ФОРСУНКА
NOZZLE

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для распыления жидкости в запыленную рабочую зону строительно-дорожных, горно-торфодобывающих, сельскохозяйственных машин и оборудования.
Известна смачивающая водяная система вальца катка строительно-дорожной машины, содержащая форсунку для распыления воды и увлажнения поверхности вальца катка, в которой корпус выполнен в виде цилиндра с резьбовой внутренней поверхностью, предназначенной для навинчивания на подводящий трубопровод, буртом для уплотнительного кольца, с размещенным в кольце коническим распылителем, сеткой для фильтрации воды в форсунке и уплотнительным кольцом, краном подачи воды, трубы, и главный фильтр смачивающей системы, в корпусе которого размещен сетчатый стакан для отстоя осадка и уплотнительное кольцо [ДУ - 98.000.000 ДСЕ - Альбом деталей к сборочным единицам, издание №2, 2003 г. - аналог].
Недостатком устройства является то, что во время эксплуатации происходит засорение механическими примесями фильтра форсунки, крана подачи воды и главного фильтра, что приводит к выходу из строя водяного насоса, а следовательно, снижению эксплуатационной надежности системы и дополнительным экономическим затратам на ее техническое обслуживание.
Известна форсунка для распыления жидкости, включающая корпус с входным и выходным каналом, с возможностью перекрытия его штоком, упругий элемент, выполненный в виде пластины с V-образным поперечным сечением, ребро которой жестко прикреплено к корпусу со стороны входного канала. Концы пластины и штока со стороны выходного канала шарнирно соединены между собой с помощью двух стержней [SU 1691537 A1, Е21F 5/04 - прототип].
Недостатком форсунки является то, что в эксплуатации необходимо регулярно осуществлять контроль качества распыления жидкости в зависимости от засорения.
Недостатком форсунки также является то, что при ее засорении необходимо прерывать технологический процесс работы машины. При этом для очистки канала форсунки штоком, связанным с упругим элементом, требуется отключить насос - источник подачи жидкости, то есть принудительно убрать давление в проходном сечении форсунки, чтобы упругие силы разжали V-образную пружину и обеспечили выталкивание штоком механических примесей из выходного канала.
Недостатком форсунки является то, что при усталостном разрушении хотя бы одной половины пластины как при включенном, так и при отключенном насосе подачи жидкости произойдет заклинивание штока в выходном канале и соответственно приостановка удаления механических примесей из зоны засорения форсунки.
Также недостатком форсунки является ограниченный факел распыления жидкости, так как для его формирования в форсунке используется только одно отверстие.
Технический результат - повышение эксплуатационной надежности работы форсунки.
Техническая задача - повышение эксплуатационной надежности работы форсунки от засорения ее механическими примесями за счет автоматизированной очистки распылителя при одновременном расширении площади распыления жидкости и сокращении эксплуатационных затрат на техническое обслуживание.
Техническая задача решается тем, что форсунка, включающая корпус с входным и выходным каналами, штоком и запорным элементом, в которой корпус снабжен распылителем с расточкой и равноудаленными от оси корпуса отверстиями, направляющим цилиндрическим стержнем под установку запорного элемента и кулачковым валом, при этом входной канал подачи жидкости выполнен сообщенным через обратный клапан с баком, внутри корпуса на его торцовой поверхности выполнена проточка, сообщенная с входным каналом подачи жидкости и полостью с размещенным в ней плунжером с пружиной, причем герметичность сопрягаемых поверхностей корпуса и подпружиненного плунжера обеспечена уплотнительными кольцами, кроме этого, между распылителем и торцом корпуса размещены запорная шайба с равноудаленными от оси корпуса отверстиями и запорный элемент, выполненный в виде подпружиненной запорной пластины, снабженной с одной стороны неподвижно установленными штоками для очистки от механических примесей отверстий распылителя, а с другой стороны - неподвижным эластичным кольцом, закрывающим отверстия запорной шайбы, при этом кулачковый вал с эксцентриситетом, равным полному ходу плунжера, установлен на подшипниках качения, полость которых закрыта крышками, а на корпусе форсунки установлена масленка для смазки подшипников.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой конструкции форсунки применены технические решения, обеспечивающие пульсирующее, с увеличенными факелом и площадью распыление жидкости в запыленной рабочей зоне технологического оборудования и автоматизированную очистку от засорения механическими примесями форсунки. Выходной канал корпуса форсунки снабжен распылителем с расточкой и равноудаленными от оси корпуса отверстиями, направляющим цилиндрическим стержнем под установку запорного элемента и кулачковым валом. В корпусе форсунки входной канал подачи жидкости выполнен сообщенным через обратный клапан с баком рабочей жидкости. При этом внутри корпуса, на его торцовой поверхности, выполнена проточка, сообщенная с входным каналом подачи жидкости из бака, и полостью, с размещенным в ней плунжером с пружиной, причем герметичность сопрягаемых поверхностей корпуса и подпружиненного плунжера обеспечена уплотнительными кольцами, а также между распылителем и торцом корпуса размещены запорная шайба с равноудаленными от оси корпуса отверстиями и запорный элемент, выполненный в виде подпружиненной запорной пластины, снабженной с одной стороны неподвижно установленными штоками для очистки от механических примесей отверстий распылителя, а с другой стороны - неподвижным эластичным кольцом, закрывающим отверстия запорной шайбы, при этом возвратно-поступательное движение плунжера форсунки осуществляется пружиной и кулачковым валом, имеющим эксцентриситет, равный полному ходу плунжера, установленным на подшипниках качения, полость которых закрыта крышками, а на корпусе форсунки установлена масленка для смазки подшипников.
