КЛАПАННАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОГО ТУМАНА

Полезная модель относится к распылительным устройствам, создающим мелкодисперсное распыление. Форсунка может быть использована при пылеподавлении, например в горных выработках в системах пневмогидроорошения.
Известна форсунка (патент №139820, заявка №2013154364, дата приоритета 06.12.2013, дата публикации 27.04.2014). Предложено четыре варианта форсунок. Корпус форсунок состоит из жиклера и хвостовика, расположенных соосно. В жиклере имеются отверстия для ввода под давлением воздуха или воды. По центру хвостовика имеется канал, который на входе в камеру смешения заужен. Камера смешения в разных вариантах исполнения имеет разную форму: усеченного конуса, форму обратного конуса со стороны хвостовика и усеченного с другой стороны, в форме совмещенных основанием конусов. Камера смешения сопряжена с соплом узким концом. Сопла расширяется к выходу, в одном случае выполнено в виде прямолинейного канала.
Недостатком известной форсунки является то, что возможна подтечка воды, канал подачи воды в форсунке не перекрывается во время остановки работы системы пневмогидроорошения. В результате протечки происходит опорожнение камеры, что является причиной сбоев и более длительного времени для выхода системы на рабочий режим.
Известная форсунка принята за прототип.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности пневмогидроорошения и пылеподавления.
Предлагается клапанная форсунка для создания газожидкостного тумана, включающая корпус, имеющий по центру камеру смешения в форме конусов, канал подачи воздуха и каналы для подачи воды, расположенные по боковой стенке корпуса, уплотнительные кольца.
Отличием является то, что конусы совмещены верхним основанием с использованием разъемного соединения, в корпус встроена пружина, поджимающая подвижный в осевом направлении сердечник, зафиксированный упором и имеющий отверстия для воды, которые при перемещении сердечника совмещается с каналом для подачи воды, размещенным в корпусе.
Сущность предлагаемой полезной модели показана на фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 показана клапанная форсунка в нерабочем состоянии (закрыт канал подачи воды), а на фиг. 2 - в рабочем состоянии (канал для подачи воды открыт).
Корпус форсунки показан 1, подвижный сердечник 2, уплотнительные кольца 3, пружина сжатия 4, канал для подачи воды в корпусе 6 в камеру смешения, отверстие в подвижном сердечнике для воды 5, упор для пружины 7.
Уплотнительные кольца 3 расположены по окружности форсунки и предназначены для повышения герметизации соединения, исключают возможность подтекания воды, а следовательно, повышают эффективность пневмогидроорошения.
Важную роль в конструкции форсунки играет подвижный сердечник 2. На фиг. 1 показана клапанная форсунка в нерабочем состоянии. Пружина 4 разжата, сердечник 2 перекрыл в корпусе канал для подачи воды 6, отверстие для воды в подвижном сердечнике 5 не совмещено с каналом 6. Вода в камеру смешения не поступает. Система пневмогидроорошения не работает. Расхода воды нет. Исключена подтечка воды, что подтверждает надежность используемой форсунки и эффективность пневмогидроорошения.
На фиг. 2 показана рабочая ситуация. Под действием воздушного давления сердечник перемещается в продольном направлении, а пружина сжимается. Пружина 4 сжата, отверстие в подвижном сердечнике 5 совмещено с каналом 6, вода под давлением поступает в камеру смешения, где разбивается струей воздуха. При этом камера смешения выполнена в форме совмещенных верхним основанием конусов, выполненных в виде сопло лаваля. Соединение двух конусов предполагается выполнить разъемным. Использование разъемного соединения позволит проводить техническое обслуживание и контроль за состоянием элементов форсунки. Допускается использование не разъемного соединения, но это снизить эффективность в плане ремонта и срока службы форсунки. Место соединения двух конусов может быть ниже и выше показанного на чертеже. Образуется газовый канал особого профиля. Воздух подается в расширенную часть камеры смешения, которая по ходу течения газовой среды сужается, разгоняя проходящий по нему газовый поток до сверхзвуковых скоростей.
Течение газового потока сопровождается изменением скорости потока. Затем газовый поток попадает в расширенную часть камеры сердечника 2, где разбивает поток жидкости. Вода подается в камеру смешения по наклонному отверстию 5, что способствует быстрому смешению с газовым потоком. Происходит диспергирование жидкости, смешение с воздухом и на выходе из форсунки мелкодисперсное распыление. Конструкция клапанной форсунки позволяет получить мелкодисперсное распыление жидкости, т.е. мелкие капельки воды.
Учитывая, что процесс улавливания вытающей в воздухе пыли достаточно сложный, процессы и способы получения распыляемой жидкости имеют важное значение. Необходимо, чтобы каждая пылинка была захвачена капелькой воды. Т.е. каждая пылинка должна встретиться с капелькой воды. Следовательно, чем больше капель воды распыляется, тем выше эффективность пневмогидроорошения. При этом важное значение имеет размер капель жидкости. Капля должна иметь размер оптимальный для улавливания пылинки. Воздух, равномерно заполненный мелкодиспергированной жидкостью, повышает эффективность орошения.
Кроме того, скорость движения в воздухе крупной капли воды значительно ниже, чем скорость движения мелких капель (законы физики). Следовательно, создавая мелкодисперсное орошение, увеличиваем и дальность распыления, увеличиваем территорию орошения. Повышается эффективность пневмогидроорошения и распыления.
Клапанная форсунка универсальна в применении. Через канал подачи жидкости имеется техническая возможность подачи второго типа газа, например другого ингибитора.
Признаки формулы полезной модели «корпус, имеющий по центру камеру смешения в форме совмещенных верхним основанием конусов, канал подачи воздуха и каналы для подачи воды, расположенные по боковой стенке корпуса, уплотнительные кольца», подвижный сердечник с наклонными отверстиями для воды являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.