RU2551455C1

RU2551455C1 - Kochetov's swirl injector

Info

Publication number: RU2551455C1
Application number: RU2014116153/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева; Анна Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева; Анна Михайловна Стареева
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-05-27

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: proposed sprayer comprises casing with auger pressed therein and fluid feed union. Said casing consists of two aligned and coupled cylindrical sleeves: large diameter sleeves and small diameter sleeves. In the small diameter sleeve coaxially with it an auger is located, it is rigidly connected with its internal surface, at that the external surface of the auger is helical groove, and inside the auger at least two rows of through holes are made concentrically along circles. In each row at least three holes are made, and diameters of holes decrease from the auger axis to peripheral holes, and in the large diameter sleeve coaxially with it an union is installed, it is rigidly secured in it via the sealing gasket. In the union coaxially cylindrical hole is made, it transits in axisymmetric diffuser connected with the cylindrical chamber created by internal surface of the small diameter sleeve, and end face of the auger, and inside the auger coaxially and axisymmetrically with it a rod is secured, its one end is located flush with its end face looking on the union, and at the other free end of the rod at right angle to its axis at least two uniformly located along the rod length disks are installed, their diameters increase towards free end of the rod. On the free end of the rod the perforated sprayer is installed made in form of spherical segment, its concave part looks towards the disk last through the rod length, and to the peripheral part of the spherical segment the perforated cone shell is secured, the another part is rigidly connected with the end face of the cylindrical sleeve with small diameter of the injector casing.EFFECT: higher efficiency of spraying.3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленности.The invention relates to means for spraying liquids and solutions and can be used in engine building, chemical and food industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2499634, F02C 7/24 от 10.02.11, содержащая корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2499634, F02C 7/24 of 02/10/11, containing a housing with a chamber, into which the screw is pressed in, with a throttle hole in the bottom of the housing, and a fitting with a cylindrical hole, diffuser and gasket (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.The technical result is an increase in spraying efficiency.

Это достигается тем, что в центробежной форсунке, содержащей корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека к периферийным отверстиям, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а внутри шнека, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены по крайней мере два равномерно расположенных по длине стержня диска, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня, а на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска.This is achieved by the fact that in a centrifugal nozzle containing a housing into which the screw is pressed in and a fitting for supplying fluid, the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while coaxially inside the smaller bush she is located a screw, rigidly connected with its inner surface, for example pressed into it, and the outer surface of the auger is a helical groove, and at least two concentric arrangement is made inside the auger along the circumferences of a series of through holes, at least three holes are made in each row, and the diameters of the holes decrease from the axis of the screw to the peripheral holes, and in the larger sleeve, coaxially located, there is a fitting rigidly fixed in it, for example, by means of a threaded connection, through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, passing into an axisymmetrically located diffuser, which is connected to a cylindrical chamber formed by an internal at the top of the sleeve of a smaller diameter, and the end surface of the screw, and inside the screw, coaxially and axisymmetrically to it, a rod is fixed, one end of which is flush with its end surface facing the fitting, and at least at the other free end of the rod perpendicular to its axis are fixed two uniformly spaced along the length of the rod of the disk, the diameters of which increase towards the free end of the rod, and on the free end of the rod there is a perforated atomizer made in the form of a spherical segment , the concave part of which is turned towards the last along the length of the stem of the disk.

На чертеже изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей.The drawing shows a General view of the nozzle for spraying liquids.

Центробежная форсунка состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 1 образована винтовая внешняя полость 3 шнека 1.The centrifugal nozzle consists of a housing consisting of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: bushings 5 of a larger diameter and bushings 4 of a smaller diameter. Inside the sleeve 4 of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw 1, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 1 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 4 of a smaller diameter and the outer surface of the screw 1, a helical external cavity 3 of the screw 1 is formed.

Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.In the sleeve 5 of a larger diameter, coaxially to it, there is a fitting 7, rigidly fixed therein, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket 6. Inside the fitting 7, a cylindrical hole 8 is coaxially made, passing into an axisymmetrically located diffuser 9, which is connected to the cylindrical chamber 10 formed by the inner surface of the sleeve 4 of smaller diameter, and the end surface of the screw 1.

Внутри шнека 1 выполнено по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям ряда сквозных отверстий 11, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека 1 к периферийным отверстиям 11.Inside the screw 1, at least two rows of through holes 11 are arranged concentrically arranged around the circumference of the row, and at least three holes are made in each row, and the diameters of the holes decrease from the axis of the screw 1 to the peripheral holes 11.

