Мелкодисперсный распылитель жидкости

 

Полезная модель относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, например, в системе пожаротушения машинных отделений судов и позволяет обеспечить тонкий распыл жидкости при низких давлениях подачи. Распылитель содержит корпус (1), в виде усеченного конуса с входным патрубком (2), сообщенным с форсунками (3), равномерно расположенными на боковой поверхности конуса. Каждая форсунка (3) имеет цилиндрический входной канал (4), камеру закручивания (5), конический выходной канал 6, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала (4) и выходное сопло (7). В цилиндрическом входном канале (3), установлен завихритель (8). Выходной канал (9) завихрителя (8) имеет прямоугольное сечение и расположен в плоскости перпендикулярной к оси форсунки (3) и по касательной к его окружности, а внутренняя полость кольца образует камеру закручивания. Завихритель (8) выполнен в виде единого элемента, нижняя часть которого представляет собой диск (10), диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала (4), а верхняя часть - кольцо (11), внешний диаметр которого равен диаметру цилиндрического входного канала (4), а внутренний - равен диаметру большего основания конического выходного канала (6). В кольце (11) выполнены сквозные прорези прямоугольного сечения, образующие выходной канал (9) завихрителя (8). Камера закручивания (5) образована внутренней полостью кольца (11) и плоскостью диска (10). 1 н.п. ф-лы, 4 з.п. ф-лы, 3 илл.

Полезная модель относится к технике распыливания жидкости и может быть использована в противопожарной технике, например, в системе пожаротушения машинных отделений судов.

Известен мелкодисперсный распылитель жидкости (патент РФ 2150336, МПК В05В 1/14, опубл. 10.06.2000 г.), содержащий полый цилиндрический корпус, на внешней поверхности которого размещен, по меньшей мере, один ряд форсунок, образованных проточкой с коническими поверхностями и каналами, выполненными в корпусе параллельно его оси симметрии и сообщенными с внутренней полостью корпуса, боковая поверхность которых частично пересекает конические поверхности проточки, и патрубок подвода жидкости, а конические поверхности, образующие проточку, выполнены несимметричными относительно поперечной плоскости корпуса в месте их пересечения, при этом конические поверхности проточки пересекают каналы, параллельные оси корпуса, разделяя их на две равные части. В известном устройстве, равномерность орошения поверхности и мелкодисперстность достигается за счет столкновения потоков жидкости во внутренних проточках и специальной установкой форсунок на торцевой поверхности. Недостатками данного мелкодисперсного распылителя жидкости являются технологические сложности в изготовлении устройства и малая интенсивность орошения (0,025 кг/м2с).

Известно распылительное устройство фирмы «Мариофф», Финляндия (www.cleper.ru. HI-FOG - современные системы пожаротушения тонкораспыленной, 18.10.2008, www.marioff.com. Морские противопожарные системы). Распылительное устройство фирмы «Мариофф» состоит из корпуса, представляющего собой усеченный конус, внутреннего коллектора и равномерно размещенных по боковой поверхности конуса 6 форсунок. Конструкция обеспечивает равномерный распыл жидкости. Недостатком данного распылителя является то, что тонкий распыл жидкости обеспечивается только при давлениях 8÷14 МПа, что требует усиления конструкции и накладывает дополнительные условия на систему подачи жидкости.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель заключается в обеспечении тонкого распыла жидкости при низких давлениях подачи (не превышающих 0,6 МПа).

Технический результат достигается тем, что в мелкодисперсном распылителе жидкости, содержащем корпус, в виде усеченного конуса с входным патрубком, сообщенным с форсунками, равномерно расположенными на боковой поверхности конуса, новым является то, что каждая форсунка имеет цилиндрический входной канал, конический выходной канал, диаметр большего основания которого меньше диаметра входного канала форсунки и выходное сопло, в цилиндрическом входном канале установлен завихритель, выполненный в виде единого элемента, нижняя часть которого представляет собой диск, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала, а верхняя часть - кольцо, внешний диаметр которого равен диаметру цилиндрического входного канала, а внутренний - равен диаметру большего основания конического выходного канала, в кольце выполнены сквозные прорези прямоугольного сечения расположенные в плоскости перпендикулярной к оси завихрителя и по касательной к его окружности, образующие выходной канал завихрителя, а внутренняя полость кольца образует камеру закручивания.

Площадь проходного сечения выходного канала завихрителя (прорези) F BX=а*b, где а - ширина канала, в - высота канала, одновременно является длиной камеры закручивания, а длина выходного канала завихрителя L=d1-d2/2, где d1 - диаметр входного канала форсунки, а d2 - диаметр большего основания конического выходного канала, кроме того L=(1,5-2)b.

Соотношение геометрических параметров описывается величиной А (геометрической характеристикой центробежной форсунки):

,

R - плечо закручивания;

rс - радиус сопла форсунки,

n - число входных каналов,

Fвх - площадь одного канала, Fвх=а*b, при этом характеристика А для составляет 0,6÷0,8, что соответствует углу конуса жидкости на выходе из форсунок 45°.

Число форсунок, обеспечивающих равномерный распыл, составляет 8 и расположены они равномерно по окружности на боковой поверхности конического корпуса распылителя через угол 45º.

Площадь проходного сечения выходного канала завихрителя (прорези) Fвх=а*b, где а - ширина канала, в - высота канала, одновременно является длиной камеры закручивания, а длина выходного канала завихрителя L=d 1-d2/2, где d1 - диаметр входного канала форсунки, a d2 - диаметр большего основания конического выходного канала, кроме того L=(1,5-2)b.

