхнего диска 18, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием 17, и нижнего сплошного диска 19, соединенного с верхним диском 18 посредством по крайней мере трех крепежных элементов 21 с образованием дросселирующего зазора 20 между дисками 18 и 19.In the lower part of the housing 14 of the screw atomizer 8, an additional disk atomizer 16 is fixed, consisting of a threaded sleeve with a central hole 17 connected to the cavity of the rod 3 by means of a calibrated hole 15, an upper disk 18 rigidly connected to the threaded sleeve with a central hole 17, and a lower solid a disk 19 connected to the upper disk 18 by means of at least three fasteners 21 to form a throttling gap 20 between the disks 18 and 19.

Возможен вариант, когда к нижней части корпуса форсунки, к кольцу 9, соосно прикреплен внешний диффузор 22, а к конической поверхности шнекового распылителя 8 прикреплен внутренний перфорированный диффузор 23, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя 8.An option is possible when an external diffuser 22 is coaxially attached to the lower part of the nozzle body, to the ring 9, and an internal perforated diffuser 23 is attached to the conical surface of the screw nozzle 8, so that the output sections of the external and internal diffusers lie in the same plane perpendicular screw gun axis 8.

Акустическая форсунка для распыливания растворов работает следующим образом.The acoustic nozzle for spraying solutions works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 2, где встречает на своем пути звукового генератор 13, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 4 посредством калиброванного отверстия 12. В результате прохождения звукового генератора 13 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора жидкости, подаваемого в канал 3. Из шнекового распылителя 8 жидкость вытекает в виде пленки навстречу распыливающему агенту, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 7 кольца 9, которое через калиброванные прокладки 11 соединено с корпусом 1.The spraying agent, for example air, is supplied through the gas channel 2, where it meets on its way a sound generator 13 made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 4 by means of a calibrated hole 12. As a result of the passage of the sound generator 13 by a spraying agent (for example, air) into the latter causes pressure pulsations that create acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to a finer atomization of the liquid solution supplied to the channel 3. From the screw sprayer 8, the liquid flows in the form of a film towards the spraying agent, then it is crushed under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 7 of the ring 9, which through calibrated gaskets 11 is connected to the housing 1.

Возможен вариант, когда к внешнему диффузору 22, соосно прикреплен дополнительный рассекатель потока, выполненный в виде цилиндрической обечайки 24, на торцевой части которой, со стороны противоположной диффузору 22, закреплена перфорированная пластина 25.A variant is possible when an additional flow divider is made coaxially attached to the external diffuser 22, made in the form of a cylindrical shell 24, on the end part of which, from the side opposite to the diffuser 22, a perforated plate 25 is fixed.

Claims

An acoustic nozzle for spraying solutions, comprising a housing with nozzles for supplying a sprayed liquid and a spraying agent, inside which is placed an acoustic oscillator in the form of a nozzle and a resonator made in the form of a sound generator formed by a Helmholtz resonator made in the form of at least one spherical cavity, located in the wall of the ring with a conical surface, which through calibrated gaskets is connected to the housing, while the spherical cavity of the sound generator connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring with a side conical surface, made on a hollow rod, which is located inside the housing, axisymmetric to it, and serves to form the formed torch of the sprayed liquid entering through the channel of the hollow rod to the auger nozzle, rigidly fixed to the end of the hollow rod and serving to form a liquid film that blocks the exit from the sound generator formed by the Helmhol resonator tsa, and a ring with a lateral conical surface made on a hollow rod is arranged to be fixedly moved along the axis of the housing by means of a threaded connection connecting the housing to the ring through calibrated gaskets, the Helmholtz resonator being configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the ring a gap formed by the end planes of the casing and the ring, by means of installing a gauge between the casing and the ring with a conical surface An additional disk atomizer is fixed in the lower part of the auger atomizer body, consisting of a threaded sleeve with a central hole connected to the cavity of the rod by means of a calibrated hole, an upper disk rigidly connected to the threaded sleeve with a central hole, in the bottom gaskets, whose thickness corresponds to a given frequency of acoustic vibrations, and a lower solid disk connected to the upper disk by at least three fasteners to form a throttling gap and between the disks, while to the lower part of the nozzle body, an external diffuser is coaxially attached to the ring, and an internal perforated diffuser is attached to the conical surface of the screw spray, so that the output sections of the external and internal diffusers lie in one plane perpendicular to the axis of the screw spray, characterized in that an additional flow divider is made coaxially attached to the external diffuser, made in the form of a cylindrical shell, on the end part of which, on the side opposite to the differential pattern, perforated plate is fixed.