Насадка пневматическая для распыления жидкости в фонтане
PNEUMATIC ATTACHMENT FOR LIQUID DISPERSION IN A FOUNTAIN

Изобретение относится к устройствам для разбрызгивания жидкости, а именно к устройству декоративных фонтанов.
Уровень техники.
Известно устройство для импульсной подачи воды, содержащее закрытую емкость с впускным и выпускным патрубками и клапанным затвором, причем клапанный затвор выполнен в виде полого цилиндра с торцевой крышкой, поверхность которой имеет тороидальную форму и снабжена двухзвенным шарнирным механизмом с пружиной, ось которой наклонена к оси затвора, а одно звено шарнирного механизма выполнено трехлучевым (см. а.с. СССР №820890, кл. В05В 1/08, 1981 г.).
Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса перпендикулярно его оси выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса в его нижней части крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого перпендикулярно его оси жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия (см. Патент РФ №2474451, кл. А62С 31/00, 2011 г.)
Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем струенаправляющее устройство для подвода воздуха под давлением к распылителю выполнено винтовым и образовано посредством кольцевого винтового зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, на которой прорезаны винтовые канавки, при этом винтовой кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой (см. Патент РФ №2560291, кл. А62С 31/02, 2014 г.).
Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющие устройства для жидкости и газа, распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода газа под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а струенаправляющее устройство для подвода распыляемой жидкости выполнено в виде винтового диска, контактирующего с цилиндрической образующей поверхностью осевого канала, выполненного в центральной цилиндрической вставке, при этом сечение винтовой линии винтового диска, выполненной на сплошном диске, имеет прямоугольный профиль, а ось винтового диска перпендикулярна днищу корпуса в виде стакана (см. Патент РФ №2563751, кл. А62С 31/02, 2015 г.).
Известен пневматический распылитель жидкости, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической части, соединенной конической частью с каналом для подвода жидкости через щтуцер с внешней резьбой для подсоединения к распределительному трубопроводу, при этом соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия, а в центральной части канала соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха, в нижней части которой закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, при этом в цилиндрической части корпуса закреплен распылитель, выполненный в виде оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, расположенных вокруг трубки для подвода воздуха и осесимметричных относительно оси трубки: верхнего и нижнего завихрителей, причем коническая обечайка нижнего завихрителя фиксируется посредством по крайней мере трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке нижнего завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке цилиндрической части корпуса форсунки, причем между верхним и нижним завихрителями установлена круглая перфорированная пластина, перекрывающая проходное сечение цилиндрической части корпуса форсунки, при этом на внешних поверхностях полых конических завихрителей выполнены сквозные винтовые нарезки, при этом суммарная пропускная способность верхнего завихрителя и перфорированной пластины выполнена большей, чем у нижнего завихрителя, а к торцевой части корпуса прикреплен диффузор, при этом к сплошной части полого диска прикреплен полый конический обтекатель, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора, а к сплошной части полого диска осесимметрично трубке для подвода воздуха прикреплена перфорированная трубка, полость которой соединена с полостью трубки для подвода воздуха, а обтекатель выполнен с перфорацией (см. Патент РФ №2655601, кл. А62С 31/02, 2017 г.).
Известна пневматическая форсунка для распыливания жидкостей, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, к центральному сердечнику в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника установлен обтекатель, выполненный в виде конуса, на внешней конической поверхности которого имеются винтовые канавки, отличающаяся тем, что к центральному сердечнику, жестко связанному с верхней цилиндрической ступенью двухступенчатой втулки сопла, соосно прикреплен внешний сплошной диффузор таким образом, чтобы не было перекрыто выходное сечение кольцевого зазора, соединенного, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке сопла (см. Патент РФ №2658027, кл. В05В 7/00, 2017 г.).
Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу, центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая круглая пластина с, по крайней мере, тремя коническими дроссельными отверстиями с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, при этом на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем между центральным осевым каналом центральной цилиндрической вставки, и раструбом закреплен перфорированный диск, а в раструбе установлен полый конический завихритель, вершина конической поверхности которого упирается в перфорированный диск, а основание лежит на торцевой круглой пластине раструба, при этом на конической поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка (см. Патент РФ №2667277, кл. В05В 1/00, 2018 г.).
Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющее устройство и распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а к центральной цилиндрической вставке соосно крепится распылитель, выполненный в виде конического раструба, в нижней части которого, перпендикулярно его оси, жестко прикреплена торцевая перфорированная круглая пластина с коническими дроссельными отверстиями, а на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, причем, внутри конического раструба закреплен перфорированный диск, а на срезе раструба закреплена торцевая перфорированная круглая пластина с перфорацией в виде конических дроссельных отверстий (см. Патент РФ №2667278, кл. В05В 7/00, 2018 г.).
