УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к области распыливания, в частности, к устройствам для распыления жидкости и может быть использована для очистки воздуха от мелкодисперсной пыли, а также в металлургической промышленности, например, для равномерного охлаждения горячекатаного проката.
Известна центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус с выходным отверстием, концентрично установленную в корпусе камеру завихрения, связанную с полостью корпуса тангенциальными каналами, расположенными в боковой стенке и отверстием в ее крышке, выполненное соосно с выходным отверстием корпуса (см. пат. РФ №2271872, В05В 1/34).
Недостатком известной форсунки являются значительные гидравлические потери при движении потоков жидкости по тангенциальным каналам, вследствие образования локальных турбулентных потоков между полостью корпуса форсунки и камерой завихрения, а также формирования турбулентности в области выходного отверстия втулки, установленной в крышке камеры завихрения.
Наиболее близким аналогом полезной модели является устройство для распыления, содержащее корпус, соединенный с входным патрубком для подвода жидкости, сопло, закрепленное к основанию корпуса, коаксиально установленный внутри корпуса завихритель в форме стержня, на рабочей поверхности которого выполнены ребра, образующие винтообразные каналы в виде многозаходной резьбы. При этом корпус имеет цилиндроконическую форму, а завихритель установлен в корпусе свободно (см. авт.св. СССР №801891, В05В 7/10).
Недостатками известного устройства является низкая эффективность распыления жидкости, вследствие значительных потерь кинетической энергии жидкости при боковом расположении входного патрубка; образование турбулентных потоков в зазорах между выступами поршня и корпусом форсунки, препятствующих движению распыляемой жидкости; частый шаг расположения выступов на рабочей поверхности поршня, приводящий к потерям кинетической энергии жидкости вследствие гидравлического трения; а также наличие винтообразных каналов в конической части корпуса форсунки.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в снижении гидравлических потерь при движении распыляемой жидкости через винтообразные каналы завихрителя.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для распыления жидкости, содержащем корпус, соединенный с входным патрубком для подвода жидкости, сопло, закрепленное к основанию корпуса, коаксиально установленный внутри корпуса завихритель в форме стержня, на рабочей поверхности которого выполнены ребра, образующие винтообразные каналы в виде многозаходной резьбы, согласно изменению, завихритель установлен в корпусе в распор, на его торцах выполнены осевые конические выступы, диаметр основания которых равен диаметру стержня завихрителя, причем один из конических выступов расположен во входном патрубке, а другой - в коническом углублении, образованном винтообразными каналами, при этом сопло выполнено съемным, а диаметр его входного отверстия соответствует внутреннему диаметру корпуса.
Технический результат заключается в повышении качества распыления жидкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства для распыления жидкости;
- на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.
Устройство для распыления жидкости (фиг.1, 2) содержит цилиндрический корпус 1, соединенный с входным патрубком для подвода жидкости 2, коаксиально размещенный внутри корпуса завихритель 3, установленный в распор с корпусом, что позволяет повысить эффективность закручивания потоков жидкости при движении в конической части сопла в широком диапазоне рабочих давлений и расхода жидкости. При этом завихритель имеет форму стержня, на рабочей поверхности которого выполнены ребра, образующие винтообразные каналы 4 в виде многозаходной резьбы. На торцах завихрителя выполнены осевые конические выступы 5, диаметр основания которых равен диаметру стержня завихрителя 3, причем один из конических выступов 5 расположен во входном патрубке 2, а другой - в коническом углублении 6, образованном винтообразными каналами 4. Конические выступы 5 завихрителя 3 предотвращают образование зон пониженного давления при движении жидкости на входе и выходе из винтообразных каналов. Коническое углубление 6 в нижней части завихрителя 3, образованное винтообразными каналами 4, снижает гидравлические потери за счет образования осевого закрученного потока жидкости до входа в зону ускорения, т.е. до конической части сопла 7. Осевой поток жидкости компенсирует разность скоростей в пограничных с корпусом зонах и позволяет получить равномерно закрученный поток жидкости при подходе к выходному отверстию сопла 7. При этом сопло выполнено съемным, что позволяет изменять угол раскрытия факела распыла жидкости в зависимости от технических требований.
Устройство для распыления жидкости работает следующим образом.
Через входной патрубок 2 под определенным давлением подается распыляемая жидкость. На входе в винтообразные каналы 4 завихрителя 3 жидкость начинает закручиваться вокруг конического выступа 5 и далее с помощью ребер, образующих винтообразные каналы 4 в виде многозаходной резьбы, формируется однородный вращающийся поток жидкости. Затем при подходе в зону ускорения съемного сопла 7 в коническом углублении 6 вокруг нижнего конического выступа 5 образуется осевой закрученной поток жидкости, компенсирующий разность скоростей по поперечному сечению форсунки для предотвращения появление локальных завихрений препятствующих дальнейшему разрушению пленки жидкости. На выходе из сопла 7, равномерно закрученный поток жидкости под действием центробежных сил распадается с образованием однородного мелкодисперсного факела распыла.
В зависимости от расхода и давления рабочей жидкости, центральный закрученный поток, образуемый в коническом углублении 6, может беспрепятственно ускорятся (при повышении давления и расхода жидкости) или замедлятся, тем самым, снижая возмущения в зоне конической части сопла 7. В результате этого форсунка имеет возможность саморегулирования, что способствует образованию однородной дисперсии при распылении.
Таким образом, конструктивное выполнение заявляемого устройства для распыления жидкости, по сравнению с прототипом, позволяет: значительно снизить гидравлические потери при движении жидкости в каналах завихрителя; равномерно закручивать жидкость при различном расходе и рабочем давлении; снизить энергетические затраты на распыление; повысить качество распыления благодаря получению однородной дисперсии по всему объему факела распыла.