ГАЗОЖИДКОСТНАЯ ФОРСУНКА

Полезная модель относится к области распыления жидкостей и может быть использовано в химической, металлургической, лакокрасочной промышленности, в частности, при распыливании топлив, дезинфицирующих составов и т.п.
Известно устройство для распыления по авторскому свидетельству СССР №485777, 4 МПК В05В 7/00, 1968 год «Распылитель жидкости», содержащее корпус с воздушной камерой цилиндрической формы, кольцевое сопло, трубки подачи воздуха и жидкости, в котором с целью ограничения угла распыления, трубка подачи жидкости выполнена регулируемой по высоте и установлена с зазором в трубку подачи воздуха перпендикулярно к ее поверхности.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность диспергации, так как изменение положения трубки подачи жидкости относительно трубки подачи воздуха не приводит к значительному изменению дисперсности капель распыляемой жидкости.
Известна «Форсунка» по патенту РФ 2288783, 7 МПК В05В 7/28, принятая в качестве ближайшего аналога, содержащая корпус с каналом движения жидкости, оснащенный выходным соплом и патрубком подвода газа в центральную часть потока жидкости, при этом плоскость выходного отверстия патрубка подвода газа размещена на расстоянии не менее 5 диаметров канала движения жидкости до начала сужения канала с обеспечением однонаправленности движения газа и жидкости, при этом в месте соединения корпуса с соплом размещена кольцевая камера, оснащенная дополнительным патрубком подвода газа, которая сообщается с соплом через кольцевую щель.
Недостатком известного устройства по патенту РФ 2288783 является низкая эффективность диспергации жидкости, так как взаимодействие струи жидкости, истекающей из канала движения жидкости, и струй воздуха, истекающих из патрубка подвода газа в центральную часть потока жидкости и через кольцевую щель, не приводит к получению капель высокой дисперсности (капель малых размеров).
Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача получения капель высокой дисперсности (капель малых размеров).
Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается за счет того, что газожидкостная форсунка содержит имеющий ось симметрии круглый корпус со сквозным каналом подачи жидкости, установленный с одной стороны корпуса патрубок подачи газа в центральную часть канала подачи жидкости и установленное с другой стороны корпуса выходное сопло, при этом вокруг корпуса выполнена коллекторная полость, соединенная радиальными отверстиями с каналом подачи жидкости, на коллекторной полости установлен штуцер подвода газа, между выходным соплом и корпусом установлен вкладыш с одним или более каналом для прохода жидкости и окружающими этот канал одним или несколькими пазами, связывающими выходное сопло с выполненной на круглом корпусе кольцевой камерой, охватывающей канал подачи жидкости, на кольцевой камере установлен дополнительный штуцер подвода газа.
Во вкладыше окружающие канал для прохода жидкости пазы, связывающие выходное сопло с кольцевой камерой, могут быть выполнены под углом к оси симметрии корпуса.
Во вкладыше может быть выполнено семь каналов для прохода жидкости.
Заявленная полезная модель отличается от известного технического решения по патенту РФ 2288783 тем, что вокруг корпуса выполнена коллекторная полость, соединенная радиальными отверстиями с каналом подачи жидкости, на коллекторной полости установлен штуцер подвода газа, между выходным соплом и корпусом установлен вкладыш с одним или более каналом для прохода жидкости и окружающими этот канал одним или несколькими пазами, связывающими выходное сопло с выполненной на круглом корпусе кольцевой камерой, охватывающей канал подачи жидкости, на кольцевой камере установлен дополнительный штуцер подвода газа.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило получение капель высокой дисперсности.
На фиг.1 представлен продольный разрез газожидкостной форсунки.
На фиг.2 представлен разрез по А-А фиг.1.
На фиг.3 представлен продольный разрез газожидкостной форсунки, показан пример, когда во вкладыше окружающие канал для прохода жидкости пазы, связывающие выходное сопло с кольцевой камерой, выполнены под углом к оси симметрии корпуса.
На фиг.4 представлен разрез по Б-Б фиг.3.
На фиг.5 представлен продольный разрез газожидкостной форсунки, показан пример, когда во вкладыше выполнено семь каналов для прохода жидкости.
На фиг.6 представлен разрез по В-В фиг.5.
