RU2548701C1

RU2548701C1 - Swirl injector by kochetov

Info

Publication number: RU2548701C1
Application number: RU2014114915/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева; Анна Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева; Анна Михайловна Стареева
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-04-20

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: swirl injector comprises a casing with an auger pressed therein and a fluid feed union, the casing consists of two coaxial and coupled cylindrical sleeves: larger-diameter and smaller-diameter sleeves. The auger is rigidly fixed with the inner surface of the smaller diameter sleeve and is set inside the said sleeve coaxially to it; the outer auger surface represents a screw groove and, at least, two rows of through bores arranged concentrically along the circumferences are made inside the auger. Note that every said row has, at least, three bores while bore diameters decrease from the auger axis to peripheral bores. Larger-diameter sleeve comprises a union rigidly and coaxially fixed therein. The said union has a coaxial cylindrical bore changing into axially symmetric diffuser communicated with a cylindrical chamber formed by the inner surface of the smaller-diameter sleeve and the end face surface of the auger. A pin is fixed in the auger coaxially and axisymmetrically to it, one pin end is located aflush with the pin end face surface turned to the union and the other free pin end is fitted by at least two disks set perpendicular to its axis and evenly distributed along the pin length, the disk diameters increase to the free pin end and the latter is fitted by a perforated sprayer made as a spherical segment with its concave part being turned to the disk which is the last along the pin length.EFFECT: higher efficiency of spraying.3 cl, 1 dwg

Description

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2499634, F02С 7/24 от 10.02.2011, содержащая корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2499634, F02C 7/24 of 02/10/2011, containing a housing with a chamber into which the screw is pressed in, with a throttle hole in the bottom of the housing and a fitting with a cylindrical hole, diffuser and gasket (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 центробежной форсунке, содержащей корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека к периферийным отверстиям, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а внутри шнека, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены, по крайней мере, два, равномерно расположенных по длине стержня диска, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня, а на свободном конце стержня установлен перфорированный распылитель, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня диска.This is achieved by the fact that in a centrifugal nozzle containing a housing into which the screw is pressed in and a fitting for supplying fluid, the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while inside the smaller diameter bush coaxially to it, there is a screw, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it, the outer surface of the screw being a helical groove, and at least two are made inside the screw concentrically married in circles, a series of through holes, at least three holes are made in each row, and the diameters of the holes decrease from the axis of the screw to the peripheral holes, and a fitting rigidly fixed in it is located in the larger sleeve, coaxially with it, for example a threaded connection, through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, passing into an axisymmetrically located diffuser, which is connected to a cylindrical chamber formed internally the surface of the sleeve of a smaller diameter, and the end surface of the screw, and inside the screw, coaxially and axisymmetrically to it, a rod is fixed, one end of which is flush with its end surface facing the fitting, and at the other, free end of the rod, fixed perpendicular to its axis, at least at least two, evenly spaced along the length of the disk rod, the diameters of which increase towards the free end of the rod, and a perforated atomizer made in the form of a spherical seg cient, the concave part of which faces toward the latter along the length of the rod drive.

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

Центробежная форсунка состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 1 образована винтовая внешняя полость 3 шнека 1.The centrifugal nozzle consists of a housing consisting of two coaxial, interconnected, cylindrical bushings: bushings 5 of a larger diameter and bushings 4 of a smaller diameter. Inside the sleeve 4 of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw 1, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 1 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 4 of a smaller diameter and the outer surface of the screw 1, a helical external cavity 3 of the screw 1 is formed.

Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.In the sleeve 5 of a larger diameter, coaxially to it, there is a fitting 7, rigidly fixed therein, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket 6. Inside the fitting 7, a cylindrical hole 8 is coaxially made, passing into an axisymmetrically located diffuser 9, which is connected to the cylindrical chamber 10 formed by the inner surface of the sleeve 4 of smaller diameter, and the end surface of the screw 1.

В шнеке 1 выполнено одно центральное сквозное отверстие 2, и, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий 11, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий. Величины диаметров отверстий уменьшаются от центрального отверстия 2 к периферийным, для того, чтобы в начале факела распыленная струя жидкости имела наибольшую скорость.In the screw 1 there is one central through hole 2, and at least two rows of through holes 11 concentrically arranged around the circles, with at least three holes made in each row. The values of the diameters of the holes are reduced from the Central hole 2 to the peripheral, so that at the beginning of the torch sprayed liquid stream has the highest speed.

