Центробежно-струйная форсунка

Полезная модель относится к форсункам для распыления жидкости и использована для распыления жидкости в абсорберах по улавливанию аммиака из коксового газа. Технический эффект, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении качества распыления и увеличении производительности. Центробежно-струйная форсунка содержит корпус, рабочую камеру, завихрительную камеру с сужающим коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, завихрительную вставку, подводящий штуцер, присоединенный с помощью резьбового соединения к верхней части корпуса. Завихрительная вставка имеет форму усеченного конуса и размещается внутри корпуса. В завихрительной вставке выполнены центральное коническое отверстие, диаметр меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, и периферические наклонные каналы, соотношение глубины и ширины, которых находится в диапазоне от 2 до 4. Высота завихрительной камеры составляет 0,7-0,8 от ее диаметра. Угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси форсунки периферического канала. С наружной стороны сопла выполнена фаска. 1 с.п., 1 з.п., 2 илл.

Полезная модель относится к устройствам для распыления жидкости и может быть использована в коксохимической промышленности, например, для использования в абсорберах по улавливанию аммиака из коксового газа, а также области теплоэнергетики и в других отраслях промышленности для распыления воды или других жидкостей.

Известна центробежно-струйная форсунка, содержащая 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 камеры в коническое сужающееся отверстие, дополнительно снабжен кольцевым упором, на который установлен вкладыш, причем внутренний диаметр упора меньше, чем наружный диаметр вкладыша (Патент РФ 57643, кл.В05В 1/34, 2006).

Недостатками данной форсунки является малый угол раскрытия струи (до 45°), объемно-поверхностный диаметр капель более 5 мм, вследствие чего имеем низкое качество распыления жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, плоскую цилиндрическую завихривающую вставку с центральным цилиндрическим отверстием и периферийными наклонными каналами, подводящий штуцер, подпирающий вставку. Периферийные каналы наклонены к продольной оси форсунки под углом, равным 5-30°, и выполнены переменного сечения или прямоугольной, или круглой, или овальной формы с площадью, уменьшающейся по ходу движения жидкости, между цилиндрической вставкой и сужающимся коническим отверстием установлено дистанционное кольцо, подводящий штуцер и дистанционное кольцо

частично перекрывают поперечные сечения каналов соответственно на их входах и выходах, образуя свободные проходные сечения, при этом площадь свободного проходного сечения на входе каждого канала равна площади свободного проходного сечения на его выходе (Патент РФ 2144439, кл. В05В 1/34, F23D 11/04, 2000).

Недостатками данной форсунки является, малый угол раскрытия струи (30-80°) и слишком малый объемно-поверхностный диаметр капель (0,5-0,8 мм до 90% общего объема жидкости.)

Задачей создания полезной модели является повышение качества распыления и увеличение производительности.

Поставленная задача достигается тем, что в известной центробежно-струйной форсунке, включающей корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, завихрительную вставку с центральным отверстием и периферийными наклонными пазами, подводящий штуцер, согласно полезной модели, центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, диаметр меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, а периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, при этом высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, а угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, при этом с наружной стороны сопла выполнена фаска. Завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса.

Технический эффект, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении качества распыления и увеличении производительности.

Технический эффект достигается за счет того, что центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, это позволяет увеличить дальность действия распыляемой жидкости. Диаметр меньшего основания,

которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, что позволяет получить равномерное заполнение по всему объему струи капельками жидкости строго определенного размера, что в свою очередь влияет на качество распыления жидкости. Периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, что ведет к равномерному заполнению завихрительной камеры жидкостью, при этом не создается излишнее гидравлическое сопротивление в сужающемся коническом отверстии, что в свою очередь способствует качественному распылению жидкости на выходе. Высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, это позволяет получить необходимый уровень завихрения распыляемой жидкости и избежать возникновения излишнего гидравлического сопротивления в сужающемся коническом отверстии. Угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, это позволяет прямолинейно движущейся через периферийные наклонные пазы жидкости оптимально по касательной пройти завихрительную камеру и сужающееся коническое отверстие, получить необходимое завихрение и через сопло выйти наружу, не создавая в месте входа в сопло избыточного гидравлического сопротивления, при этом жидкость скользит по поверхности завихрительной камеры. С наружной стороны сопла выполнена фаска, что позволяет увеличить угол раскрытия струи распыляемой жидкости до 120°, тем самым, создавая оптимальную по своим характеристикам струю, это повышает производительность форсунки и качество распыления жидкости.

