НАСАДОК ДЛЯ ПОДАЧИ И РАСПЫЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫХ ЖИДКОТЕКУЧИХ СРЕД
MULTIPHASE FLUID FEEDING AND DISPENSING NOZZLE

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для пожаротушения, орошения, охлаждения, аэрации в устройствах подачи многофазных жидкотекучих сред.
Известен насадок для создания водяного распыла аэрозольного типа, содержащий корпус с проточной частью, отличающийся тем, что проточная часть состоит из коаксиально расположенных сопла Лаваля и распределительной решетки, имеющей размеры отверстий, равные 0,3-1,0 диаметра критического сечения сопла Лаваля для выборочной подачи направленного газожидкостного потока или движущейся водяной завесы, при этом к насадку закреплен посредством замков контейнер с химическим составом в виде поверхностно-активного вещества, например, на основе алкилсульфоната натрия, поглощенного силикагелем, для введения химического состава на расстоянии 0,2-0,4 м от сопла / Патент RU № 2123871, 1998/.
Известный насадок ограниченно применим без предварительного нагрева огнетушащей жидкости выше температуры кипения, обладает высоким гидравлическим сопротивлением и малоприменим для высоких расходов жидкости.
Известен насадок к устройству для подачи подвижной среды, содержащий корпус с рабочим участком, имеющим винтовой канал некруглого сечения, отличающийся тем, что рабочий участок выполнен в виде тонкостенной упругой оболочки по форме винтового канала, а толщина стенки выполнена переменной по длине оболочки / Патент RU № 2099114, 1997/.
Известный насадок малоприменим для получения дисперсной струи из многофазных жидкотекучих сред.
Известен насадок, содержащий корпус и сопло, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме полого шара, радиус внутренней сферы которого больше наибольшего размера условного проходного сечения сопла, при этом сопло имеет некруглое сечение внутреннего канала, расположенного по винтовой поверхности, а корпус в месте соединения с соплом имеет окно некруглого сечения / Патент RU № 2090228, 1997/.
Известный насадок малоприменим для получения дисперсной струи из многофазных жидкотекучих сред.
Наиболее близким является пневмоакустическое распылительное устройство, содержащее резонатор, газовое и водяное сопла, стержень, установленный с зазором относительно газового сопла, отличающееся тем, что величина зазора в нем выбрана равной (0,03-0,055), а глубина резонатора h=(3,0-5,0), при этом длина волны акустического излучения на рабочей частоте для инертного газа / Патент RU № 2130328, 1999/.
Известное устройство обладает высоким гидравлическим сопротивлением, малоприменимо для высоких расходов жидкости и для получения дисперсной струи из многофазных жидкотекучих сред, не достаточно технологично в использовании.
Задачей изобретения является повышение дисперсности подаваемого потока многофазной жидкотекучей среды, снижение гидравлического сопротивления и конструктивной сложности насадка, обеспечение высоких расходных показателей при распылении потока многофазных жидкотекучих сред, повышение надежности и технологичности использования.
Задача решается тем, что в насадке для подачи и распыления многофазной жидкотекучей среды, содержащем корпус с внутренним проточным каналом, закрепленный на подающем патрубке, согласно решению корпус насадка выполнен с продольными разрезами на сопловой части и образованием колебательных элементов, снабженных на концах выпуклостями, корпус насадка закреплен за патрубок через гасящий вибрации трубчатый элемент и снабжен закрепленной на внешней поверхности сопловой части защитной оболочкой, при этом продольные разрезы на сопловой части выполнены разной длины, выпуклости на концах колебательных элементов выполнены аэродинамически активной формы, гасящий вибрации трубчатый элемент представляет собой сильфон, а защитная оболочка закреплена контргайкой.
