RU2551733C1

RU2551733C1 - Kochetov's fluid fine sprayer

Info

Publication number: RU2551733C1
Application number: RU2014134877/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева; Анна Михайловна Стареева; Татьяна Дмитриевна Ходакова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2015-05-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: fluid fine sprayer contains hollow cylindrical casing with nozzle, in which orifice are made in mutually perpendicular planes. The hollow casing contains the cylindrical part with male thread to connect to union of the distributing pipeline, cone adapter part and cylindrical part with large diameter of diametral cross-section and with female thread surface. In bottom part of the casing a nozzle is secured, it is made by the cylindrical surface with male thread. The nozzle cylindrical surface transits in the cone surface and is ended by the end partition, with orifice in centre. The orifice includes the cylindrical and cone throttle holes connected in series. Casing and nozzle make coaxial inner cylindrical chambers. On the nozzle from side opposite to the liquid supply an additional row of the orifices is made, that are arranged in pairs of mutually perpendicular channels for liquid passage, and horizontal channels that cross on the cone side surface of the nozzle and create output holes of each of the orifices. Paired channels are arranged at right angle to each other in the casing lengthwise planes while the conical side surface is made with top angle equal to 90°.

EFFECT: higher efficiency of fine liquid spraying.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.The invention relates to techniques for spraying liquids and can be used in fire fighting equipment, in agriculture, in chemical technology devices and in the power system.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является распылитель (ороситель) по патенту RU №2474452, A62C 31/02 (прототип), содержащий полый цилиндрический корпус с патрубком подвода жидкости, жиклер и дополнительный ряд дроссельных отверстий.The closest technical solution to the claimed object is the sprayer (sprinkler) according to patent RU No. 2474452, A62C 31/02 (prototype), containing a hollow cylindrical body with a fluid supply pipe, a nozzle and an additional row of throttle openings.

Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа. Однако распылитель такой конструкции не позволяет достичь заданного распределения потоков мелкодисперсных капель на поверхности орошения требуемой площади без увеличения расхода жидкости. Это связано с тем, что потоки капель, генерируемые большей частью отверстий, ориентированы в горизонтальном направлении и имеют на выходе из форсунки симметричное распределение относительно горизонтальной плоскости.The use of a finely dispersed sprayer of the described design allows one to obtain a uniform volume flow of finely dispersed droplets in the range of droplet diameters from 30 to 150 microns with a water supply pressure of not more than 1 MPa. However, a sprayer of this design does not allow to achieve a given distribution of flows of fine droplets on the irrigation surface of the required area without increasing the flow rate of the liquid. This is due to the fact that the droplet flows generated by most of the holes are oriented in the horizontal direction and have a symmetrical distribution relative to the horizontal plane at the nozzle exit.

Технический результат - повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости.The technical result is an increase in the efficiency of fine atomization of a liquid.

Это достигается тем, что в мелкодисперсном распылителе жидкости, содержащем полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены жиклеры во взаимно перпендикулярных плоскостях, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода, подводящего жидкость, конической переходной части и цилиндрической части с большим размером диаметрального сечения, и с внутренней резьбовой поверхностью, а соосно корпусу, в его нижней части закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью корпуса, при этом цилиндрическая поверхность сопла переходит в коническую поверхность и замыкается торцевой, перпендикулярной оси корпуса, глухой перегородкой, с жиклером в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке сопла, при этом корпус и сопло образуют три соосных между собой внутренних цилиндрических камеры, а на сопле со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов для прохода жидкости и горизонтальных каналов, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера, при этом парные каналы расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса, а коническая боковая поверхность сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.This is achieved by the fact that in a finely dispersed liquid atomizer containing a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which the nozzles are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consists of a cylindrical part with an external thread for connecting a conical transitional part to the nozzle of the distribution pipe supplying the liquid. and a cylindrical part with a large diameter of the diametrical section, and with an internal threaded surface, and coaxially to the body, a nozzle is fixed in its lower part, formed a cylindrical surface with an external thread interacting with the cylindrical part of the casing, while the cylindrical surface of the nozzle passes into a conical surface and closes with an end, perpendicular to the axis of the casing, a blank partition, with a nozzle in its center made by an axisymmetric nozzle and consisting of a cylindrical and conical throttle holes connected in series, with a larger diameter of the conical hole located on the blind partition of the nozzle, while the casing and the nozzle form three coaxial x between each other of the inner cylindrical chambers, and on the nozzle from the side opposite the fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels that intersect on the conical side surface of the nozzle and form the outlet openings of each of the nozzles, while the paired channels are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing, and the conical side surface of the nozzle is made nena with apex angle of 90 °.