На фиг.1 представлен предлагаемый распылитель.

На фиг.2 - форсунка с завихрителем

На фиг 3 - завихритель.

Распылитель, содержит корпус 1, в виде усеченного конуса с входным патрубком 2, сообщенным с форсунками 3, равномерно расположенными на боковой поверхности конуса. Каждая форсунка 3 имеет цилиндрический входной канал 4, камеру закручивания 5, конический выходной канал 6, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала 4 форсунки 3 и выходное сопло 7. В цилиндрическом входном канале 3, установлен завихритель 8. Выходной канал 9 завихрителя 8 имеет прямоугольное сечение и расположен в плоскости перпендикулярной к оси завихрителя 8 и по касательной к его окружности. Завихритель 8 выполнен в виде единого элемента, нижняя часть которого представляет собой диск 10, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала 4, а верхняя часть - кольцо 11, внешний диаметр которого равен диаметру цилиндрического входного канала 4, а внутренний - равен диаметру большего основания конического выходного канала 6. В кольце 11 выполнены сквозные прорези прямоугольного сечения, образующие выходной канал 9 завихрителя 8. Камера закручивания 5 образована внутренней полостью кольца 11 и плоскостью диска 10.

Площадь проходного сечения выходного канала 9 завихрителя 8 (прорези) Fвх=а*b,

где а - ширина канала,

b - высота канала, которая одновременно является длиной камеры закручивания 5.

Длина выходного канала завихрителя L=d1-d2 /2,

где d1 - диаметр входного канала форсунки, a d2 - диаметр большего основания конического выходного канала, кроме того L =(1,5-2)b.

Форсунка 3 с завихрителем 8 является центробежной, для которой соотношение геометрических параметров описывается величиной А (геометрической характеристикой центробежной форсунки):

,

R - плечо закручивания;

rс - радиус сопла форсунки,

n - число входных каналов,

FBX - площадь одного канала, Fвх=а*b.

Характеристика А для предлагаемого устройства составляет 0,6÷0,8, что соответствует углу конуса жидкости на выходе из форсунок 45°. Число форсунок, обеспечивающих равномерный распыл, составляет 8 штук: 45°*8=360°.

Предлагаемый распылитель работает следующим образом.

Жидкость через входной патрубок 2 и распределительный коллектор подводится к форсункам 3 и к завихрителям 8. С помощью завихрителей 8 жидкости придается центробежное движение и жидкость в закрученном состоянии подается в выходное сопло 7 форсунки 3. В выходном сопле 7 закрученная струя жидкости преобразуется в тонкую пленку, от толщины которой зависит толщина капель. В предлагаемом распылителе толщина пленки на выходе из сопла составляет 100 мкм. Далее эта пленка за счет разрыва преобразуется в отдельные нити, которые в свою очередь разделяются на капли.

Работоспособность предлагаемого распылителя подтверждена на практике: вода подавалась с давлением 0,6 МПа на вход в распылитель. Для исследования спектра размеров частиц использовался метод малоуглового рассеивания света, позволяющего измерить размеры частиц дискретной фазы в потоках. Испытания проводились для диаметра выходного сопла форсунок от 1,1 мм до 1,6 мм. Размер капель не превышал 100 мкм.

1. Мелкодисперсный распылитель жидкости, содержащий корпус в виде усеченного конуса с входным патрубком, сообщенным с форсунками, равномерно расположенными на боковой поверхности конуса, отличающийся тем, что каждая форсунка имеет цилиндрический входной канал, конический выходной канал, диаметр большего основания которого меньше диаметра входного канала форсунки и выходное сопло, в цилиндрическом входном канале установлен завихритель, выполненный в виде единого элемента, нижняя часть которого представляет собой диск, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического входного канала, верхняя часть представляет собой кольцо, внешний диаметр которого равен диаметру цилиндрического входного канала, а внутренний равен диаметру большего основания конического выходного канала, в кольце выполнены сквозные прорези прямоугольного сечения, расположенные в плоскости, перпендикулярной к оси завихрителя и по касательной к его окружности, образующие выходной канал завихрителя, а внутренняя полость кольца образует камеру закручивания.

2. Мелкодисперсный распылитель жидкости по п.1, отличающийся тем, что площадь проходного сечения выходного канала завихрителя (прорези) Fвх =аb, где а - ширина канала, в - высота канала, одновременно является длиной камеры закручивания, а длина выходного канала завихрителя L=d1-d2/2, где d1 - диаметр входного канала форсунки, a d2 - диаметр большего основания конического выходного канала, кроме того, L=(1,5-2)b.

3. Мелкодисперсный распылитель жидкости по п.1, отличающийся тем, что соотношение геометрических параметров описывается величиной А (геометрической характеристикой центробежной форсунки)

,

R - плечо закручивания;

rc - радиус сопла форсунки,

n - число входных каналов,

F вх - площадь одного канала, Fвх=аb, при этом характеристика А для составляет 0,6÷0,8, что соответствует углу конуса жидкости на выходе из форсунок 45°.

4. Мелкодисперсный распылитель жидкости по п.1, отличающийся тем, что число форсунок, обеспечивающих равномерный распыл, составляет 8 и расположены они равномерно по окружности на боковой поверхности конического корпуса распылителя через угол 45°.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к системе регазификации сжиженного природного газа.

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно, к оборудованию для бессубстрактного выращивания растений методом аэропоники, и может быть использована для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных растений и размножения безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях
Наверх