RU83435U1

RU83435U1 - CENTRIFUGAL JET NOZZLE

Info

Publication number: RU83435U1
Application number: RU2008150902/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Охотников; Вячеслав Григорьевич Лупенко; Сергей Дмитриевич Бурылин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2009-06-10

Abstract

1. Центробежно-струйная форсунка, включающая корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, завихрительную вставку с центральным отверстием и периферийными наклонными пазами, подводящий штуцер, отличающаяся тем, что центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, диаметр меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, а периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, при этом высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, а угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, при этом с наружной стороны сопла выполнена фаска. ! 2. Центробежно-струйная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса.1. Centrifugal-jet nozzle, comprising a housing, a swirl cylindrical chamber with a tapering conical hole that passes into a cylindrical nozzle, a swirl insert with a central hole and peripheral inclined grooves, a supply fitting, characterized in that the central hole of the swirl insert is made conical, the diameter of the smaller base which is 0.3-0.4 of the diameter of the nozzle, and the peripheral inclined grooves are slotted, and the ratio of the depth of the peripheral inclined groove to its the width is in the range from 2 to 4, while the height of the swirl chamber is equal to 0.7-0.8 of its diameter, and the taper angle of the tapering conical hole is 1.8-2.2 angle of inclination to the longitudinal axis of the peripheral inclined groove, while a chamfer is made on the outside of the nozzle. ! 2. The centrifugal jet nozzle according to claim 1, characterized in that the swirl insert is made in the form of a truncated cone.

Description

Полезная модель относится к устройствам для распыления жидкости и может быть использована в коксохимической промышленности, например, для использования в абсорберах по улавливанию аммиака из коксового газа, а также области теплоэнергетики и в других отраслях промышленности для распыления воды или других жидкостей.The utility model relates to devices for spraying liquid and can be used in the coke industry, for example, for use in absorbers for capturing ammonia from coke oven gas, as well as in the field of heat engineering and in other industries for spraying water or other liquids.

Известна центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус с подготовительной камерой и коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, а также вкладыш с наклонными пазами и подводящий штуцер с резьбой. При этом корпус в месте перехода подготовительной камеры в коническое сужающееся отверстие, дополнительно снабжен кольцевым упором, на который установлен вкладыш, причем внутренний диаметр упора меньше, чем наружный диаметр вкладыша (Патент РФ №57643, кл.В05В 1/34, 2006).Known centrifugal-jet nozzle containing a housing with a preparatory chamber and a tapered tapering hole passing into a cylindrical nozzle, as well as a liner with inclined grooves and a supply fitting with a thread. Moreover, the housing at the transition point of the preparatory chamber into a tapered tapering hole is additionally equipped with an annular stop on which the liner is mounted, the inner diameter of the stop being smaller than the outer diameter of the liner (RF Patent No. 57643, class B05B 1/34, 2006).

Недостатками данной форсунки является малый угол раскрытия струи (до 45°), объемно-поверхностный диаметр капель более 5 мм, вследствие чего имеем низкое качество распыления жидкости.The disadvantages of this nozzle are the small opening angle of the jet (up to 45 °), the volumetric-surface diameter of the droplets is more than 5 mm, as a result of which we have a low quality of liquid atomization.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, плоскую цилиндрическую завихривающую вставку с центральным цилиндрическим отверстием и периферийными наклонными каналами, подводящий штуцер, подпирающий вставку. Периферийные каналы наклонены к продольной оси форсунки под углом, равным 5-30°, и выполнены переменного сечения или прямоугольной, или круглой, или овальной формы с площадью, уменьшающейся по ходу движения жидкости, между цилиндрической вставкой и сужающимся коническим отверстием установлено дистанционное кольцо, подводящий штуцер и дистанционное кольцо Closest to the proposed technical solution is a centrifugal jet nozzle containing a housing, a swirling cylindrical chamber with a tapering conical hole turning into a cylindrical nozzle, a flat cylindrical swirling insert with a central cylindrical hole and peripheral oblique channels, a supply fitting supporting the insert. The peripheral channels are inclined to the longitudinal axis of the nozzle at an angle equal to 5-30 °, and are made of variable cross-section, either rectangular, round or oval in shape, with an area decreasing along the direction of the fluid, a distance ring is installed between the cylindrical insert and the tapered conical opening fitting and spacer ring

частично перекрывают поперечные сечения каналов соответственно на их входах и выходах, образуя свободные проходные сечения, при этом площадь свободного проходного сечения на входе каждого канала равна площади свободного проходного сечения на его выходе (Патент РФ №2144439, кл. В05В 1/34, F23D 11/04, 2000).partially overlap the cross sections of the channels respectively at their entrances and exits, forming free passage sections, while the area of the free passage section at the entrance of each channel is equal to the area of the free passage section at its output (RF Patent No. 2144439, CL B05B 1/34, F23D 11 / 04, 2000).