На чертеже представлена схема мелкодисперсного распылителя жидкости.The drawing shows a diagram of a fine liquid spray.

Мелкодисперсный распылитель жидкости содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 1 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, конической переходной части 2 и цилиндрической части 3 с большим размером диаметрального сечения, с внутренней резьбовой поверхностью.The fine liquid sprayer contains a hollow body consisting of a cylindrical part 1 with an external thread for connecting to the nozzle of a distribution pipe for supplying liquid, a conical transition part 2 and a cylindrical part 3 with a large diameter of the cross-section, with an internal threaded surface.

Соосно корпусу, в его нижней части закреплено сопло, образованное цилиндрической поверхностью 6 с внешней резьбой, взаимодействующей с цилиндрической частью 3 корпуса. Цилиндрическая поверхность 6 сопла переходит в коническую поверхность 4 и замыкается торцевой, перпендикулярной оси корпуса, глухой перегородкой 5, с жиклером 10 в ее центре, выполненным осесимметричным соплу и состоящим из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, соединенных последовательно, причем больший диаметр конического отверстия расположен на глухой перегородке 5 сопла. При этом жиклер 10, выполненный в центре глухой перегородки 5 и состоящий из цилиндрического и конического дроссельных отверстий, имеет винтообразные поверхности на внутренних поверхностях как цилиндрического, так и конического дроссельных отверстий (на чертеже не показано).Coaxial to the casing, in its lower part a nozzle is fixed, formed by a cylindrical surface 6 with an external thread interacting with the cylindrical part 3 of the casing. The cylindrical surface 6 of the nozzle goes into a conical surface 4 and closes the end, perpendicular to the axis of the housing, a blind partition 5, with a nozzle 10 in its center, made axisymmetric nozzle and consisting of a cylindrical and conical throttle holes connected in series, and the larger diameter of the conical hole is located on blind septum 5 nozzles. At the same time, the nozzle 10, made in the center of the blind partition 5 and consisting of a cylindrical and conical throttle holes, has helical surfaces on the inner surfaces of both the cylindrical and conical throttle holes (not shown in the drawing).

Корпус и сопло образуют три соосных между собой внутренних цилиндрических камеры. Камера 7 служит для подвода жидкости, камера 8 является расширительной камерой, камера 9 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления.The body and nozzle form three coaxial inner cylindrical chambers. The chamber 7 serves to supply fluid, the chamber 8 is an expansion chamber, the chamber 9 performs the functions of a pressure chamber of increased pressure.

На сопле со стороны, противоположной подводу жидкости, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 12 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 11, которые пересекаются на конической боковой поверхности 4 сопла и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. При этом вертикальные каналы 12 соединены с полостью расширительной камеры 8, а горизонтальные каналы 11 - с полостью нагнетательной камеры 9.An additional row of nozzles is made on the nozzle from the side opposite the fluid supply, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels 12 for the passage of liquid and horizontal channels 11 that intersect on the conical side surface 4 of the nozzle and form the outlet openings of each jet. In this case, the vertical channels 12 are connected to the cavity of the expansion chamber 8, and the horizontal channels 11 are connected to the cavity of the injection chamber 9.

Парные каналы 11 и 12 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 4 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.Paired channels 11 and 12 are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing. The conical side surface 4 of the nozzle is made with an angle at the apex equal to 90 °.

На внутренних поверхностях каналов жиклеров сопла 4, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла, и которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 12 для прохода жидкости и горизонтальных каналов 11, выполнены винтовые поверхности, при этом направление винтовых поверхностей в этих каналах выполнено противоположно направленным. Это позволяет повысить мелкодисперсность распыляемой жидкости за счет взаимодействия вихревых потоков на выходе из жиклеров.On the inner surfaces of the channels of the nozzle nozzles 4, which intersect on the conical lateral surface of the nozzle, and which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels 12 for the passage of fluid and horizontal channels 11, screw surfaces are made, while the direction of the screw surfaces in these the channels are made oppositely directed. This allows you to increase the fineness of the sprayed liquid due to the interaction of the vortex flows at the outlet of the nozzles.

