АКУСТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА С ДВОЙНЫМ КОНИЧЕСКИМ ЗАВИХРИТЕЛЕМ
ACOUSTIC NOZZLE WITH DOUBLE CONICAL SWIRL

Изобретение относится к средствам распиливания жидкостей и растворов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2479788, F02C 7/24, содержащая корпус, соосно расположенный в верхней части корпуса, штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру (прототип).
Недостатком известной форсунки является сравнительно невысокая степень распыла и сложность конструкции.
Технический результат - повышение эффективности распыления, упрощение конструкции и снижение материалоемкости.
Это достигается тем, что в акустической форсунке с двойным коническим завихрителем, содержащей цилиндрический полый корпус, в котором расположен двойной конический завихритель и канал для подвода жидкости, к которому герметично подсоединен акустический блок, акустический блок состоит из корпуса, выполненного в виде втулки с центральным профильным отверстием, соосным с корпусом форсунки, при этом профильное отверстие состоит из двух последовательно расположенных и соосных между собой отверстий: цилиндрического отверстия, диаметр которого равен диаметру канала для подвода жидкости, и конического отверстия, выполненного с перфорированной оболочкой, при этом в корпусе акустического блока, коаксиально цилиндрическому отверстию, расположена тороидальная резонансная полость с резонансными вставками, обращенными в сторону перфорированной оболочки конического отверстия, а в стенку корпуса акустического блока вмонтирован штуцер для подвода сжатого воздуха в кольцевую полость, ограниченную центральным профильным отверстием, при этом перфорированная оболочка разграничивает в полости выходного конического отверстия камеру смешения жидкости, поступающей по каналу корпуса форсунки с одной стороны, и сжатого воздуха, поступающего из штуцера.
На чертеже представлена конструктивная схема акустической форсунки.
Акустическая форсунка содержит цилиндрический полый корпус 4, в котором расположен двойной  конический завихритель, состоящий из верхнего 6 и нижнего 7 завихрителей, канал 2 для подвода жидкости. Коническая обечайка нижнего 7 завихрителя фиксируется посредством по крайней мере трех спиц 8, закрепленных одним концом на конической обечайке нижнего 7 завихрителя, в ее верхней части, а другим концом – в кольцевой канавке канала 2 форсунки (не показана), выполненной на его внутренней поверхности.
Вершина конической поверхности конической обечайки верхнего 6 завихрителя крепится на круглой перфорированной пластине 5, установленной в кольцевой канавке канала 2 форсунки и опирающейся на вершину нижнего 7 завихрителя, закрепленного в канале 2 форсунки посредством спиц 8. На внешних поверхностях полых конических завихрителей 6 и 7 выполнены сквозные винтовые нарезки.
К выходному сечению цилиндрического полого корпуса 4 форсунки с каналом 2 для подвода жидкости герметично подсоединен акустический блок, состоящий из корпуса 9, выполненного в виде втулки 16 с центральным профильным отверстием, соосным с корпусом 4 форсунки. Профильное отверстие состоит из двух последовательно расположенных и соосных между собой отверстий, образованных коаксиально расположенными втулками с втулкой 16: цилиндрического отверстия 10, диаметр которого равен диаметру канала 2 для подвода жидкости, и конического отверстия 15, выполненного с перфорированной оболочкой 14. Втулка 16 в верхней части жестко соединена с пластиной 17 корпуса 9 акустического блока, а в нижней части - с плоским кольцом 18.
В корпусе 9 акустического блока, коаксиально цилиндрическому отверстию 10, расположена тороидальная резонансная полость 11 с резонансными вставками 13, обращенными в сторону перфорированной оболочки 14 конического отверстия 15. В стенку корпуса 9 акустического блока вмонтирован штуцер 12 для подвода сжатого воздуха в кольцевую полость, ограниченную центральным профильным отверстием.
Таким образом, перфорированная оболочка 14 разграничивает в полости выходного конического отверстия 15 камеру смешения жидкости, поступающей по каналу 2 корпуса 4 форсунки с одной стороны, и сжатого воздуха (газа), поступающего из штуцера 12 для подвода сжатого воздуха.
Акустическая форсунка с двойным коническим завихрителем предназначена для распыливания жидкостей и работает следующим образом.
Полый корпус 4 форсунки с каналом 2 служит для подвода распыливаемой жидкости, а распыливающий агент, например воздух или газ, подается через акустический блок в камеру, образованную коническим отверстием 15 для смешения жидкости и сжатого воздуха (газа), поступающих в акустический блок.
Генератор акустических колебаний образован тороидальной сферической резонансной полостью 11, выполненной в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца. Распыливающий агент, например воздух, подается через штуцер 12 в кольцевую полость, ограниченную центральным профильным отверстием, где встречает на своем пути звукового генератор, выполненный в виде тороидальной сферической полости 11, соединенной с резонансными вставками 13. В результате прохождения звукового генератора 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 камеру смешения. В камере смешения эффект распыливания раствора жидкости усиливается за счет воздействия звукового генератора.