Если диаметр меньшего основания центрального отверстия завихрительной вставки меньше 0,3 диаметра сопла, то увеличивается дальность действия распыляемой жидкости, но при этом происходит неравномерное заполнение струи, т.е. часть распыляемой жидкость сосредотачивается в центральной части струи, а большая часть распыляемой жидкости сосредотачивается по краям струи, между ними образуется пустота. Если диаметр меньшего основания

центрального отверстия завихрительной вставки более 0,4 диаметра сопла, то сокращается дальность действия распыляемой жидкости, а в центральной части струи образуется пустота, т.е. большая часть распыляемой жидкости сосредотачивается по краям струи.

Если глубина периферийного наклонного паза менее 2 от его ширины, то происходит не равномерное заполнение завихрительной камеры. Если глубина периферийного наклонного паза более 4 от его ширины, то создается избыточное гидравлическое сопротивление в сужающемся коническом отверстии.

Если высота завихрительной камеры составляет менее 0,7 ее диметра, то происходит возникновение излишнего гидравлического сопротивления в сужающемся коническом отверстии. Если высота завихрительной камеры составляет более 0,8 ее диметра, то уровень завихрения распыляемой жидкости снижается и увеличивается объемно - поверхностный диаметр капель.

Если угол конусности сужающегося конического отверстия менее 1,8 угла наклона к продольной оси форсунки периферийного наклонного паза, то происходит неравномерное распределение жидкости в струе, т.е. большая часть жидкости сосредотачивается по краю струи. Если угол конусности сужающегося конического отверстия более 2,2 угла наклона к продольной оси форсунки периферийного наклонного паза, то создается избыточное гидравлическое сопротивление на входе в сопло.

Завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса, что позволяет исключить протечки жидкости через зазор между корпусом и завихрительной вставкой.

На фиг.1 изображен общий вид форсунки, продольный разрез, на фиг.2 - вид А.

Центробежно-струйная форсунка содержит корпус 1, рабочую камеру 2, завихрительную камеру 3 с сужающим коническим отверстием 4, переходящим в цилиндрическое сопло 5, завихрительную вставку 6, подводящий штуцер 7, присоединенный с помощью резьбового соединения к верхней части

корпуса 1. Завихрительная вставка 6 имеет форму усеченного конуса и размещается внутри корпуса 1. В завихрительной вставке 6 выполнены центральное коническое отверстие 8, диаметр D_ц меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра D_c сопла, и периферические наклонные каналы 9, соотношение глубины б и ширины а, которых находится в диапазоне от 2 до 4. Высота в завихрительной камеры 3 составляет 0,7-0,8 от ее диаметра D _зк. Угол конусности сужающегося конического отверстия 4 составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси форсунки периферического канала 9. С наружной стороны сопла 5 выполнена фаска 10.

Центробежно-струйная форсунка работает следующим образом. Жидкость под давлением через подводящий штуцер 7 попадает в рабочую камеру 2 и далее по центральному коническому отверстию 8 и наклонным периферическим каналам 9 завихрительной вставки 6 попадает в завихрительную камеру 3, затем через сужающее коническое отверстие 4 и сопло 5 выбрасывается наружу струей с углом раскрытия 90-120°, который образуется благодаря фаске 10, и размером капель не более 3 мм.

Заявленная центробежно-струйная форсунка промышленно применима для распыления жидкости, позволяет повысить качество распыления и увеличить ее производительность.

1. Центробежно-струйная форсунка, включающая корпус, завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло, завихрительную вставку с центральным отверстием и периферийными наклонными пазами, подводящий штуцер, отличающаяся тем, что центральное отверстие завихрительной вставки выполнено коническим, диаметр меньшего основания которого составляет 0,3-0,4 диаметра сопла, а периферийные наклонные пазы выполнены щелевидными, причем соотношение глубины периферийного наклонного паза к его ширине находится в диапазоне от 2 до 4, при этом высота завихрительной камеры равна 0,7-0,8 ее диаметра, а угол конусности сужающегося конического отверстия составляет 1,8-2,2 угла наклона к продольной оси периферийного наклонного паза, при этом с наружной стороны сопла выполнена фаска.

2. Центробежно-струйная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что завихрительная вставка выполнена в виде усеченного конуса.