RU2667278C1

RU2667278C1 - Pneumatic nozzle

Info

Publication number: RU2667278C1
Application number: RU2018106802A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2018-09-18

Abstract

FIELD: devices for liquid atomization.SUBSTANCE: invention relates to equipment for liquid atomization and can be used in fire fighting, agriculture, chemical industry and heat power engineering. Pneumatic nozzle includes a body with a supply of atomized liquid and gas, a jet control unit and a nebulizer. Body is in the form of an inverted glass, in the bottom of which a threaded opening is made for fixing the axial symmetric body of the central cylindrical insert with central axial channel of jet directing device for supply of sprayed liquid. In body side surface, perpendicular to its axis, at least, one hole for air (gas) under pressure supply is made, which is connected to the annular chamber formed by central cylindrical insert outer surface and housing inner surface, and to the inner side surface of the housing. In the lower part of the body is attached a cylindrical sleeve of the flow control device for gas supply under pressure to the sprayer by means of an annular gap formed by outer surface of central cylindrical insert and inner surface of sleeve. Annular clearance communicates with annular chamber. Nozzle shaped to conical funnel is secured coaxially to central cylindrical sleeve, in the lower part of which, perpendicular to its axis, a fixed perforated circular plate with conical throttles is fixed rigidly. At least two rows of cylindrical throttling openings are made on the lateral surface of the flaring, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the flaring. Perforated disc is fastened inside the conical socket. Perforated end plate with perforations in the form of conical throttle openings is fixed on the socket end of the socket.EFFECT: technical result of the invention is high efficiency of liquid atomization.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 форсунка по патенту RU №2474451, А62С 31/02, - прототип), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to patent RU No. 2474451, A62C 31/02, prototype), containing a hollow body with a nozzle and a central core.

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 из-за отсутствия газовой составляющей турбулентного потока двухфазной смеси.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, the sprayer of this design does not allow to achieve the specified distribution of the flows of fine droplets on the irrigation surface of the required area without increasing the flow rate of the liquid due to the absence of the gas component of the turbulent flow of the two-phase mixture.

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 пневматической форсунке, содержащей корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая перфорированная круглая пластина с коническими дроссельными отверстиями, а на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, при этом внутри конического раструба закреплен перфорированный диск, а на срезе раструба закреплена торцевая перфорированная круглая пластина с перфорацией в виде конических дроссельных отверстий, при этом между перфорированным диском и торцевой перфорированной круглой пластиной установлен полый конический завихритель. вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск, а основание лежит на торцевой перфорированной круглой пластине раструба, при этом на конической поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка, при этом к нижней торцевой части корпуса, осесимметрично прикреплен диффузор с, соосно закрепленным к нему, распылителем, выполненным в виде цилиндрической обечайки, на срезе которой установлен рассекатель в виде перфорированного диска.This is achieved by the fact that in a pneumatic nozzle containing a housing with a supply of sprayed liquid and gas, a jetting device and a sprayer, the housing is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which there is a threaded hole for mounting an axisymmetric housing, a central cylindrical insert with a central axial channel of the jetting device for supplying the sprayed liquid, and in the side surface of the housing, perpendicular to its axis, at least one hole for supplying air (g j) under pressure, which is connected to the annular chamber formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the housing, and to the inner side surface of the housing, in its lower part, a cylindrical sleeve of the flow directing device for supplying gas under pressure to the atomizer via an annular gap is attached, formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the sleeve, while the annular gap is connected to the annular chamber, and to the central A nozzle made in the form of a conical bell is coaxially mounted on the cylindrical insert, in the lower part of which, perpendicular to its axis, an end perforated round plate with conical throttle holes is rigidly attached, and at least two rows of cylindrical throttle holes are made on the side surface of the bell, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the socket, while a perforated disk is fixed inside the conical socket, and an end perforation is fixed to the section of the socket en circular plate with perforations in the form of a conical throttling openings, wherein between the perforated disc and the perforated circular end plate installed a hollow conical swirler. the top of the conical surface of which abuts against the perforated disk, and the base rests on the end perforated round plate of the socket, while a through screw thread is made on the conical surface of the hollow conical swirler, while a diffuser is axially symmetrically attached to the lower end part of the casing, coaxially fixed to it, a spray made in the form of a cylindrical shell, on the cut of which a divider is installed in the form of a perforated disk.

На чертеже представлена конструктивная схема пневматической форсунки.The drawing shows a structural diagram of a pneumatic nozzle.

Пневматическая форсунка содержит корпус 6. выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 2 для крепления осесимметричной корпусу 6, центральной цилиндрической вставки 1 с центральным осевым каналом 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 6, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие 8 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 13. образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью корпуса. К внутренней боковой поверхности корпуса 6. в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 9 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 10. образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью гильзы 9, при этом кольцевой зазор 10 соединен с кольцевой камерой 13.The pneumatic nozzle contains a housing 6. made in the form of an inverted glass, in the bottom of which a threaded hole 2 is made for fastening to an axisymmetric housing 6, a central cylindrical insert 1 with a central axial channel 3 of the flow guide device for supplying the sprayed liquid, and in the side surface of the housing 6, perpendicular to it axis, made at least one hole 8 for supplying air (gas) under pressure, which connects to the annular chamber 13. formed by the outer surface of the Central cylindrical insert 1 and the inner surface of the housing. To the inner side surface of the housing 6. in its lower part, a cylindrical sleeve 9 of the jetting device for supplying air (gas) under pressure to the atomizer is attached via an annular gap 10. formed by the outer surface of the central cylindrical insert 1 and the inner surface of the sleeve 9, while the annular gap 10 is connected to the annular chamber 13.