Недостатками данной форсунки является, малый угол раскрытия струи (30-80°) и слишком малый объемно-поверхностный диаметр капель (0,5-0,8 мм до 90% общего объема жидкости.)The disadvantages of this nozzle are the small angle of the jet (30-80 °) and too small volumetric-surface diameter of the droplets (0.5-0.8 mm to 90% of the total liquid volume.)

Задачей создания полезной модели является повышение качества распыления и увеличение производительности.The task of creating a utility model is to improve the quality of spraying and increase productivity.

Поставленная задача достигается тем, что в известной центробежно-струйной форсунке, включающей корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, завихрительную вставку с центральным отверстием и периферийными наклонными пазами, подводящий штуцер, согласно полезной модели, центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, диаметр меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, а периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, при этом высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, а угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, при этом с наружной стороны сопла выполнена фаска. Завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса.The task is achieved by the fact that in the known centrifugal jet nozzle, comprising a housing, a swirl cylindrical chamber with a tapering conical hole that passes into a cylindrical nozzle, a swirl insert with a central hole and peripheral inclined grooves, the inlet fitting, according to a utility model, the central hole of the swirl insert made conical, the diameter of the smaller base of which is 0.3-0.4 of the diameter of the nozzle, and the peripheral inclined grooves are slotted, and the ratio of the depth of the peripheral inclined groove to its width is in the range from 2 to 4, while the height of the swirl chamber is equal to 0.7-0.8 of its diameter, and the taper angle of the tapering conical hole is 1.8-2.2 angle of inclination to the longitudinal axis of the peripheral inclined groove, while a chamfer is made on the outside of the nozzle. Swirl insert is made in the form of a truncated cone.

Технический эффект, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении качества распыления и увеличении производительности.The technical effect that can be obtained by using the utility model is to improve the quality of spraying and increase productivity.

Технический эффект достигается за счет того, что центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, это позволяет увеличить дальность действия распыляемой жидкости. Диаметр меньшего основания, The technical effect is achieved due to the fact that the Central hole of the swirl insert is made conical, this allows to increase the range of the sprayed liquid. The diameter of the smaller base,

которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, что позволяет получить равномерное заполнение по всему объему струи капельками жидкости строго определенного размера, что в свою очередь влияет на качество распыления жидкости. Периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, что ведет к равномерному заполнению завихрительной камеры жидкостью, при этом не создается излишнее гидравлическое сопротивление в сужающемся коническом отверстии, что в свою очередь способствует качественному распылению жидкости на выходе. Высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, это позволяет получить необходимый уровень завихрения распыляемой жидкости и избежать возникновения излишнего гидравлического сопротивления в сужающемся коническом отверстии. Угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, это позволяет прямолинейно движущейся через периферийные наклонные пазы жидкости оптимально по касательной пройти завихрительную камеру и сужающееся коническое отверстие, получить необходимое завихрение и через сопло выйти наружу, не создавая в месте входа в сопло избыточного гидравлического сопротивления, при этом жидкость скользит по поверхности завихрительной камеры. С наружной стороны сопла выполнена фаска, что позволяет увеличить угол раскрытия струи распыляемой жидкости до 120°, тем самым, создавая оптимальную по своим характеристикам струю, это повышает производительность форсунки и качество распыления жидкости.which is 0.3-0.4 of the nozzle diameter, which makes it possible to obtain uniform filling throughout the entire volume of the jet with liquid droplets of a strictly defined size, which in turn affects the quality of liquid atomization. The peripheral inclined grooves are slit-like, and the ratio of the depth of the peripheral inclined groove to its width is in the range from 2 to 4, which leads to uniform filling of the swirl chamber with liquid, while excessive hydraulic resistance is not created in the tapering conical hole, which in turn contributes to high-quality spraying liquid at the outlet. The height of the swirl chamber is 0.7-0.8 of its diameter, this allows you to get the required level of swirl of the sprayed liquid and to avoid the occurrence of excessive hydraulic resistance in the tapering conical hole. The taper angle of the tapering conical hole is 1.8-2.2 inclination angles to the longitudinal axis of the peripheral inclined groove, this allows the swirl chamber and the narrowing conical hole to flow optimally tangentially through the peripheral inclined grooves, to obtain the necessary swirl and go out through the nozzle without creating excessive hydraulic resistance at the entrance to the nozzle, while the fluid slides along the surface of the swirl chamber. A chamfer is made on the outside of the nozzle, which makes it possible to increase the opening angle of the sprayed liquid jet to 120 °, thereby creating a stream that is optimal in its characteristics, this increases the nozzle productivity and the quality of liquid spraying.