Возможен вариант, когда образованные корпусом и соплом три соосных между собой внутренних цилиндрических камеры, одна из которых (камера 7) служит для подвода жидкости, другая (камера 8) является расширительной камерой, а третья (камера 9) выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления, заполнены упругим сетчатым элементом или стружкой из цветного металла, или стружкой из пластмассы (на чертеже не показано).A variant is possible when three inner cylindrical chambers formed by the body and nozzle are interconnected, one of which (chamber 7) serves to supply fluid, the other (chamber 8) is an expansion chamber, and the third (chamber 9) serves as a pressure chamber, filled with an elastic mesh element or non-ferrous metal chips, or plastic chips (not shown in the drawing).

Работа мелкодисперсного распылителя жидкости осуществляется следующим образом.The work of a fine liquid spray is as follows.

Распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче жидкости в корпус под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в каналах 11 и 12 образуются встречные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным отверстиям жиклеров, образованных этими каналами.The sprayer is installed in an upright position. When liquid is supplied to the housing under the action of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa, oncoming channels of liquid are formed in channels 11 and 12, rushing to the outlet openings of the nozzles formed by these channels.

После столкновения потоков жидкости в каналах 11 и 12, и истечения через выходные отверстия жиклеров происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол, в диапазоне от 45 до 60°, в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под жиклером 10 в глухой перегородке 5 распылителя. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.After the collision of the fluid flows in the channels 11 and 12, and the outflow through the nozzle outlets, a fan-shaped gas-liquid flow in the form of a shroud forms, i.e. a mechanism for crushing liquid droplets is implemented, but the generated swell-like flow deviates from the horizontal plane by a larger angle, in the range from 45 to 60 °, in the direction of the central region of the irrigated surface located directly under the nozzle 10 in the blind partition 5 of the atomizer. Such a distribution of the sprayed liquid makes it possible to increase the uniformity of the spraying of the liquid over the central part of the irrigated surface.

Предлагаемый мелкодисперсный распылитель может использоваться в противопожарной технике, например, в составе спринклерных или дренчерных систем пожаротушения, в сельском хозяйстве - для распыления различного типа веществ на посевных площадях и в производственных помещениях, а также в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике - для распыления топлива, а также в отраслях техники, где требуется генерация распыленных мелкодисперсных потоков жидкости как в замкнутом, так и в открытом пространстве.The proposed fine spray can be used in fire fighting equipment, for example, as part of sprinkler or deluge fire extinguishing systems, in agriculture - for spraying various types of substances on sown areas and in industrial premises, as well as in chemical technology devices and in the power system - for spraying fuel, as well as in branches of technology where the generation of atomized finely dispersed fluid flows is required both in closed and open spaces.

Claims

1. A fine liquid atomizer containing a hollow cylindrical body connected to a nozzle in which the jets are made in mutually perpendicular planes, the hollow body consists of a cylindrical part with an external thread for connecting to the nozzle of the distribution pipe supplying liquid, a conical transition part and a cylindrical part with a large diameter section and with an internal threaded surface, and coaxially to the body in its lower part, a nozzle is formed, formed by a cylindrical with an external thread interacting with the cylindrical part of the casing, while the cylindrical surface of the nozzle goes into a conical surface and closes with the end, perpendicular to the axis of the casing, a blank partition, with a nozzle in its center, made by an axisymmetric nozzle and consisting of a cylindrical and conical throttle holes connected sequentially, with a larger diameter of the conical hole located on the blind partition of the nozzle, while the casing and the nozzle form three coaxial internal cylindrical chambers, and on the nozzle from the side opposite to the fluid supply, an additional row of nozzles is made, which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical channels for the passage of liquid and horizontal channels that intersect on the conical side surface of the nozzle and form the outlet openings of each of nozzles, while the paired channels are located at right angles to each other in the longitudinal planes of the housing, and the conical side surface of the nozzle is made with an angle at the apex, equal to 90 °, a finely dispersed liquid atomizer nozzle, made in the center of a blind partition and consisting of a cylindrical and conical throttle holes, has helical surfaces on the inner surfaces of both cylindrical and conical throttle holes, characterized in that on the inner surfaces of the nozzle nozzle channels, which intersect on its conical lateral surface and which are formed by at least three pairs of mutually perpendicular vertical and horizontal channels for liquid passage, helical surfaces are made, while the direction of the helical surfaces in these channels is made in the opposite direction.

2. The fine liquid sprayer according to claim 1, characterized in that the three inner cylindrical chambers formed by the casing and the nozzle, one of which serves to supply fluid, the other is an expansion chamber, and the third acts as a pressure chamber filled with an elastic mesh element, or non-ferrous metal shavings, or plastic shavings.