ХОМУТ-ФОРСУНКА

Полезная модель относится к гидравлическим устройствам для истечения жидкости, к технике распыления жидких сред и может быть использовано в жидкостных охладителях, типа градирен, в системах кондиционирования воздуха, в качестве насадка дождевального аппарата для мелкодисперсного и капельного дождевания, в системах пожаротушения, а также в качестве оборудования других технологических процессов.
Известен двухдефлекторный дождевальный насадок по патенту РФ №2368430, содержащий монтируемый к водоподводящему трубопроводу корпус, закрепленный на его боковой поверхности дефлектор, выполненный в виде обращенной в сторону водоподводящего трубопровода вогнутой чаши. Во внутренней полости корпуса установлен направляющий шнек с левосторонней навивкой, нижняя часть оси шнека сопряжена с донной поверхностью, дефлектора по радиусу, а над дефлектором предусмотрен отражательный зонтик, внутренняя поверхность которого выполнена по параболической кривой.
Известна сопловая головка по заявке изобретение №93041392, выполненная с активным закручивателем (турбулизатором), расположенным перед конфузором насадки, в которой закрученный турбулентный поток выходит из насадки по спирали Архимеда конусообразной формы с ярко выраженными струями (каплями), разрывающимися и увеличивающимися по диаметру конфузора.
Известна форсунка плоскоструйная по А.С. №866232, содержащая корпус с наружной резьбой для установки форсунки в узле системы пылеподавления. В отверстии корпуса установлена вставка, имеющая паз для формирования плоского факела. Для фиксирования вставки в отверстии корпуса имеется кольцевая расточка, в которую вставлено уплотнительное кольцо. Вставка установлена подвижно с возможностью поворота вокруг своей оси. Недостатком этой форсунки является формирование факела только за счет напора струи воды и, как следствие, невозможность создания мелкодисперсного водяного факела (спрея).
Следует отметить, что все указанные выше конструкции известных устройств достаточно сложные, поэтому их использование в системах распыления значительно их удорожает. Кроме того, иногда требуется, например, при модернизации или ремонте систем распыления установка дополнительных форсунок, поэтому для монтажа известных и стандартных форсунок потребуется дополнительная арматура в виде сгонов, тройников и т.п.
Известны трубные хомуты или как их еще называют - сантехнические хомуты, которые используют в качестве крепежного элемента, необходимого для крепления сантехнических и других труб, для фиксации жестких или гибких труб различного сечения. Обычно конструкция цельного хомута стандартна и состоит из кольца (бандажа), закрепляемого на трубе винтом и гайкой или защелкой.
В качестве прототипа заявленного устройства выбрано техническое решение по патенту РФ №139037, а именно: хомут стяжной, который содержит ленту в форме кольца, имеющую два соседних конца, соединенных друг с другом стяжным устройством, содержащим стяжной элемент и сопряженный с ним резьбовой элемент, причем резьбовой или стяжной элемент прикреплен к одному из концов хомута разъемным или неразъемным соединением.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является создание цельного хомута, надеваемого на любое место трубопровода и оснащенного водовыпускным устройством, использование которого обеспечит получение такого технического результата как максимально возможное увеличение угла раскрытия факела за счет создания факела мелкодисперсного тумана с одновременным обеспечением его герметичности. Это позволит применять заявленное двухфункциональное техническое решение в различных системах распыления жидких сред.
Получение низкоскоростной приточной струи с помощью заявленного устройства основывается на использовании эффекта автоколебательного течения. Течения, формирующиеся при выходе воды или воздуха из прямоугольного отверстия, перекрытого аркой, будут быстро затухать. В настоящее время установлено (См., например, Авдеева Т.П. «Воздухораспределение динамически неустойчивыми потоками» Дис. на соискание уч. ст. д.т.н. - Л.: СПбГАСУ, 2001. - 360 с.), что после обтекания кромок входных отверстий под аркой происходит поджатие одним течением другого и срыв вихревых структур, приводя к появлению автоколебания результирующего потока, а приточная струя быстрее утрачивает свою начальную кинетическую энергию.
Сущность полезной модели заключается в том, что хомут-форсунка, надеваемый на воздуховод, выполнен в виде бандажа из стальной полосы, согнутой по окружности, концы которой соединены друг с другом стяжным устройством, выполненным в виде разъемного соединения. На поверхности хомута выполнено, по крайней мере, одно прямоугольное водовыпускное отверстие, перекрытое пластиной, выгнутой внутрь бандажа в виде арки вдоль его длинной стороны. Размеры отверстия пропорциональны размеру капель и расходу жидкости и обеспечивают создание факела мелкодисперсного тумана на выходе из отверстия.
В частном случае на поверхности хомута выполнено несколько отверстий, перекрытых пластиной и сориентированных в любом направлении.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунком фиг. 1, на котором изображены: затяжной винт 1, стяжное устройство 2, бандаж 3, арочные элементы 4. Кроме того, на фиг. 2 и фиг. 3 изображены укрупненные арочные элементы, расположенные в разных плоскостях. На фиг.4 показан вид сбоку хомута-форсунки.
Заявленное устройство хомута-форсунки позволит устанавливать его практически в любом месте трубопровода при монтаже систем распыления, а также при их модернизации или ремонте, например, в случае необходимости увеличения количества форсунок. Для плотного прилегания хомута-форсунки к трубе трубопровода необходимо правильно подобрать его диаметр. На внутренней поверхности хомута для обеспечения герметичности и плотного прилегания к поверхности воздуховода обычно устанавливают резиновые прокладки. При этом металлические хомуты обеспечивают самую высокую прочность, устойчивость к нагрузкам и долговечность и служат длительный срок без необходимости ремонта.
Вода или другая жидкость, поступающая под давлением не менее 4 бар из трубопровода подходит к отверстию в хомуте и в нем мелкодисперсно распыляется с большим углом распыла из-за возникающего явления высокой амплитуды автоколебаний при истечении жидкости из прямоугольного отверстия, перекрытого арочным элементом, когда первая струя из одного отверстия поджимает вторую струю из другого отверстия и истекает с большей скоростью, затем вторая струя, набирая энергию, начинает поджимать первую струю и истекает с большей скоростью. В результате этих колебаний создаются мелкодисперсные вихри, которые перемешиваются между собой и с окружающим воздухом, создавая факел мелкодисперсного тумана. Если по трубопроводу будет поступать смесь из различных сред, то при истечении из отверстия происходит их тщательное перемешивание. Таким образом, заявленное устройство может быть использовано для распыления воды в душевых насадках различного применения, в системах мелкодисперсного и капельного дождевания, градирнях, системах адиабатного охлаждения, системах пожаротушения, сжигания топлива, смешивания сплошных сред и т.п.