ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА КОЧЕТОВА
KOCHETOV'S PNEUMATIC ATOMISER

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является форсунка по патенту RU №2528164 - (прототип), содержащая полый корпус с соплом и центральным сердечником.
Недостатком известной форсунки такой конструкции является сравнительно невысокая мелкодисперсность капель на поверхности орошения из-за отсутствия газовой турбулентности потока двухфазной смеси.
Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыления жидкости.
Это достигается тем, что в пневматической форсунке, содержащей корпус с подводом распыляемой жидкости и газа, струенаправляющие устройства для жидкости и газа, распылитель, корпус выполнен в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие для крепления осесимметричной корпусу центральной цилиндрической вставки с центральным осевым каналом струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие для подвода газа под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью корпуса, а к внутренней боковой поверхности корпуса, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза струенаправляющего устройства для подвода газа под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки и внутренней поверхностью гильзы, при этом кольцевой зазор соединен с кольцевой камерой, а струенаправляющее устройство для подвода распыляемой жидкости выполнено в виде винтового диска, контактирующего с цилиндрической образующей поверхностью осевого канала, выполненного в центральной цилиндрической вставке, при этом сечение винтовой линии винтового диска, выполненной на сплошном диске, имеет прямоугольный профиль, а ось винтового диска перпендикулярна днищу корпуса в виде стакана.
На чертеже представлена конструктивная схема пневматической форсунки.
Пневматическая форсунка содержит корпус 6, выполненный в форме перевернутого стакана, в днище которого выполнено резьбовое отверстие 2 для крепления осесимметричной корпусу 6 центральной цилиндрической вставки 1 с центральным осевым каналом 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, а в боковой поверхности корпуса 6, перпендикулярно его оси, выполнено, по крайней мере, одно отверстие 7 для подвода воздуха (газа) под давлением, которое соединяется с кольцевой камерой 10, образованной внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью корпуса 6. К внутренней боковой поверхности корпуса 6, в его нижней части, крепится цилиндрическая гильза 8 струенаправляющего устройства для подвода воздуха (газа) под давлением к распылителю посредством кольцевого зазора 9, образованного внешней поверхностью центральной цилиндрической вставки 1 и внутренней поверхностью гильзы 8, при этом кольцевой зазор 9 соединен с кольцевой камерой 10.
Струенаправляющее устройство для подвода распыляемой жидкости выполнено в виде винтового диска 4, контактирующего с цилиндрической образующей поверхностью осевого канала 3, выполненного в центральной цилиндрической вставке 1, при этом сечение винтовой линии винтового диска 4, выполненной на сплошном диске, имеет прямоугольный профиль, при этом ось винтового диска 4 перпендикулярна днищу корпуса 6 в виде стакана.
Внутри центральной цилиндрической вставки 1, в осевом канале 3, соосно и последовательно расположены две камеры: винтовая камера закрутки, образованная поверхностью осевого канала 3, выполненного в центральной цилиндрической вставке 1, и винтовым диском 4, а также камера, образованная диффузором 5, плоскость среза которого совпадает с плоскостью кольцевого зазора 9, образованного внутренней цилиндрической поверхностью гильзы 8 струенаправляющего устройства для подвода воздуха и внешней цилиндрической поверхностью центральной цилиндрической вставки 1.
Сечение винтовой линии винтового диска 4, контактирующего с цилиндрической образующей поверхностью осевого канала 3 струенаправляющего устройства для подвода распыляемой жидкости, выполненного в центральной цилиндрической вставке 1, может быть выполнено эллиптическим, причем большая ось эллипса направлена в сторону оси осевого канала 3, выполненного в центральной цилиндрической вставке 1 (на чертеже не показано).
Пневматическая форсунка работает следующим образом.
Жидкость под давлением подается по осевому каналу 3, выполненному в центральной цилиндрической вставке 1, к винтовой камере закрутки потока жидкости и, последовательно соединенной с ней камерой, образованной диффузором 5, из которой истекает с образованием факела, корневой угол которого определяется углом раскрытия диффузора. Воздух под давлением подается через отверстия 7 в кольцевую камеру 10, а из нее - к срезу диффузора 5 посредством кольцевого зазора 9. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из диффузора 5. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки.
Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.
Форсунка может использоваться в различных отраслях техники, где требуется создать распыленные потоки жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве, например в стационарных системах пожаротушения, а также в двигательном машиностроении - для распыления топлива. Кроме того, форсунка может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.