Известна форсунка пневматическая, содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости центральному сердечнику, в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем, винтовые канавки на внешней конической поверхности обтекателя, установленного в рассекателе осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнены, по крайней мере, двухзаходными или винтовые канавки на внешней конической поверхности обтекателя выполнены в виде спирали Архимеда (см. Патент РФ №2668904, кл. В05В 3/00, 2018 г.).
Таким образом, из представленного уровня техники следует, что пневматические форсунки широко используют в технологических процессах, предназначенных для химических технологий, при этом они имеют сложную конструкцию, так как зачастую способствуют перекачиванию вязких жидкостей. Известно также, что пневматические форсунки используют для распыления жидкости (воды) в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в теплоэнергетике. Однако они также характеризуются сложностью конструкции. В таких форсунках происходит смешение жидкости и газа (воздуха) и получении на выходе двухфазной смеси с диаметром капель от 30 до 150 мкм для распыления. В конструкциях таких форсунок не предусмотрены емкости (камеры) для накопления жидкости (воды) и воздуха (газа), и требуют постоянной подачи сжатого воздуха.
В заявляемом устройстве принцип действия основан на быстром вытеснении воды сжатым воздухом, без их смешения. Камера для сжатого воздуха и камера для воды расположены в одном корпусе. Такое решение позволяет отказаться от размещения в чаше фонтана промежуточной емкости для сжатого воздуха, что упрощает конструкцию и повышает эффективность выброса струи.
Целью заявляемого изобретения является упрощение конструкции.
Технической задачей является повышения эффективности выброса испускаемой струи посредством вытеснения ее сжатым воздухом для создания в фонтане динамической водной картины в виде вылетающей водной струи.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства.
На фиг. 2 - разрез по А-А.
На фиг. 3 - вид сверху.
Устройство состоит из корпуса 1, который поделен на две камеры: камеру для воды 2 и камеру для сжатого воздуха 3. Корпус 1, камера для воды 2 и камера для сжатого воздуха 3 - цилиндрические. Внутри корпуса 1 камеры 2, 3 не соединяются. Камера для воды 2 расположена в центральной части камеры для сжатого воздуха 3 по принципу «труба в трубе». Внутри камеры для воды 2 имеется прямой участок, выполняющий роль успокоителя и выравнивания потока воды. В верхней части успокоителя установлено сопло 4 для выброса воды. В нижней части корпус 1 снабжен обратным клапаном 5, монтажным фланцем 6. Камера для воды 2 и камера для сжатого воздуха 3 соединяются между собой посредством внешнего трубопровода 7, который в нижней своей части снабжен клапаном подачи сжатого воздуха 8, а в верхней - сбросным воздушным клапаном 9. Клапан 8 может быть выполнен либо пневматическим, либо электрическим. Корпус 1 выполнен из пластика или нержавеющей стали и закреплен на дне чаши фонтана с помощью анкерных болтов 10.
Устройство работаем следующим образом.
Заполняют чашу фонтана водой до такого уровня, чтобы верхняя часть сбросного воздушного клапана 9 находилась над водой. Одновременно при наполнении чаши фонтана водой происходит самотеком заполнение водой корпуса 1 через обратный клапан 5 до выравнивания с уровнем воды в чаше фонтана по принципу сообщающихся сосудов. Закачивается воздух в камеру для сжатого воздуха 3 в корпусе 1 до заданного давления, при этом клапан 8 находится в положении «закрыто». Насадка готова к использованию. Подают электрический сигнал на открытие клапана 8. Сжатый воздух из камеры для сжатого воздуха 3 под давлением поступает в камеру для воды 2. Сжатый воздух, расширяясь в камере 2, вытесняет воду через успокоитель и сопло 4 вверх, в виде струи воды. Затем клапан 8 переводят в положение «закрыто». Происходит заполнение камеры для воды 2 водой из чаши фонтана через обратный клапан 5 самотеком по принципу сообщающихся сосудов. Воздух в верхней части камеры для воды 2 отводится в атмосферу через сбросной воздушный клапан 9.
Параметры струи воды регулируют изменением давления воздуха в камере для сжатого воздуха 3 и временем в положении «открыто» клапана 8. Использование в конструкции насадки камеры для сжатого воздуха позволяет сократить время на «перезаправку» сжатым воздухом, обеспечить работоспособность насадки при периодической подаче сжатого воздуха, и позволяет использовать компрессор меньшей производительности, а ресивер для сжатого воздуха - меньшего объема, в том числе и при необходимости создания большого запаса сжатого воздуха, например, при использовании нескольких насадок.