Внутри шнека 1, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень 2, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру 7, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены по крайней мере два равномерно расположенных по длине стержня 2 диска 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.Inside the screw 1, coaxially and axisymmetrically to it, a rod 2 is fixed, one end of which is flush with its end surface facing the nozzle 7, and at least two disks, evenly spaced along the shaft, are fixed at the other free end of the rod, perpendicular to its axis 12, the diameters of which increase towards the free end of the rod 2.

На свободном конце стержня 2 установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента 13, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня 2 диска 12, а к периферийной части сферического сегмента 13 прикреплена перфорированная коническая обечайка 14, другая часть которой жестко связана с торцевой поверхностью цилиндрической втулки 4 меньшего диаметра корпуса форсунки.At the free end of the rod 2 there is a perforated atomizer made in the form of a spherical segment 13, the concave part of which is directed towards the last along the length of the rod 2 of the disk 12, and a perforated conical shell 14 is attached to the peripheral part of the spherical segment 13, the other part of which is rigidly connected to the end the surface of the cylindrical sleeve 4 of a smaller diameter of the nozzle body.

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и, во-вторых, - в периферийные дросселирующие отверстия 11, образуя сплошной поток.The fluid is supplied through a cylindrical hole 8 of the nozzle 7 into the diffuser 9, and from it into the chamber 10, from which it flows simultaneously in two directions under pressure: firstly, into the screw external cavity of the screw 1, forming an external rotating fluid flow, and, secondly, into the peripheral throttling holes 11, forming a continuous flow.

На выходе из форсунки встречаются два потока жидкости, причем один поток вращающийся турбулентного типа, а другой - сплошной, который в зависимости от давления и геометрических размеров может быть как ламинарным, так и турбулентным, и который взаимодействует поочередно с расположенными по длине стержня 2 дисками 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.At the outlet of the nozzle, there are two fluid flows, one of which is a rotating turbulent type and the other is continuous, which, depending on pressure and geometric dimensions, can be either laminar or turbulent, and which interacts alternately with the disks 12 located along the length of the shaft 2 whose diameters increase towards the free end of the rod 2.

При взаимодействии вращающегося и сплошного потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения о диски 12 в этих потоках жидкости.In the interaction of the rotating and continuous flows at the outlet of the nozzle, an additional crushing of the liquid droplets occurs due to their collision with the disks 12 in these liquid flows.

Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.The nozzle screw 1 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.At an average pressure supplied through a cylindrical hole 8 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, spraying is provided from 400 to 1000 kg / h of liquid. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Claims

1. Центробежная форсунка, содержащая корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено по крайней мере два концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека к периферийным отверстиям, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а внутри шнека, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены по крайней мере два равномерно расположенных по длине стержня диска, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня, отличающаяся тем, что на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска, а к периферийной части сферического сегмента прикреплена перфорированная коническая обечайка, другая часть которой жестко связана с торцевой поверхностью цилиндрической втулки меньшего диаметра корпуса форсунки.1. A centrifugal nozzle containing a housing into which the screw is pressed in and a fitting for supplying fluid, the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushes: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while inside the smaller diameter bush, coaxial to it, is located a screw rigidly connected to its inner surface, the outer surface of the screw being a helical groove, and at least two rows of through holes concentrically arranged around the circles made inside the screw, at least three holes are made in each row, and the hole diameters decrease from the axis of the screw to the peripheral holes, and in the larger bushing, coaxial to it, there is a fitting rigidly fixed in it through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, passing into an axisymmetrically located diffuser, which is connected to a cylindrical chamber formed by the inner surface of the sleeve of a smaller diameter, and the end surface of the screw, and inside the screw, coaxially and axially at least one rod is fixed to it, one end of which is flush with its end surface facing the nozzle, and at the other, free end of the rod, at least two disks uniformly spaced along the length of the rod are fixed perpendicular to its axis, the diameters of which increase towards the free end of the rod characterized in that a perforated atomizer is installed on the free end of the rod, made in the form of a spherical segment, the concave part of which is turned towards the latter along the length of the disk rod, a peripheral portion of a spherical segment fixed conical perforated shroud, the other part of which is rigidly connected with the end surface of the smaller diameter cylindrical nozzle body sleeve.

2. Центробежная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что шнек, расположенный внутри втулки меньшего диаметра и соосно ей, жестко связан с ее внутренней поверхностью, запрессован в нее.2. The centrifugal nozzle according to claim 1, characterized in that the screw located inside the sleeve of a smaller diameter and coaxial to it is rigidly connected to its inner surface, pressed into it.

3. Центробежная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что штуцер, расположенный во втулке большего диаметра и соосно ей, жестко закреплен в ней посредством резьбового соединения через герметизирующую прокладку. 3. The centrifugal nozzle according to claim 1, characterized in that the fitting located in the sleeve of a larger diameter and coaxial to it, is rigidly fixed to it by means of a threaded connection through a sealing gasket.