ПНЕВМОАКУСТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области распыления жидкостей и может быть использована в химической, металлургической, лакокрасочной промышленности, в частности, при распыливании воды, топлив, дезинфицирующих составов и т.п.
Известен «Ультразвуковой распылитель жидкости» по патенту на изобретение №2371257, содержащий составной корпус с центральным газоходом, сопло, резонатор и дефлектор, каналы для подачи жидкости и газа, при этом сопло выполнено в виде дефлектора в форме осесимметричной фигуры с цилиндрической боковой поверхностью и с внутренним полым усеченным конусом, сопловой дефлектор установлен в корпусе соосно с центральным газоходом и обращен большим основанием полого усеченного конуса навстречу центральному газоходу с образованием сопловой щели, высота канавки резонатора и ширина сопловой щели выбраны из условия: 1,7≤σ/δ≤2,2, где σ - высота канавки резонатора; δ - ширина сопловой щели, распылитель снабжен кольцевым резонатором глубиной h со срезанной кромкой в виде конусной поверхности, кольцевой резонатор установлен на несущей части корпуса с образованием пазов относительно верхней части резонатора, верхняя часть корпуса выполнена с конусообразной воронкой, сопряженной со срезанной кромкой резонатора.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность диспергирования жидкости, так как периодические ударные волны, возникающие в потоке газа, выходящего из резонатора, оказывают незначительное воздействие на пленку жидкости.
Известен «Пневмоакустический распылитель жидкости» по патенту на изобретение №2263549, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус сопла, размещенный в нем стержневой излучатель, резонатор и установленное с зазором над корпусом сопла концентрическое сопло, которое гидравлически связано с системой подачи жидкости, при этом стержневой излучатель установлен в корпус сопла с возможностью вращения вокруг своей продольной оси и фиксации от осевого перемещения стопорным кольцом.
Недостатком известного устройства по патенту на изобретение №2263549 является низкая эффективность диспергирования жидкости, так как вращение стержневого излучателя не приводит к значительному повышению дисперсности капель жидкости.
Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача повышения эффективности диспергирования жидкости за счет дополнительного воздействия на распыляемую жидкость струй газа.
Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается за счет того, что пневмоакустический распылитель содержит корпус с газовым каналом, сообщающимся со штуцером подвода газа, в газовом канале установлен стержневой излучатель, на выступающем из корпуса конце стержневого излучателя установлен резонатор с внутренней полостью, газовый канал охвачен коллекторной полостью, сообщающейся со штуцером подвода жидкости, при этом на корпусе со стороны резонатора расположены сообщающиеся с коллекторной полостью два или более канала подачи жидкости, охватывающие газовый канал, коллекторная полость охвачена сообщающейся со штуцером подвода газа и с газовым каналом кольцевой камерой, соединенной с двумя или более соплами подачи газа, охватывающими каналы подачи жидкости.
Сопла подачи газа могут быть выполнены в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа.
Сопла подачи газа могут быть выполнены в виде сопла Лаваля.
Заявленная полезная модель отличается от известного технического решения по патенту на изобретение №2263549 тем, что на корпусе со стороны резонатора расположены сообщающиеся с коллекторной полостью два или более канала подачи жидкости, охватывающие газовый канал, коллекторная полость охвачена сообщающейся со штуцером подвода газа и с газовым каналом кольцевой камерой, соединенной с двумя или более соплами подачи газа, охватывающими каналы подачи жидкости.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило повышение эффективности диспергирования жидкости за счет дополнительного воздействия на распыляемую жидкость струй газа.
На фиг.1 представлен продольный разрез пневмоакустического распылителя, сопло подачи газа выполнено в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа.
На фиг.2 представлен вид на распылитель по стрелке А фиг.1.
Пневмоакустический распылитель (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с газовым каналом 2, сообщающимся со штуцером 3 подвода газа, в газовом канале 2 установлен стержневой излучатель 4, на выступающем из корпуса 1 конце стержневого излучателя 4 установлен резонатор 5 с внутренней полостью 6, газовый канал 2 охвачен коллекторной полостью 7, сообщающейся со штуцером 8 подвода жидкости, при этом на корпусе 1 со стороны резонатора 5 расположены сообщающиеся с коллекторной полостью 7 два или более канала 9 подачи жидкости, охватывающие газовый канал 2, коллекторная полость 7 охвачена сообщающейся со штуцером 3 подвода газа и с газовым каналом 2 кольцевой камерой 10, соединенной с двумя или более соплами 11 подачи газа, охватывающими каналы 9 подачи жидкости.
Пневмоакустический распылитель работает следующим образом. Жидкость через штуцер 8 подвода жидкости подают в коллекторную полость 7. Распределяясь в коллекторной полости 7, жидкость истекает струями через каналы 9 подачи жидкости в факел распыления. Газ через штуцер 3 подвода газа подают газовый канал 2 и в кольцевую камеру 10, охватывающую коллекторную полость 7. Газ вытекает из газового канала 2 во внутреннюю полость 6 резонатора 5, установленного на конце стержневого излучателя 4. При взаимодействии газа в резонатором 5 в газе возникают переменные звуковые колебания, приводящие к появлению скачков уплотнения. Скачки уплотнения воздействуют на струи жидкости, истекающие из каналов 9 подачи жидкости, что приводит к распаду струй жидкости на капли и формированию факела распыления. Для повышения дисперсности капель газ подают струями в факел распыления через сопла 11 подачи газа, объединенные кольцевой камерой 10. При этом сопла 11 подачи газа охватывают каналы 9 подачи жидкости. Струи газа, истекающие из сопел 11 подачи газа, оказывают аэродинамическое воздействие на капли жидкости, приводящее к распаду крупных капель на более мелкие капли. Применение сверхзвуковых сопел 11 подачи газа в виде конуса, расширяющегося в направлении истечения газа, или в виде сопла Лаваля позволяет существенно повысить дисперсность капель. При истечении из сверхзвуковых сопел 11 подачи газа в сверхзвуковом потоке, состоящем из отдельных взаимодействующих струй, образуется развитая система скачков уплотнения. Дополнительные скачки уплотнения также образуются при взаимодействии струй газа, истекающих из сопел 11 подачи газа, и потока газа из газового канала 2 со скачками уплотнения, возникающими в резонаторе 5. Крупные капли жидкости, проходя через скачки уплотнения, дробятся на более мелкие, эти капли в свою очередь, проходя через следующий скачок уплотнения, также подвергаются дроблению. Таким образом, капли жидкости в системе скачков уплотнения сверхзвукового потока газа дробятся на мельчайшие капли.
Полезная модель позволила получить технический результат, а именно, обеспечила повышение эффективности диспергирования жидкости за счет дополнительного воздействия на распыляемую жидкость струй газа.