RU2622952C1

RU2622952C1 - Акустическая форсунка для распыливания суспензий

Info

Publication number: RU2622952C1
Application number: RU2016139574A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-06-21

Abstract

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. В акустической форсунке, содержащей корпус с размещенным внутри газоструйным излучателем акустических колебаний в виде сопла и резонатора, к нижней части корпуса соосно прикреплен внешний диффузор распылителя. К торцевой конической поверхности раструба прикреплен внутренний перфорированный диффузор. Выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности распыления. 1 ил.

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов, и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель - форсунка по а.с. СССР №306270, F02С 7/24 от 04.01.70, 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).

Недостатком известной акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.

Технический результат - повышение эффективности распыления.

Это достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус с размещенным внутри газоструйным излучателем акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена крышка, а перпендикулярно оси корпуса расположены трубки соответственно для подвода воздуха и раствора, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплен завихритель воздушного потока, а в нижней части корпуса расположена распределительная шайба с по крайней мере двумя дроссельными отверстиями диаметром «d», которая через прокладку с зазором «s» контактирует с дроссельной шайбой, имеющей коническую поверхность, образуя кольцевое сопло, при этом нижняя часть корпуса оканчивается втулкой с по крайней мере двумя наклонными дроссельными отверстиями диаметром «d₁» для подвода раствора и раструбом для выхода диспергированной смеси, причем в распределительной шайбе, соосно ей, расположен стержень с дефлектором диаметром «d₂», обращенным в сторону раструба, и резьбовым хвостовиком, на котором размещен колпачок, выполняющий функции осевого направляющего устройства вихревого потока воздуха.

На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания суспензий.

Акустическая форсунка содержит корпус 9 с размещенным внутри газоструйным излучателем. Корпус 9 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена крышка 10 с прокладкой 11. Перпендикулярно оси корпуса расположены трубки 1 и 2 соответственно для подвода воздуха и раствора. Внутри корпуса 9, соосно ему, жестко закреплен завихритель 8 воздушного потока. В нижней части корпуса 9 расположена распределительная шайба 7 с по крайней мере двумя дроссельными отверстиями 12 диаметром «d», которая через прокладку 6 с зазором 13 «s» контактирует с дроссельной шайбой 16, имеющей коническую поверхность 17, образуя кольцевое сопло. Нижняя часть корпуса 9 оканчивается втулкой 4 с по крайней мере двумя наклонными дроссельными отверстиями 14 диаметром «d₁», для подвода раствора и раструбом 21 для выхода диспергированной смеси.

Трубка 2 соединена с отверстием 3 и с кольцевой полостью 20 для подвода раствора к дроссельным отверстиям 14, расположенными на конической поверхности 15. В распределительной шайбе 7, сооосно ей, расположен стержень с дефлектором 5 диаметром «d₂», обращенным в сторону раструба 21, и резьбовым хвостовиком 19, на котором размещен колпачок 18, выполняющий функции осевого направляющего устройства вихревого потока воздуха.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

Отношение диаметра «d» дроссельных отверстий 12 распределительной шайбы 7 к диаметру «d₁» дроссельных отверстий 14, расположенных на конической поверхности 15, лежит в оптимальном интервале величин: d/d₁=1,0÷2,0;

Отношение диаметра «d» дроссельных отверстий 12 распределительной шайбы 7 к зазору «s» между распределительной шайбой 7 и дроссельной шайбой 16 лежит в оптимальном интервале величин: d/s=1,5÷2,5.

Отношение диаметра «d₂» дефлектора 5, обращенного в сторону раструба 21 к зазору «s» между распределительной шайбой 7 и дроссельной шайбой 16, лежит в оптимальном интервале величин: d₂/s=5,5÷8,5.

Возможен вариант, когда к нижней части корпуса 9 форсунки соосно прикреплен внешний диффузор 22 распылителя, а к торцевой конической поверхности раструба 21 прикреплен внутренний перфорированный диффузор 23, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя.

Акустическая форсунка работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 1 через завихритель 8 воздушного потока, обтекая колпачок 18, выполняющий функции направляющего элемента, поступает в дроссельные отверстия 12 распределительной шайбы 7, а затем через зазор 13 «s» между распределительной 7 и дроссельной 16 шайбами входит в коническую поверхность 16, расширяющуюся в сторону раструба 21, и встречает на своем пути стержень с дефлектором 5. Воздух подводится к газоструйному излучателю через отверстия 12 в распределительной шайбе 7 и попадает в кольцевое сопло, из которого вытекает в направлении кольцевого резонатора, образованного распределительной шайбой 7 и стержнем с дефлектором 5. В результате обтекания при сверхкритическом отношении давлений в струе возникает система скачков уплотнения, создающая сильные колебания скорости и давления воздуха, частота которых может быть и ультразвуковой. Жидкость вытекает из наклонных дроссельных отверстий 14 во втулке 4 корпуса 9 и попадает на коническую поверхность дроссельной шайбы 16. В результате растекания струек жидкости образуется жидкая пленка, которая подвергается воздействию пульсирующего воздушного потока. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 2.

Claims

Акустическая форсунка для распыливания суспензий, содержащая корпус с размещенным внутри газоструйным излучателем акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена крышка, а перпендикулярно оси корпуса расположены трубки соответственно для подвода воздуха и раствора, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплен завихритель воздушного потока, а в нижней части корпуса расположена распределительная шайба с по крайней мере двумя дроссельными отверстиями диаметром «d», которая через прокладку с зазором «s» контактирует с дроссельной шайбой, имеющей коническую поверхность, образуя кольцевое сопло, при этом нижняя часть корпуса оканчивается втулкой с по крайней мере двумя наклонными дроссельными отверстиями диаметром «d₁» для подвода раствора и раструбом для выхода диспергированной смеси, причем в распределительной шайбе, соосно ей, расположен стержень с дефлектором диаметром «d₂», обращенным в сторону раструба, и резьбовым хвостовиком, на котором размещен колпачок, выполняющий функции осевого направляющего устройства вихревого потока воздуха, при этом отношение диаметра «d» дроссельных отверстий распределительной шайбы к диаметру «d₁ дроссельных отверстий, расположенных на конической поверхности, лежит в оптимальном интервале величин: d/d₁=1,0÷2,0; отношение диаметра «d» дроссельных отверстий распределительной шайбы к зазору «s» между распределительной шайбой и дроссельной шайбой, лежит в оптимальном интервале величин: d/s=1,5÷2,5; отношение диаметра «d₂» дефлектора, обращенного в сторону раструба к зазору «s» между распределительной шайбой и дроссельной шайбой, лежит в оптимальном интервале величин: d₂/s=5,5÷8,5, отличающаяся тем, что к нижней части корпуса форсунки, соосно прикреплен внешний диффузор распылителя, а к торцевой конической поверхности раструба прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя.