ФОРСУНКА КОНУСОВИДНАЯ

Полезная модель относится к распылительным форсункам и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства при распылении жидкостей и порошкообразных веществ, в том числе для тушения пожаров.
Известна форсунка, содержащая корпус с камерой смешения, сопло и вкладыш-завихритель, выполненный с каналами по периферии и с радиальными ребрами на торце, обращенном к соплу, при этом для повышения производительности форсунки камера смешения выполнена с цилиндрическим участком, переходящим в расширяющийся конический участок, обращенный к вкладышу-завихрителю, выполненному с центральным каналом, причем периферийные каналы вкладыша-завихрителя имеют участок, наклоненный к оси под углом 15÷20°, а упомянутые радиальные ребра выполнены дугообразными, при этом расположенный перед соплом участок камеры выполнен коническим (Патент РФ №2205703, МПК B05B 1/34, опубл. 10.06.2003).
Недостатком данной форсунки также является сложность конструкции, обусловленная сложным конструктивным выполнением вкладыша-завихрителя.
За прототип принята известная форсунка, содержащая корпус с выходным соплом в виде сопряженных пережимом конфузорного и диффузорного участков и резонатор, подключенный к диффузорному участку сопла и выполненный в виде заглушенного патрубка со срезом открытого торца, обращенного в сторону конфузорного участка сопла, при этом для повышения степени распыления жидкости резонатор образован внутренней боковой поверхностью диффузорного участка, боковой поверхностью коаксиально расположенного в диффузорном участке с образованием кольцевого зазора проточного тонкостенного диффузора и сопряженного с большими основаниями диффузорного участка и диффузора по их периметрам в плоскости выходного сечения диффузорного участка плоского кольца (Патент РФ №2101616, МПК F23D 11/34, B05B 17/06, опубл. 10.01.1998).
Недостатком известной форсунки является то, что она предназначена для распыления жидкости и не эффективна при распылении веществ, содержащих порошок или частицы, что затрудняет ее использование при пожаротушении.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности пожаротушения огнегасящим веществом с необходимыми параметрами факела распыления при относительно не высоком давлении в системе.
Предлагается форсунка конусовидная, включающая корпус с наружной резьбой для установки в узле системы распыления, входной канал и сопло.
Отличием является то, что сопло выполнено в виде двух усеченных конусов разного объема, расположенных соосно, соединенных между собой верхними основаниями, а диаметр нижнего основания конуса большего объема превышает диаметр его верхнего основания в 1,9 раза.
Сущность предлагаемой полезной модели показана на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 показана форсунка конусовидная в разрезе, на фиг. 2 показан объемный разрез предлагаемой форсунки.
1
2
Корпус показан 1 с наружной (трапецевидной) резьбой 2, сопло выполнено в виде двух усеченных конусов меньшего объема 3, большего объема 4. Диаметр нижнего основания конуса большего объема обозначен d, а диаметр верхнего основания обозначен d.
Наружная трапецевидная резьба 2 повышает надежность закрепления форсунки в системах распыления, исключает вероятность протечек, которые могут повлечь снижение давления в системе распыления. Признак является существенным и положительно сказывается на эффективности распыления жидкости и порошкообразных веществ.
Входной канал форсунки соединен с конусом меньшего объема 3, при этом конус 4 и конус 3 расположены соосно и выполнены в виде усеченных конусов. Предлагаемое коструктивное решение позволяет создавать изменение давления в распыляемом потоке и за счет этого придавать дополнительное ускорение распыляемым частицам на выходе из сопла.
Как известно, характер сопротивления, испытываемый частицей (воды или вещества) при движении в воздухе, зависит от числа Рейнольдса, определяемого по формуле:
где
υ - средняя скорость распыляемого вещества,
d - диаметр трубы,
γ - кинематическая вязкость вещества.
Если возникает сопротивление движению частиц в потоке воздуха, то значение Re снижается.
Распыляемое вещество попадает в усеченный конус сопла 3, который имеет конусообразное сужение. Диаметр уменьшается, возникает турбулентность движения частиц вещества, снижается их скорость, увеличивается сопротивление частиц движению.
1
2
Распыляемый поток затем попадает в конус сопла 4, где диаметр конуса увеличивается по направлению движения потока частиц (увеличивается площадь сечения). Сопротивление движению снижается, возникает положительный градиент давления, скорость потока увеличивается, частицы вещества равномерно распределяются по мере движения. Изменяется режим движения распыляемого потока. Заданное соотношение диаметров нижнего основания и верхнего основания сопла d/d=1,9 позволяет пропорционально увеличить ускорение распыляемых частиц, что повышает эффективность распыления, позволяет получить стабильное раскрытие конуса факела с равномерной дисперсностью, при этом не повышая давления в системе. Таким образом, используется естественное ускорение частиц по законам физики.
Признаки полезной модели в совокупности «сопло выполнено в виде двух усеченных конусов разного объема, расположенных соосно, соединенных между собой верхними основаниями, а диаметр нижнего основания конуса большего объема превышает диаметр его верхнего основания в 1,9 раза» позволяют обеспечить заявленный технический результат, повышают эффективность распыления за счет применения простой конструкции форсунки конусовидной. Технически форсунка за счет изменения режимов движения потока, использования кинетической энергии движения частиц позволяет создать естественное ускорение распыляемого вещества на выходе из сопла, за счет этого обеспечивается равномерность распределения частиц в потоке, однородность дисперсности конуса распыления. Повышается эффективность пожаротушения огнегасящим веществом, достигаются необходимые параметры факела распыления при относительно не высоком давлении в системе.
Признаки полезной модели находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.