ФОРСУНКА ВИХРЕВАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ
PNEUMATIC VORTEX NOZZLE

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2514862, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).
Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.
Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.
Это достигается тем, что в форсунке вихревой пневматической, содержащей корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры.
На фиг. 1 представлена схема форсунки вихревой пневматической, на фиг. 2 - вариант выполнения тела вращения 14 с резонансными выемками.
Форсунка вихревая пневматическая включает в свой состав корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 3, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 2 с внутренней резьбой 5. В цилиндрической гильзе 2 расположена расширительная камера 4, соосная корпусу. При этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе 2 посредством резьбы 5 сопло 6, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, расположенных в торцевой поверхности сопла 6, образованной его днищем 7. В торцевой поверхности сопла 6 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, соединенное со смесительной камерой 11 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 12. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 9 и 10, взятые в совокупности, и центрального отверстия 8 равны между собой.
В выходной диффузорной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц 13, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 12, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения 14, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры.
Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 14, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнена в виде эллипсоида, малая ось которого осесимметрична оси диффузорной выходной камеры 12 (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 2, соосной с корпусом 1, соосно диффузорной камере 12, прикреплен диффузор 15, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения 14 рассекателя.
Возможен вариант, когда рассекатель выполнен в виде двух спиц 13, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 12, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси 16, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения 14, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры 12.
Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 14, выполненного в виде шара, установленного на оси 16, с возможностью вращения, выполнена перфорированной.
Возможен вариант, когда к поверхности тела вращения 14, выполненного в виде шара, установленного на оси 16, с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например в виде отрезков винтовых лопастей (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 8, расположенного в торцевой поверхности сопла 6, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости (на чертеже не показано).
Форсунка вихревая пневматическая работает следующим образом.
Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 3, затем в расширительную камеру 4, соосную корпусу 1. После камеры 4 жидкость направляется к соплу 6, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 в смесительную камеру 11, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 9 и 10, также соединенных со смесительной камерой 11 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 12, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.
В выходной диффузорной камере 12 происходит столкновение выходного вихревого потока с рассекателем, его спицами 13, и поверхностью тела вращения 14, что приводит к дополнительному дроблению капель жидкости, образованию тонкораспыленных струй.
Возможен вариант, когда в теле вращения 14, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 12, а само тело вращения 14 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки 17 по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости (фиг. 2) для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.
Возможен вариант, когда центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, расположенное в торцевой поверхности сопла 6, осесимметрично соединено с трубкой 18 подачи сжатого воздуха в смесительную камеру 11 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 12, при этом подача жидкости производится через трубку 19 в расширительную камеру 4 цилиндрической гильзы 2, расположенную соосно корпусу. В стенке цилиндрической гильзы 2 расположен резонатор Гельмгольца, выполненный в виде камеры 20 с резонансной вставкой, расположенной перпендикулярно оси корпуса форсунки, а срез резонансной вставки расположен в смесительной камере 11 сопла 6.