Таким образом, предлагаемое техническое решение, в сравнении с прототипом, за счет применения пульсирующей подачи жидкости в форсунку, механизма автоматизированной очистки отверстий распылителя форсунки от засорения механическими примесями, позволяет повысить при расширении площади распыления эксплуатационную надежность устройства и снизить экономические затраты на его техническое обслуживание.
Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом: на фиг. 1-3 схематично представлены общий вид и детали предлагаемой конструкции форсунки.
Конструкция форсунки содержит корпус 1, снабженный распылителем 2, кулачковый вал 3 и гидролинию подачи жидкости 4, снабженную обратным клапаном 5, сообщающимся с баком 6 рабочей жидкости.
В распылителе 2 выполнены отверстия 7, равноудаленные от оси корпуса 1, расточка 8 и направляющий цилиндрический стержень 9 для установки пружины 10 запорного элемента, выполненного в виде подпружиненной запорной пластины 11. Внутри корпуса 1, на его торцовой поверхности, выполнены проточка В и канал 12 подачи жидкости в корпус 1. В корпусе 1 выполнена полость Г с размещенным в ней плунжером 13 с пружиной 14, установленной в расточке 15 подпружиненного плунжера 13, при этом глубина расточки 15 равна полному ходу подпружиненного плунжера 13. Герметичность сопрягаемых поверхностей корпуса 1 и подпружиненного плунжера 13 обеспечивается уплотнительными кольцам 16, выполненными из эластичного материала, например из резины.
Между распылителем 2 и торцом корпуса 1 размещены запорная шайба 17 с равноудаленными от оси корпуса 1 отверстиями 18 и запорный элемент, выполненный в виде подпружиненной запорной пластины 11, на которой с одной стороны неподвижно установлены штоки 19 для очистки от механических примесей отверстий 7 распылителя 2, а с другой стороны неподвижно установлено эластичное кольцо 20, выполненное, например, из резины, и закрывающее отверстия 18 запорной шайбы 17.
Кулачковый вал 3, также, установленный в корпусе 1 и размещенный в полости Д, имеет эксцентриситет е равный х, - полному ходу подпружиненного плунжера 13, при этом кулачковый вал 3 установлен в стаканах 21 на опорах подшипников качения 22, защищенных манжетами 23, размещенными в крышках 24 и закрепленными винтами 25. Смазка подшипников 22 полости Д осуществляется с помощью масленки 26. Кулачковый вал 3 выполнен с возможностью вращения от автономного привода 27.
Устройство работает следующим образом.
В рабочем положении форсунки плунжер 2 совершает возвратно-поступательное движение от пружины 14, кулачкового кала 3 и привода 27, при этом происходит пульсирующая подача жидкости через канал 12, проточку В, полость Г и распылитель 2 в запыленную рабочую зону. При повороте кулачкового вала 3 в крайнее правое положение, подпружиненный плунжер 13 под воздействием пружины 14 переместится до упора в кулачковый вала 3 и рабочая жидкость через открытый обратный клапан 5 гидролинии 4 из бака 6 по каналу 12, проточке В корпуса 1 заполнит полость Г корпуса 1, одновременно под действием пружины 10 эластичное кольцо 20, неподвижно расположенное на подпружиненной запорной пластине 11 запорного элемента, закроет отверстия 18 запорной шайбы 17. При движении кулачкового вала 3 в обратном направлении подпружиненный плунжер 13, сжимая пружину 14, перемещается влево и под действием выдавливаемой из полости Г корпуса 1 рабочей жидкости пружина 10 сжимается, эластичное кольцо 20 подпружиненной запорной пластины 11 откроет отверстия 18 запорной шайбы 17 и жидкость через отверстия 7 распылителя 2 выбрасывается в запыленную рабочую зону, формируя факел распыла рабочей жидкости, при этом обратный клапан 5 гидролинии 4 подачи рабочей жидкости в форсунку закрыт, а штоки 19, установленные на подпружиненной запорной пластине 11 запорного элемента, автоматически очищают от механических примесей отверстия 7 распылителя 2 форсунки.
Таким образом, предлагаемое изобретение, в сравнении с устройством по прототипу, не требует контроля засорения форсунки, так как обеспечивается автоматическая очистка распылителя от механических примесей без остановки технологического процесса, позволяет повысить при пульсирующей подачи жидкости в форсунку и расширении площади распыления эксплуатационную надежность устройства и снизить экономические затраты на ее техническое обслуживание.