Внутри шнека 1 выполнено, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий 11, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от оси шнека 1 к периферийным отверстиям 11.At least two rows of through holes 11 are made inside the screw 1, concentrically arranged around the circles, at least three holes are made in each row, and the diameters of the holes decrease from the axis of the screw 1 to the peripheral holes 11.

Внутри шнека 1, соосно и осесимметрично ему, закреплен стержень 2, один конец которого расположен заподлицо его торцевой поверхности, обращенной к штуцеру 7, а на другом, свободном конце стержня, перпендикулярно его оси закреплены, по крайней мере, два, равномерно расположенных по длине стержня 2 диска 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.Inside the screw 1, coaxially and axisymmetrically to it, a rod 2 is fixed, one end of which is flush with its end surface facing the nozzle 7, and at least two equally spaced along the axis are fixed perpendicular to its axis rod 2 of the disk 12, the diameters of which increase towards the free end of the rod 2.

На свободном конце стержня 2 установлен перфорированный распылитель 13, выполненный в виде сферического сегмента, вогнутая часть которого обращена в сторону последнего по длине стержня 2 диска 12.At the free end of the rod 2 is installed a perforated atomizer 13, made in the form of a spherical segment, the concave part of which is turned towards the last along the length of the rod 2 of the disk 12.

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и, во-вторых, в периферийные дросселирующие отверстия 11, образуя сплошной поток.The fluid is supplied through a cylindrical hole 8 of the nozzle 7 into the diffuser 9, and from it into the chamber 10, from which it flows simultaneously in two directions under pressure: firstly, into the screw external cavity of the screw 1, forming an external rotating fluid flow, and, second, into the peripheral throttling holes 11, forming a continuous flow.

На выходе из форсунки встречаются два потока жидкости, причем один поток - вращающийся турбулентного типа, а другой - сплошной, который в зависимости от давления и геометрических размеров может быть как ламинарным, так и турбулентным, и который взаимодействует поочередно с расположенными по длине стержня 2 дисками 12, диаметры которых увеличиваются в сторону свободного конца стержня 2.At the outlet of the nozzle, there are two fluid flows, one of which is a rotating turbulent type and the other is continuous, which, depending on pressure and geometrical dimensions, can be either laminar or turbulent, and which interacts alternately with 2 disks located along the length of the shaft 12, the diameters of which increase towards the free end of the rod 2.

При взаимодействии вращающегося и сплошного потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения о диски 12 в этих потоках жидкости.In the interaction of the rotating and continuous flows at the outlet of the nozzle, an additional crushing of the liquid droplets occurs due to their collision with the disks 12 in these liquid flows.

Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.The nozzle screw 1 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.At an average pressure supplied through a cylindrical hole 8 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, spraying is provided from 400 to 1000 kg / h of liquid. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Claims

1. A centrifugal nozzle containing a housing into which the screw is pressed in and a fitting for supplying fluid, the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: a larger diameter bush and a smaller diameter bush, while inside the smaller diameter bush, coaxial to it, a screw is located, rigidly connected with its inner surface, the outer surface of the screw being a helical groove, and inside the screw there are at least two rows of through holes concentrically arranged around the circles, while at least three holes are made in each row, and the hole diameters decrease from the axis of the screw to the peripheral holes, and in the larger bushing, coaxial to it, there is a fitting rigidly fixed in it, while a cylindrical hole is made coaxially inside the nozzle, turning into axisymmetrically a diffuser located, which is connected to the cylindrical chamber formed by the inner surface of the sleeve of a smaller diameter, and the end surface of the screw, and inside the screw, coaxially and axisymmetrically to it, is fixed a rod , one end of which is flush with its end surface facing the fitting, and at the other, free end of the rod, at least two, evenly spaced along the length of the disk rod, are fixed perpendicular to its axis, the diameters of which increase towards the free end of the rod, differing the fact that a perforated atomizer is installed on the free end of the rod, made in the form of a spherical segment, the concave part of which is turned towards the last along the length of the disk rod.

2. The centrifugal nozzle according to claim 1, characterized in that the screw, rigidly connected to the inner surface of the sleeve of a smaller diameter, is pressed into it.

3. The centrifugal nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle is rigidly fixed in the sleeve of a larger diameter by means of a threaded connection, through a sealing gasket.