Отличительными признаками являются:
- корпус насадка выполнен с продольными разрезами на сопловой части и образованием колебательных элементов, снабженных на концах выпуклостями (что обеспечивает устойчивое инициирование вибрационной обработки потока и диспергирование частиц потока);
- корпус насадка закреплен за патрубок через гасящий вибрации трубчатый элемент (что предотвращает распространение вибраций и обеспечивает повышение технологичности использования насадка);
- корпус насадка снабжен закрепленной на внешней поверхности сопловой части защитной оболочкой (что обеспечивает надежность и долговечность работы колебательных элементов и самого насадка);
- продольные разрезы на сопловой части выполнены разной длины (что позволяет колебательным элементам вибрировать с разными частотами и вводить в резонансный режим колебаний корпус насадка с интенсификацией воздействия на поток и степень диспергации последнего, обеспечить снижение гидравлического сопротивления насадка);
- выпуклости на концах колебательных элементов выполнены аэродинамически активной формы (что позволяет даже при относительно невысокой скорости движения потока активно вибрировать колебательным элементам и резонировать корпусу насадка);
- гасящий вибрации трубчатый элемент представляет собой сильфон (что при простоте и технологичности исполнения обеспечивает предотвращение распространения вибраций на подающий патрубок);
- защитная оболочка закреплена контргайкой (что повышает надежность крепления в резонансном режиме колебаний корпуса насадка).
Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид с разрезом, на фиг.2 - колебательный элемент с выпуклостью аэродинамически активной формы, фиг.3 - вид А - сопловая часть насадка, фиг.4 - развертка по Б-Б сопловой части.
Насадок для подачи и распыления многофазной жидкотекучей среды содержит корпус 1 с внутренним каналом 2, продольными разрезами 3, колебательными элементами 4, выпуклостями 5, подающий патрубок 6 с подводящим каналом 7 и перфорациями 8, сильфон 9, защитную оболочку 10, контргайку 11.
Насадок работает следующим образом.
В подающий патрубок 6 поступает жидкость, смешиваясь с газом, поступающим через перфорации 8 подводящего канала 7, и по внутреннему проточному каналу 2 выбрасывается под давлением через сопловую часть корпуса 1 насадка. При движении потока последний обтекает выпуклости 5 колебательных элементов 4, при этом на каждой выпуклости за счет аэродинамически активной формы возникает отклоняющая сила, направленная к оси потока. Неравномерность потока инициирует вибрацию колебательных элементов 4, при этом каждый из них вибрирует на собственной частоте исходя из различной длины каждого элемента, определяемой различной длиной продольных разрезов 3. Корпус 1 начинает работать в режиме резонансной камеры. Широкий диапазон частот позволяет инициировать резонансные колебания корпуса 1 при изменениях напорных характеристик потока и интенсивную высокочастотную обработку жидкотекучей среды в резонансной камере с дополнительным перемешиванием и гомогенизацией состава потока. Выпуклости аэродинамически активной формы на выходе из сопла образуют расширяющуюся поверхность, близкую по конфигурации к начальной и самой активной зоне сопла Лаваля, что инициирует интенсивную диспергацию потока. Диспергация увеличивается за счет высокочастотной вибрации элементов, образующих поверхность отрыва потока. Низкое гидравлическое сопротивление позволяет прокачивать через насадок различные по фазовому составу потоки с включением эмульсий для образования пены, суспензий и псевдоожиженных порошковых составляющих. Зазор между внешней образующей колебательных элементов и внутренней поверхностью защитной оболочки 10 обеспечивает колебания элементов 4 с максимальной амплитудой, соответствующей длине каждого элемента, а контргайка 11 препятствует развинчиванию соединения защитная оболочка - корпус при резонансных колебаниях. Сильфон 9 препятствует передаче вибрации на подающий патрубок 6, что обеспечивает надежность и устойчивость функционирования устройства в целом. Насадок для подачи и распыления многофазной жидкотекучей среды обеспечивает повышение дисперсности подаваемого потока многофазной жидкотекучей среды, снижение гидравлического сопротивления и конструктивной сложности насадка, позволяет достигнуть высоких расходных показателей при распылении потока многофазных жидкотекучих сред, повысить надежность и технологичность использования.