RU2342596C1

RU2342596C1 - Acoustic nozzle

Info

Publication number: RU2342596C1
Application number: RU2007123308/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Ольга Юрьевна Дорушенкова (RU); Ольга Юрьевна Дорушенкова; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2008-12-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention is related to facilities for spraying of liquids, solutions, and may be used in propulsion engineering, chemical, food and light industries. Acoustic nozzle contains casing with generator of acoustic oscillations installed in it in the form of nozzle and resonator, tubes for supply of air and liquid. Casing is arranged in the form of vertically installed cylindrical sleeve, in top part of which tube is installed for air supply, and tube for liquid supply is installed perpendicular to its axis, at that inside casing, coaxially to it, sleeve is rigidly fixed with top and bottom flanges, at that bottom flange is rigidly fixed in the groove arranged in casing, and inside the sleeve, coaxially to it, annular volume resonator is installed, arranged in the form of cup with tapered surface, cup is pressed on the rod with diameter d of resonator, and in its tailpiece fixing disks are installed that are arranged in the form of elastic petals that interact with internal surface of sleeve, and in the bottom flange at least one nozzle is provided at the angle to resonator axis, value of which lies within the following range of values: 20°÷40°, at that continuation of nozzle axis lies on circumference that is located in the middle part of tapered surface of resonator.

EFFECT: higher efficiency of spraying.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности.The invention relates to means for spraying liquids, solutions and can be used in engine building, chemical, food and light industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель - форсунка по а.с. СССР №306270, F02С 7/24 от 04.01.70, содержащая корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя (прототип).The closest technical solution to the claimed object is an acoustic atomizer - nozzle for AS USSR No. 306270, F02C 7/24 dated January 4, 1970, comprising a housing with an acoustic oscillation generator located in the form of a nozzle and resonator made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and a sprayer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirler at the end and a shoulder for placing an annular platform onto which spray capacity (prototype).

Недостатком известной акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.A disadvantage of the known acoustic nozzle is that it does not provide a high degree of atomization.

Технический результат - повышение эффективности распыления.The technical result is an increase in spraying efficiency.

Это достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.This is achieved by the fact that in an acoustic nozzle containing a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, tubes for supplying air and liquid, the housing is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, and perpendicular to its axis is a tube for supplying fluid, and inside the housing, coaxially to it, a sleeve with upper and lower flanges is rigidly fixed, while the lower flange is rigidly fixed in the groove, made located in the housing, and coaxially inside the sleeve, there is an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and fixing disks made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, and in the lower flange there is at least one nozzle at an angle to the axis of the resonator, the value of which lies in the following range of values: 20 ° ÷ 40 °, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle, finding scattering in the middle of the conical surface of the resonator.

На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.The drawing shows a General view of an acoustic nozzle for spraying liquids.

Акустическая форсунка содержит корпус 1 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 3 и кольцевого объемного резонатора 5. Корпус 1 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 7 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 8 для подвода жидкости. Внутри корпуса 1, соосно ему, жестко закреплена втулка 14 с фланцами верхним 2 и нижним 6, причем нижний фланец 6 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 1.The acoustic nozzle contains a housing 1 with an ultrasonic frequency range sound generator placed in the form of a nozzle 3 and an annular volume resonator 5. The housing 1 is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube 7 for supplying air, and is perpendicular to its axis tube 8 for supplying fluid. Inside the housing 1, coaxially to it, a sleeve 14 is rigidly fixed to the flanges upper 2 and lower 6, the lower flange 6 being rigidly fixed in the groove made in the housing 1.

Внутри втулки 2, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 5, выполненный в виде чашки 9 с конической поверхностью 11. Чашка 9 запрессована на стержне диаметром d резонатора 5, а в его хвостовой части 4 расположены фиксирующие диски 12 и 13, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 14. В нижнем фланце 6 расположено по крайней мере одно сопло 10 под углом к оси резонатора 5, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, причем продолжение оси сопла 10 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхностью 11. На внутренней поверхности втулки 14 выполнены соосные коническое 15 и цилиндрическое 16 отверстия.Inside the sleeve 2, coaxially to it, there is an annular volume resonator 5, made in the form of a cup 9 with a conical surface 11. The cup 9 is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator 5, and in its tail part 4 are fixed discs 12 and 13, made in the form of elastic the petals interacting with the inner surface of the sleeve 14. At least one nozzle 10 is located in the lower flange 6 at an angle to the axis of the resonator 5, the value of which lies in the following range of values: 20 ° ÷ 40 °, and the continuation of the axis of the nozzle 10 lies on a circle, finding I in the middle of tapered surface 11. The inner surface of the sleeve 14 are coaxial conical 15 and cylindrical 16 opening.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:For optimal operation of the nozzle, the following ratios of its parameters must be observed:

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 5 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 11 и нижней торцевой поверхностью корпуса 1 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3.The ratio of the height h _{1 of the} annular volume resonator 5 to the distance h between the upper base of the conical surface 11 and the lower end surface of the housing 1 lies in the optimal range of values: h ₁ / h = 1 ÷ 3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 9 резонатора 5 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 9 of the resonator 5 to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 9 резонатора 5 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 9 of the resonator 5 to the diameter d of its rod lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 9 резонатора 5 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 5 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 9 of the resonator 5 to the height h _{1 of the} annular volume resonator 5 lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.

Акустическая форсунка работает следующим образом.The acoustic nozzle operates as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 7, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 5. В результате прохождения резонатора 5 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 8 в сопла 10, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности 11 резонатора 5, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 11 резонатора 5.A spraying agent, for example air, is supplied through a tube 7, where it encounters an annular volume resonator 5. In the latter, pressure pulsations occur in the latter, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to a finer atomization of the fluid supplied through the tube 8 to the nozzles 10, from where it enters the circle located in the middle of the conical surface 11 of the resonator 5, then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in a torch sprayed solution with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 11 of the resonator 5.

Claims

1. An acoustic nozzle comprising a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, tubes for supplying air and liquid, characterized in that the housing is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, and perpendicular to its axis there is a tube for supplying fluid, and inside the housing, coaxially to it, a sleeve with upper and lower flanges is rigidly fixed, while the lower flange is rigidly fixed in the groove, made oh in the case, and inside the sleeve, coaxially to it, there is an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in its rear part there are fixing discs made in the form of elastic petals interacting with the inner the surface of the sleeve, and in the lower flange is located at least one nozzle at an angle to the axis of the resonator, the value of which lies in the following range of values: 20 ÷ 40 °, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle of the conical surface of the resonator.

2. The acoustic nozzle according to claim 1, characterized in that the ratio of the height h _{1 of the} annular volume resonator to the distance h between the upper base of the conical surface and the lower end surface of the housing lies in the optimal range of values of h ₁ / h = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values of d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d of its rod lies in the optimal range of d ₁ / d = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the height h _{1 of the} annular volume resonator 5 lies in the optimal range of d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.