Если диаметр меньшего основания центрального отверстия завихрительной вставки меньше 0,3 диаметра сопла, то увеличивается дальность действия распыляемой жидкости, но при этом происходит неравномерное заполнение струи, т.е. часть распыляемой жидкость сосредотачивается в центральной части струи, а большая часть распыляемой жидкости сосредотачивается по краям струи, между ними образуется пустота. Если диаметр меньшего основания If the diameter of the smaller base of the central hole of the swirl insert is less than 0.3 of the diameter of the nozzle, then the range of the sprayed liquid increases, but the jet is unevenly filled, i.e. part of the sprayed liquid is concentrated in the central part of the jet, and most of the sprayed liquid is concentrated at the edges of the jet, a void is formed between them. If the diameter of the smaller base

центрального отверстия завихрительной вставки более 0,4 диаметра сопла, то сокращается дальность действия распыляемой жидкости, а в центральной части струи образуется пустота, т.е. большая часть распыляемой жидкости сосредотачивается по краям струи.the central hole of the swirl insert is more than 0.4 diameter of the nozzle, the range of the sprayed liquid is reduced, and a void is formed in the central part of the jet, i.e. most of the sprayed liquid is concentrated at the edges of the stream.

Если глубина периферийного наклонного паза менее 2 от его ширины, то происходит не равномерное заполнение завихрительной камеры. Если глубина периферийного наклонного паза более 4 от его ширины, то создается избыточное гидравлическое сопротивление в сужающемся коническом отверстии.If the depth of the peripheral inclined groove is less than 2 of its width, then the swirl chamber is not uniformly filled. If the depth of the peripheral inclined groove is more than 4 of its width, then excessive hydraulic resistance is created in the tapering conical hole.

Если высота завихрительной камеры составляет менее 0,7 ее диметра, то происходит возникновение излишнего гидравлического сопротивления в сужающемся коническом отверстии. Если высота завихрительной камеры составляет более 0,8 ее диметра, то уровень завихрения распыляемой жидкости снижается и увеличивается объемно - поверхностный диаметр капель.If the height of the swirl chamber is less than 0.7 of its diameter, then excessive hydraulic resistance occurs in the tapering conical hole. If the height of the swirl chamber is more than 0.8 of its diameter, then the level of swirl of the sprayed liquid decreases and the volumetric - surface diameter of the droplets increases.

Если угол конусности сужающегося конического отверстия менее 1,8 угла наклона к продольной оси форсунки периферийного наклонного паза, то происходит неравномерное распределение жидкости в струе, т.е. большая часть жидкости сосредотачивается по краю струи. Если угол конусности сужающегося конического отверстия более 2,2 угла наклона к продольной оси форсунки периферийного наклонного паза, то создается избыточное гидравлическое сопротивление на входе в сопло.If the taper angle of the tapering conical hole is less than 1.8 angle of inclination to the longitudinal axis of the nozzle of the peripheral oblique groove, then there is an uneven distribution of the liquid in the stream, i.e. most of the fluid focuses along the edge of the stream. If the taper angle of the tapering conical hole is more than 2.2 degrees of inclination to the longitudinal axis of the nozzle of the peripheral inclined groove, then excessive hydraulic resistance is created at the entrance to the nozzle.

Завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса, что позволяет исключить протечки жидкости через зазор между корпусом и завихрительной вставкой.The swirl insert is made in the form of a truncated cone, which eliminates the leakage of fluid through the gap between the housing and the swirl insert.

На фиг.1 изображен общий вид форсунки, продольный разрез, на фиг.2 - вид А.Figure 1 shows a General view of the nozzle, a longitudinal section, figure 2 is a view A.

Центробежно-струйная форсунка содержит корпус 1, рабочую камеру 2, завихрительную камеру 3 с сужающим коническим отверстием 4, переходящим в цилиндрическое сопло 5, завихрительную вставку 6, подводящий штуцер 7, присоединенный с помощью резьбового соединения к верхней части The centrifugal jet nozzle comprises a housing 1, a working chamber 2, a swirl chamber 3 with a narrowing conical hole 4 passing into a cylindrical nozzle 5, a swirl insert 6, a supply nozzle 7 connected by a threaded connection to the upper part

корпуса 1. Завихрительная вставка 6 имеет форму усеченного конуса и размещается внутри корпуса 1. В завихрительной вставке 6 выполнены центральное коническое отверстие 8, диаметр D_ц меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра D_c сопла, и периферические наклонные каналы 9, соотношение глубины б и ширины а, которых находится в диапазоне от 2 до 4. Высота в завихрительной камеры 3 составляет 0,7-0,8 от ее диаметра D_зк. Угол конусности β сужающегося конического отверстия 4 составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси форсунки α периферического канала 9. С наружной стороны сопла 5 выполнена фаска 10.of the casing 1. The swirl insert 6 has the shape of a truncated cone and is placed inside the casing 1. In the swirl insert 6 there is a central conical hole 8, the diameter D _{c of the} smaller base of which is 0.3-0.4 of the diameter D _{c of the} nozzle, and the peripheral inclined channels 9 , the ratio of depth b and width a, which is in the range from 2 to 4. The height in the swirl chamber 3 is 0.7-0.8 of its diameter D _zk. The taper angle β of the tapering conical hole 4 is 1.8-2.2 inclination angles to the longitudinal axis of the nozzle α of the peripheral channel 9. A chamfer 10 is made on the outside of the nozzle 5.

Центробежно-струйная форсунка работает следующим образом. Жидкость под давлением через подводящий штуцер 7 попадает в рабочую камеру 2 и далее по центральному коническому отверстию 8 и наклонным периферическим каналам 9 завихрительной вставки 6 попадает в завихрительную камеру 3, затем через сужающее коническое отверстие 4 и сопло 5 выбрасывается наружу струей с углом раскрытия 90-120°, который образуется благодаря фаске 10, и размером капель не более 3 мм.Centrifugal jet nozzle operates as follows. The liquid under pressure through the inlet fitting 7 enters the working chamber 2 and then through the central conical hole 8 and the inclined peripheral channels 9 of the swirl insert 6 enters the swirl chamber 3, then through the narrowing conical hole 4 and the nozzle 5 is ejected outward by a jet with an opening angle of 90 120 °, which is formed due to the chamfer 10, and the size of the drops is not more than 3 mm.

Заявленная центробежно-струйная форсунка промышленно применима для распыления жидкости, позволяет повысить качество распыления и увеличить ее производительность.The claimed centrifugal jet nozzle is industrially applicable for spraying a liquid, it allows to improve the quality of spraying and increase its productivity.

Claims

1. Centrifugal-jet nozzle, comprising a housing, a swirl cylindrical chamber with a tapering conical hole that passes into a cylindrical nozzle, a swirl insert with a central hole and peripheral inclined grooves, a supply fitting, characterized in that the central hole of the swirl insert is made conical, the diameter of the smaller base which is 0.3-0.4 of the diameter of the nozzle, and the peripheral inclined grooves are slotted, and the ratio of the depth of the peripheral inclined groove to its the width is in the range from 2 to 4, while the height of the swirl chamber is equal to 0.7-0.8 of its diameter, and the taper angle of the tapering conical hole is 1.8-2.2 angle of inclination to the longitudinal axis of the peripheral inclined groove, while a chamfer is made on the outside of the nozzle.

2. The centrifugal jet nozzle according to claim 1, characterized in that the swirl insert is made in the form of a truncated cone.