Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости

23 11/04 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ(71) Заявитель Иванов Вадим Борисович Стародубцев Александр Васильевич(72) Авторы Иванов Вадим БорисовичСтародубцев Александр Васильевич(73) Патентообладатель Иванов Вадим БорисовичСтародубцев Александр Васильевич(57) 1. Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости, содержащая корпус с подготовительной камерой и размещенной в ней цилиндрической завихряющей вставкой с центральным цилиндрическим отверстием и периферийными наклонными каналами прямоугольного сечения, коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, и подводящий штуцер, подпирающий цилиндрическую завихряющую вставку, отличающаяся тем, что периферийные прямоугольные каналы выполнены переменного сечения, сужающимися по ходу движения жидкости, а между цилиндрической завихряющей вставкой и коническим сужающимся отверстием корпуса установлено дистанционное кольцо. 2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что дистанционное кольцо выполнено с толщиной стенки не более 5 мм и высотой от 2 до 10 мм. 3. Форсунка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что угол наклона прямоугольных каналов выполнен от 30 до 80 градусов.(56) Галустов В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. - М. Атомиздат, 1989. - С. 198.2084292 1, 1997.2011428 1, 1994.1152163, 1969.1368592, 1974.1454381, 1976.5639029 , 1997.2151422 2, 1971. Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к форсункам для распыления жидкости, и может быть применено, например, в градирнях, а также на других промышленных объектах, где требуется распыление воды или других жидкостей. Известны форсунки, содержащие корпус с подготовительной камерой, коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло и подводящий штуцер. При этом подводящий штуцер может быть расположен аксиально или тангенциально 1. Известны также форсунки, содержащие корпус с подготовительной камерой сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло и подводящий штуцер, которые дополнительно содержат лопастные вкладыши, плоские вкладыши с рядами наклонных отверстий круглого сечения 2. Недостатком известных форсунок является незначительная турбулизация потока и,как следствие, достаточно большой поверхностно-объемный диаметр капель. В качестве прототипа принята центробежно-струйная форсунка Хески, содержащая корпус с подготовительной камерой, сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, и подводящий штуцер, которая содержит плоский вкладыш, снабженный одним рядом каналов, выполненных в виде наклонных пазов прямоугольного сечения,прорезанных на внешней кромке вкладыша 3. Недостатками известных устройств является недостаточно эффективная схема распыления жидкости. При больших напорах невозможно получить мелко распыленные струи при достаточно длинных струях. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности работы форсунки за счет уменьшения объемно-поверхностного диаметра капель. Поставленная задача решается тем, что в известной центробежно-струйной форсунке для распыления жидкости, содержащая корпус с подготовительной камерой и размещенной в ней цилиндрической завихряющей вставкой, с центральным цилиндрическим отверстием и периферийными наклонными каналами прямоугольного сечения, коническим сужающимся отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло и подводящий штуцер подпирающий цилиндрическую завихряющую вставку, согласно изобретению, периферийные прямоугольные каналы выполнены переменного сечения, сужающимися по ходу движения жидкости, а между цилиндрической завихряющей вставкой и коническим сужающимся отверстием корпуса установлено дистанционное кольцо. Поставленная задача решается также и тем, что дистанционное кольцо выполнено с толщиной стенки не более 5 мм и высотой от 2 до 10 мм. Поставленная задача решается также и тем, что угол наклона прямоугольных каналов выполнен от 30 до 80 градусов. Такое выполнение форсунки позволяет увеличить производительность форсунки за счет оптимизации площадей проходного сечения, на входе в плоскую завихряющую вставку и выходе из него. Подводящий штуцер, подпирая плоскую завихряющую вставку,одновременно уменьшает сечение периферийных прямоугольных каналов на входе и 2 5604 1 дальнейшее расширение каналов при больших напорах может приводить в кавитационным явлениям, а это в свою очередь к существенному гидравлическому сопротивлению,резко снижающему производительность, в особенности при больших напорах. При равных площадях проходного сечения на входе в завихряющую вставку и выходе из нее позволяет устранить дисбаланс расхода в различных сечениях завихряющей вставки. Угол сужения дна прямоугольного канала можно определить из формулы,кам 2 где кам - внутренний диаметр подготовительной камеры (наружный диаметр плоской завихряющей вставки) шт - внутренний диаметр подводящего штуцера Н - высота плоской завихряющей вставки. Дистанционное кольцо, с одной стороны, создает дополнительный объем в подготовительной камере, который позволяет наилучшим образом соединиться потоку, проходящему через центральное отверстие и наклонные периферийные каналы, а с другой стороны,создает турбулизационную ступеньку, позволяющую уменьшить объемно-поверхностный диаметр капель без потери напора и производительности форсунки. Соотношение площади центрального отверстия и боковых наклонных каналов определяют используя известные теоретические зависимости. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез форсунки. На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 Форсунка содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндрической втулки, внутри которой размещена цилиндрическая завихряющая вставка 2, снабженная одним рядом каналов, выполненных в виде наклонных пазов прямоугольного сечения, прорезанных на внешней кромке вставки. Положение вставки фиксируется подводящим штуцером 3. На выходе вставки установлено дистанционное кольцо 4. Входная зона форсунки обозначена, подготовительная камера - . Цилиндрическое сопло обозначено символом с. Наклонный периферийный канал обозначен символом . Центральное отверстие - . Форсунка работает следующим образом. Вода подается через подводящий штуцер 3 во входную зону а форсунки. Далее вода проходит по периферийным каналами центральному отверстиюи попадает в подготовительную камеруи далее в сопло с. Дистанционное кольцо 4 выполняют высотой 2-10 мм и толщиной стенки 5 мм. Такие размеры определены экспериментально в процессе длительных испытаний. За пределами этих размеров эффективность работы форсунки резко снижается. Угол наклона периферийных пазов также определен экспериментально в пределах от 30 до 80. Углы наклона, выходящие за пределы, определенные экспериментально, не позволяют получить требуемый угол раскрытия факела распыла жидкости. Угол свыше 80 градусов превращает факел в единую струю, а угол менее 30 градусов создает слишком большую турбулизацию потока и факел получает слишком маломощный. Изобретение позволяет значительно повысить производительность форсунки, создавать факел жидкости, наиболее подходящий для использования в безоросительных градирнях с нижним расположением форсунок. Источники информации 1. Галустов Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. - М. Атомиздат, 1989. - С. 197. 2. Галустов В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. - М. Атомиздат, 1989. - С. 198, рис. 7.4 а)-и). 3 5604 1 3. Галустов В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. - М. Атомиздат, 1989. - С. 198, рис. 7.4 к). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.