К центральной цилиндрической вставке 1 соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба 4, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая перфорированная круглая пластина 5 с коническими дроссельными отверстиями, а на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 11, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 4.A nozzle made in the form of a conical bell 4 is coaxially attached to the central cylindrical insert 1, in the lower part of which, perpendicular to its axis, an end perforated circular plate 5 with conical throttle holes is rigidly attached, and at least two rows are made on the side surface of the bell cylindrical throttle holes 11, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the socket 4.

Внутри конического раструба 4 закреплен перфорированный диск 14, а на срезе раструба 4 закреплена торцевая перфорированная круглая пластина 5 с перфорацией в виде конических дроссельных отверстий, при этом между перфорированным диском 14 и торцевой перфорированной круглой пластиной 5 установлен полый конический завихритель 15. вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск 14, а основание лежит на торцевой перфорированной круглой пластине 5 раструба 4. На конической поверхности полого конического завихрителя 15 выполнена сквозная винтовая нарезка 16.A perforated disk 14 is fixed inside the conical bell 4, and an end perforated round plate 5 is fixed on the cut of the bell 4 with perforation in the form of conical throttle holes, and a hollow conical swirler 15 is installed between the perforated disk 14 and the end perforated round plate 5. The top of the conical surface of which abuts against the perforated disk 14, and the base lies on the end perforated round plate 5 of the socket 4. On the conical surface of the hollow conical swirl 15 olnena-through screw-thread 16.

Возможен вариант, когда к нижней торцевой части корпуса 6, осесимметрично прикреплен диффузор 17 с, соосно закрепленным к нему, распылителем 18, выполненным в виде цилиндрической обечайки, на срезе которой установлен рассекатель 19 в виде перфорированного диска.A variant is possible when a diffuser 17 s, coaxially fixed to it, by an atomizer 18 made in the form of a cylindrical shell, on the cut of which a divider 19 in the form of a perforated disk is axially symmetrically attached to the lower end part of the housing 6.

Пневматическая форсунка работает следующим образом.Pneumatic nozzle operates as follows.

Жидкость под давлением подается через осевой канал 3, выполненный в центральной цилиндрической вставке 1 к распылителю в виде конического раструба 4, из которого часть жидкости истекает в горизонтальном направлении через радиальные отверстия 11, а часть в вертикальном направлении через конические дроссельные отверстия 12. Воздух под давлением подается через отверстия 8 в кольцевую камеру 13, а из нее к распылителю посредством кольцевого зазора 10. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.Liquid under pressure is supplied through an axial channel 3 made in the central cylindrical insert 1 to the atomizer in the form of a conical socket 4, from which part of the liquid flows out in the horizontal direction through the radial holes 11, and part in the vertical direction through the conical throttle holes 12. Air under pressure it is fed through holes 8 into the annular chamber 13, and from it to the atomizer by means of an annular gap 10. In this case, multiple dropping of liquid droplets flowing from the throttle occurs th holes. The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например, в стационарных системах пожаротушения, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.The nozzle can be used in various fields of technology where it is required to create atomized fluid flows in both closed and open spaces, for example, in stationary fire extinguishing systems, as well as in motor engineering for spraying fuel. In addition, the nozzle can be used in various technological processes, in which it is required to ensure high efficiency of heat and mass transfer processes when spraying liquids.

Claims

A pneumatic nozzle containing a housing with a supply of sprayed liquid and gas, a jetting device and a sprayer, the housing is made in the form of an inverted cup, in the bottom of which a threaded hole is made for fastening to the axisymmetric housing of a central cylindrical insert with a central axial channel of the spraying device for supplying sprayed liquid, and in at least one hole for supplying air (gas) under pressure, which with connected to the annular chamber formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the housing, and to the inner side surface of the housing, in its lower part, is attached a cylindrical sleeve of the flow directing device for supplying gas under pressure to the atomizer through an annular gap formed by the outer surface of the central cylindrical insert and the inner surface of the sleeve, while the annular gap is connected to the annular chamber, and to the Central cylindrical insert an atomizer made in the form of a conical bell is fixed coaxially, in the lower part of which, perpendicular to its axis, an end perforated round plate with conical throttle holes is rigidly attached, and at least two rows of cylindrical throttle holes with axes lying in the planes are made on the side surface of the bell perpendicular to the axis of the bell, characterized in that a perforated disk is fixed inside the conical bell, and an end perforated round is fixed to the section of the bell Lastin with perforations in the form of conical throttle openings.