АКУСТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ РАСТВОРОВ
ACOUSTIC ATOMIZER FOR SPRAYING SOLUTIONS

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель - форсунка по патенту РФ №2328349, F02С 7/24, 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 жидкости.
Это достигается тем, что в акустической форсунке для распыливания растворов, содержащей корпус с патрубками для подвода распыливаемой жидкости и распыливающего агента, внутри которого размещен генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненного в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, выполненного в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца с конической поверхностью, которое через калиброванные прокладки соединено с корпусом, при этом сферическая полость звукового генератора соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца с боковой конической поверхностью, выполненного на полом стержне, который расположен внутри корпуса, осесимметрично ему, и служит для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня к шнековому распылителю, жестко закрепленному на конце полого стержня, и служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, а кольцо с боковой конической поверхностью, выполненное на полом стержне, расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, связывающего корпус с кольцом через калиброванные прокладки, причем резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца, посредством установки между корпусом и кольцом с конической поверхностью, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний, а в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия, верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием, и нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками, при этом к нижней части корпуса форсунки, к кольцу, соос-но прикреплен внешний диффузор, а к конической поверхности шнекового распылителя, прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя, а к внешнему диффузору, соосно прикреплен дополнительный рассекатель потока, выполненный в виде цилиндрической обечайки, на торцевой части которой, со стороны противоположной диффузору, закреплена перфорированная пластина.
В нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия, верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием, и нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками, при этом к нижней части корпуса форсунки, к кольцу, соосно прикреплен внешний диффузор, а к конической поверхности шнекового распылителя, прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя.
К внешнему диффузору, соосно прикреплен дополнительный рассекатель потока, выполненный в виде цилиндрической обечайки, на торцевой части которой, со стороны противоположной диффузору, закреплена перфорированная пластина.
К центру нижнего сплошного диска дискового распылителя прикреплен, посредством стержня, дополнительный резонатор, который выполнен в виде цилиндра, на боковой поверхности которого размещены, по крайней мере три калиброванных резонансных дросселя, причем частоты акустических колебаний регулируются подбором диаметров и длины дросселей.
На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания растворов.
Акустическая форсунка для распыливания растворов содержит корпус 1 с патрубками для подвода распыливаемой жидкости и распыливающего агента, например воздуха или газа. Внутри корпуса 1 размещен генератор акустических колебаний в виде сопла 4 и резонатора, выполненного в виде звукового генератора 13, образованного резонатором Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца 9 с конической поверхностью 7, которое через калиброванные прокладки 11 соединено с корпусом 1.
Сферическая полость звукового генератора 13 соединена калиброванным отверстием 12 с кольцевой щелью 5, образованной торцевыми плоскостями корпуса 1 и кольца 6 с боковой конической поверхностью, выполненного на полом стержне 3, который расположен внутри корпуса 1, осесимметрично ему, и служит для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 3.
Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 2, а из него через кольцевую щель 5, сопло 4, устремляется навстречу шнековому распылителю 8, жестко закрепленному на конце полого стержня 3, и служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора 13, образованного резонатором Гельмгольца. Жидкость подается из полого стержня 3 со шнековым распылителем 8 с завихрением, перекрывая сопло 4 для выхода распыливающего агента. Кольцо 6 с боковой конической поверхностью, выполненное на полом стержне 3, расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 1 посредством резьбового соединения 10, связывающего корпус 1 с кольцом 9 через калиброванные прокладки 11.
Резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 5, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца 6, посредством установки между корпусом 1 и кольцом 9 с конической поверхностью 7, калиброванных прокладок 11, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
В нижней части корпуса 14 шнекового распылителя 8 закреплен дополнительный дисковый распылитель 16, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием 17, соединенным с полостью стержня 3 посредством калиброванного отверстия 15, верхнего диска 18, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием 17, и нижнего сплошного диска 19, соединенного с верхним диском 18 посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов 21 с образованием дросселирующего зазора 20 между дисками 18 и 19.
Возможен вариант, когда к нижней части корпуса форсунки, к кольцу 9, соосно прикреплен внешний диффузор 22, а к конической поверхности шнекового распылителя 8, прикреплен внутренний перфорированный диффузор 23, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя 8.
Акустическая форсунка для распыливания растворов работает следующим образом.
Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 2, где встречает на своем пути звукового генератор 13, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 4 посредством калиброванного отверстия 12. В результате прохождения звукового генератора 13 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора жидкости, подаваемого в канал 3. Из шнекового распылителя 8 жидкость вытекает в виде пленки навстречу распыливающему агенту, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 7 кольца 9, которое через калиброванные прокладки 11 соединено с корпусом 1.
Возможен вариант, когда к внешнему диффузору 22, соосно прикреплен дополнительный рассекатель потока, выполненный в виде цилиндрической обечайки 24, на торцевой части которой, со стороны противоположной диффузору, закреплена перфорированная пластина 25.
Возможен вариант, когда к центру нижнего сплошного диска 19 дискового распылителя 16 прикреплен, посредством стержня 26, дополнительный резонатор 27, который выполнен в виде цилиндра, на боковой поверхности которого размещены, по крайней мере три калиброванных резонансных дросселя 28, причем частоты акустических колебаний регулируются подбором диаметров и длины дросселей 28.
Возможен вариант, когда к торцевой поверхности кольца 9 с конической поверхностью 7, которое через калиброванные прокладки 11 соединено с корпусом 1 форсунки, посредством, по крайней мере трех стержней 29 присоединены дополнительные резонаторы 30, выполненные в виде сферы, на поверхности которой размещен, по крайней мере один калиброванный резонансный дроссель, причем частоты акустических колебаний регулируются подбором его диаметра и длины.