ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к форсункам для распыления жидкости.
Известны форсунки, содержащие корпус с подготовительной камерой, коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, вкладыш с наклонными пазами и подводящий штуцер с резьбой [1].
Приведенное техническое решение является наиболее близким по технической сущности и поэтому принято в качестве прототипа.
Недостатками известного устройства является возможность перекоса вкладыша в сопле и наличие дополнительного гидравлического сопротивления в подготовительной камере, возникающее в результате того, что подводящий штуцер перекрывает часть сечения пазов вкладыша. При этом жидкость входит в периферийные пазы вкладыша со скоростью большей, чем выходит из них, что создает дополнительное гидравлическое сопротивление и приводит к ухудшению однородности капель и ухудшению равномерности заполнения факела каплями.
Технической задачей полезной модели является устранение возможности перекоса вкладыша в сопле, а также уменьшение гидравлического сопротивления в подготовительной камере форсунки.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известной форсунке, содержащей корпус с подготовительной камерой и коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, а также вкладыш с наклонными пазами и подводящий штуцер с резьбой. При этом корпус в месте перехода подготовительной камерой в коническое сужающееся отверстие, дополнительно снабжен кольцевым упором, на который
установлен вкладыш, причем внутренний диаметр упора меньше, чем наружный диаметр вкладыша.
Новым в предлагаемой форсунке является то, что корпус, в месте перехода подготовительной камерой в коническое сужающееся отверстие, дополнительно снабжен кольцевым упором, на который установлен вкладыш, причем внутренним диаметром упора меньше, чем наружный диаметр вкладыша.
Наличие упора предотвращает заклинивание вкладыша в сопле.
Возможен вариант полезной модели, в которой площадь свободного проходного сечения на входе каждого периферийного наклонного паза вкладыша равна площади свободного проходного сечения на его выходе.
Так же возможен вариант полезной модели, в которой внутренний диаметр кольцевого упора равен диаметру внутреннего отверстия подводящего штуцера
Возможен вариант полезной модели, в которой периферийные наклонные пазы вкладыша выполнены переменного сечения и сужаются в сторону кольцевого упора или штуцера с большим внутренним диаметром.
Так же возможен вариант полезной модели, в которой отношение суммы площадей свободных проходных сечений периферийных наклонных пазов к площади поперечного сечения центрального цилиндрического отверстия вкладыша находится в диапазоне от 4,1 до 4,8.
Приведенные отличительные особенности заявляемой полезной модели в сравнении с прототипом позволяют предотвратить перекос вкладыша в сопле и уменьшить гидравлическое сопротивление форсунки.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлено осевое сечение форсунки с внутренним диаметром кольцевого упора равным диаметру внутреннего отверстия подводящего штуцера.
На фиг.2 представлено осевое сечение форсунки с внутренним диаметром кольцевого упора неравным диаметру внутреннего отверстия подводящего штуцера.
Форсунка содержит корпус 1 с подготовительной камерой 2 (фиг.1), коническим сужающимся отверстием 3, переходящим в цилиндрическое сопло 4, вкладыш 5 с центральным цилиндрическим отверстием и периферийными наклонными пазами и подводящий штуцер 6 с резьбой. Корпус 1, в месте перехода подготовительной камеры 2 в коническое сужающееся отверстие 3, дополнительно снабжен кольцевым упором 7, на который установлен вкладыш 5, причем наружный диаметр d1 вкладыша 5 больше чем внутренний диаметр d2 упора 7.
Форсунка работает следующим образом.
Жидкость поступает через подводящий штуцер 6 в подготовительную камеру 2 и продавливается через каналы вкладыша 5. Жидкость проходит по центральному цилиндрическому отверстию и периферийным наклонным пазам и далее через подготовительную камеру 2 в коническое сужающееся отверстием 3 и в сопло 4.
Внутренний диаметр d2 кольцевого упора 7 меньше наружного диаметра d1 вкладыша 5, что предотвращает заклинивание вкладыша 5 в корпусе 1.
Внутренний диаметр d2 кольцевого упора 7 равен диаметру d3 внутреннего центрального цилиндрического отверстия подводящего штуцера 6. Скорость течения жидкости на входе периферийных пазов вкладыша 5 падает на туже величину, на которую увеличивается на выходе периферийных пазов, т.к. площадь свободного проходного сечения пазов на входе и выходе равна. Описанное уменьшает гидравлическое сопротивление форсунки, что обеспечивает однородность капель и равномерность заполнения факела каплями.
Экспериментально установлено, что во вкладыше с четырьмя периферийными пазами, при отношении площадей до 4.1 появляется неоднородность капель по диаметру. При отношении площадей свыше 4,8 появляется неравномерность заполнения факела каплями. Поэтому вкладыш 5 выполнен так, что площадь поперечного сечения центрального цилиндрического отверстия вкладыша 5 относится к сумме площадей свободных проходных сечений периферийных пазов как 1:4,4.
Если внутренний диаметр d2 кольцевого упора 7 больше диаметра d3 центрального цилиндрического отверстия подводящего штуцера 6 (фиг.2), периферийные пазы вкладыша 5 выполнены переменного сечения и сужаются в сторону кольцевого упора 7 с большим внутренним диаметром d2. При этом площадь свободного проходного сечения на входе каждого паза вкладыша 5 равна площади свободного проходного сечения на его выходе.
Отсутствие перекосов вкладыша увеличивает надежность форсунки. Уравнивание скоростей течения жидкости по центральному отверстию и периферийным пазам вкладыша уменьшает гидравлическое сопротивление форсунки, что дает более равномерное заполнение однородными каплями факела и увеличивает ее коэффициент эжекции.
Полезная модель в настоящее время внедрена на промышленном предприятии.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.198. - прототип