Газожидкостная форсунка (фиг.1) содержит имеющий ось 1 (фиг.1, 3, 5) симметрии круглый корпус 2 (фиг.1, 3, 5) со сквозным каналом 3 (фиг.1, 3, 5) подачи жидкости, установленный с одной стороны корпуса 2 патрубок 4 (фиг.1-5) подачи газа в центральную часть канала 3 подачи жидкости и установленное с другой стороны корпуса 2 выходное сопло 5 (фиг.1, 3, 5), при этом вокруг корпуса 2 выполнена коллекторная полость 6 (фиг.1, 3, 5), соединенная радиальными отверстиями 7 (фиг.1, 3, 5) с каналом 3 подачи жидкости, на коллекторной полости 6 установлен штуцер 8 (фиг.1, 3, 5) подвода газа, между выходным соплом 5 и корпусом 2 установлен вкладыш 9 (фиг.1-6) с одним или более каналом 10 (фиг.1-6) для прохода жидкости и окружающими этот канал 10 одним или несколькими пазами 11 (фиг.1-6), связывающими выходное сопло 5 с выполненной на круглом корпусе 2 кольцевой камерой 12 (фиг.1, 3, 5), охватывающей канал 3 подачи жидкости, на кольцевой камере 12 установлен дополнительный штуцер 13 (фиг.1-6) подвода газа.
Газожидкостная форсунка работает следующим образом. Распыляемую жидкость подают под определенным давлением и с определенным расходом в сквозной канал 3 подачи жидкости корпуса 2. Газ подают под определенным давлением и с определенным расходом к различным элементам форсунки по ходу движения жидкости в направлении выходного сопла 5: к патрубку 4 подачи газа, к штуцеру 8 подвода газа и к дополнительному штуцеру 13 подвода газа. Движущийся по сквозному каналу 3 подачи жидкости поток жидкости перемешивается с газом, подаваемым в центральную часть канала 3 подачи жидкости из патрубка 4 подачи газа, образуя газожидкостный поток с высокой турбулентностью. В периферийную зону образовавшегося газожидкостного потока в канал 3 через радиальные отверстия 7 поступает газ, который создает повышенную турбулентность в периферийной зоне газожидкостного потока. Радиальные отверстия 7 объединены коллекторной полостью 6, в которой происходит выравнивание давления газа, подаваемого в канал 3 подачи жидкости. В коллекторную полость 6 газ подают через штуцер 8 подвода газа. Газожидкостный поток из сквозного канала 3 подачи жидкости через канал 10 для прохода жидкости во вкладыше 9 поступает в выходное сопло 5, где происходит его дополнительное перемешивание газом, подаваемым через пазы 11, связывающими выходное сопло 5 с кольцевой камерой 12. Дополнительный вдув газа через пазы 11 приводит к повышению турбулентности газожидкостного потока. В кольцевую камеру 12 газ подают через дополнительный штуцер 13, в кольцевой камере 12 происходит выравнивание давления газа. При движении газожидкостного потока высокой турбулентности в выходном сопле 5 происходит интенсивное перемешивание потока за счет уменьшения сечения выходного сопла 5 и увеличения скорости его движения. При выходе газожидкостного потока из выходного сопла 5 происходит резкое падение давления в струе, что вызывает расширение пузырьков газа и приводит к распаду газожидкостного потока на мельчайшие капли (капли высокой дисперсности). Для интенсификации процесса перемешивания газожидкостного потока с газом, подаваемым через пазы 11 из кольцевой камеры 12, в выходном сопле 5, пазы 11 выполнены под углом Р к оси 1 симметрии корпуса 2, что приводит к закручиванию газожидкостного потока вокруг оси 1 симметрии корпуса 2. После выхода из выходного сопла 5 закрученный газожидкостный поток мгновенно теряет устойчивость и распадается на мельчайшие капли (рис.3). Также для интенсификации процесса перемешивания газожидкостного потока во вкладыше 9 выполнено семь каналов 10 для прохода жидкости. Вкладыш 9 с семью каналами 10 для прохода жидкости представляет собой дополнительное гидравлическое сопротивление для газожидкостного потока, поэтому перед вкладышем 9 происходит интенсивное перемешивание газожидкостного потока, который в виде струй поступает в выходное сопло 5, где дополнительно перемешивается газом, подаваемым через пазы 11 (рис.5).
Полезная модель позволила получить технический результат, а именно, обеспечила получение капель высокой дисперсности.