RU2630521C1

RU2630521C1 - Centrifugal jet nozzle

Info

Publication number: RU2630521C1
Application number: RU2016122397A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Сергеевич Баяндин; Виктор Павлович Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель"
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-09-11

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: centrifugal jet nozzle includes a body and a swirling chamber. There is a cylindrical bushing-atomizer with rectilinear channels of circular cross-section, located at an angle α=15-45° to the bushing axis installed in the chamber with the help of threaded connection. At the end of the body there is a flat outlet nozzle, which area exceeds the total area of the channel openings in the bushing by 30-100%. The flat exit nozzle has an opening angle δ=12° or 80°.

EFFECT: by forming a continuously rotating annular flow and obtaining a uniformly filled sprayed liquid flame, the spraying efficiency of liquid increases with maintaining strictly defined shape of the flame.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к форсункам для распыления жидкости и может быть использовано в авиадвигателестроении, а также на других промышленных объектах, где требуется распыление жидкости.The invention relates to nozzles for spraying liquid and can be used in aircraft engine building, as well as in other industrial facilities where spraying of liquid is required.

Известна форсунка, содержащая корпус, имеющий рабочую камеру с выходным участком, сопло с центральным отверстием и размещенный в рабочей камере вкладыш с центральным каналом и тангенциальными эвольвентными каналами (патент RU №2010613, МПК: В05В 1/34).Known nozzle containing a housing having a working chamber with an output section, a nozzle with a Central hole and placed in the working chamber of the liner with a Central channel and tangential involute channels (patent RU No. 20100613, IPC: B05B 1/34).

Недостатком известной форсунки является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вкладыша с тангенциальными эвольвентными каналами, а также высокое гидравлическое сопротивление потоку жидкости и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.A disadvantage of the known nozzle is the complexity of the design, the great complexity of manufacturing a liner with tangential involute channels, as well as high hydraulic resistance to fluid flow and the inability to form a spray of a liquid of a certain shape.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус и завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло (патент RU №2144439, МПК: В05В 1/34, F23D 11/04).Closest to the claimed design is a centrifugal jet nozzle containing a housing and a swirling cylindrical chamber with a tapering tapered bore, turning into a cylindrical nozzle (patent RU No. 2144439, IPC: B05B 1/34, F23D 11/04).

Недостатком известной форсунки, принятой за прототип, является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вставки с каналами переменного сечения и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.A disadvantage of the known nozzle, adopted as a prototype, is the complexity of the design, the great complexity of manufacturing an insert with channels of variable cross-section and the inability to form a torch of atomized liquid of a certain shape.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности распыления жидкости при минимальных затратах на изготовление, с сохранением строго заданной формы факела, путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока, имеющего существенное поступательное движение, и получения равномерно заполненного факела распыленной жидкости.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of liquid spraying at the minimum cost of manufacturing, while maintaining a strictly defined torch shape, by forming a continuously rotating annular flow having a significant forward movement, and obtain a uniformly filled spray torch.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежно-струйной форсунке для распыления жидкости, включающей корпус с камерой закручивания, согласно изобретению в камеру закручивания с помощью резьбового соединения установлена цилиндрическая втулка-жиклер с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, а в торце корпуса расположено плоское выходное сопло, площадь которого должна быть больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%. Плоское выходное сопло имеет угол раскрытия δ=12° или 80°.The specified technical result is achieved by the fact that in the centrifugal jet nozzle for spraying a liquid, comprising a housing with a twisting chamber, according to the invention, a cylindrical nozzle with straight circular channels located at an angle α = 15-45 is installed in the twisting chamber using a threaded connection ° to the axis of the sleeve, and at the end of the housing there is a flat output nozzle, the area of which should be 30-100% greater than the total area of the holes in the sleeve. The flat exit nozzle has an opening angle of δ = 12 ° or 80 °.

Установка в камеру закручивания с помощью резьбового соединения цилиндрической втулки-жиклера с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, повышает эффективность распыления жидкости путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока.Installing a twisting chamber with a threaded connection of a cylindrical bushing-nozzle with rectilinear channels of circular cross section located at an angle α = 15-45 ° to the axis of the bushing increases the efficiency of liquid spraying by forming a continuously rotating annular flow.

При α>45° - угол ограничен габаритными размерами втулки и камеры закручивания, что снижает эффективность распыления жидкости.At α> 45 ° - the angle is limited by the overall dimensions of the sleeve and the swirl chamber, which reduces the efficiency of liquid spraying.

При α<15° - снижается эффективность закручивания потока, что снижает эффективность распыления жидкости.When α <15 ° - reduces the efficiency of swirling the flow, which reduces the efficiency of atomization of the liquid.

Установка в торце корпуса плоского выходного сопла и выполнение перед соплом конусной части камеры закручивания обеспечивает получение равномерно заполненного факела распыленной жидкости с сохранением строго заданной формы.The installation of a flat exit nozzle at the end of the housing and the execution of a conical part of the swirling chamber in front of the nozzle ensures the production of a uniformly filled spray torch with preservation of a strictly specified shape.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=12° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.The opening angle of the flat output nozzle δ = 12 ° ensures the preservation of a strictly specified torch shape for full coverage by the fluid stream of the inlet guide apparatus of the aircraft engine.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.The opening angle of the flat output nozzle δ <12 ° does not ensure the preservation of a strictly defined torch shape, which leads to incomplete coverage of the inlet guide apparatus of the aircraft engine by the fluid flow.

δ>12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.δ> 12 ° does not ensure the preservation of a strictly specified shape of the torch, which leads to excessive overlap and, as a result, unjustified flow rate of the working fluid.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=80° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.The opening angle of the flat output nozzle δ = 80 ° ensures the preservation of a strictly specified torch shape for full coverage of the aircraft engine fan blades by the fluid stream.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.The opening angle of the flat output nozzle δ <80 ° does not ensure the preservation of a strictly specified torch shape, which leads to incomplete coverage of the blades of the aircraft engine fan by the fluid flow.

δ>80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.δ> 80 ° does not ensure the preservation of a strictly specified shape of the torch, which leads to excessive overlap and, as a result, unjustified flow rate of the working fluid.

Площадь выходного сопла больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%, что обеспечивает строго заданную форму факела жидкости, при этом гарантируется, что плоское выходное сопло не повлияет существенно на общий коэффициент расхода форсунки, что повышает эффективность распыла.The area of the outlet nozzle is 30-100% larger than the total area of the holes in the sleeve, which ensures a strictly specified shape of the liquid jet, while ensuring that a flat exit nozzle does not significantly affect the overall nozzle flow rate, which increases the spray efficiency.

На фиг. 1 изображен общий вид форсунки, продольный разрез.In FIG. 1 shows a General view of the nozzle, a longitudinal section.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.In FIG. 2 is a view A in FIG. one.

На фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.In FIG. 3 is a section BB in FIG. 2.

Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости содержит корпус 1, цилиндрическую втулку-жиклер 2, камеру закручивания 3 и плоское выходное сопло 4. Корпус 1 имеет сферическое соединение 5 для соединения с трубопроводом. С помощью резьбового соединения в камеру закручивания 3 установлена втулка-жиклер 2 с прямолинейными каналами круглого сечения 6, расположенными под углом α=15-45° к оси 7 втулки 2 для закручивания потока жидкости. В торце корпуса 1 форсунки расположено плоское выходное сопло 4. Камера закручивания 3 выполнена цилиндрической с конусной частью 8 перед плоским выходным соплом 4. Выходное сопло 4 имеет угол раскрытия δ=12° или 80° в зависимости от назначения форсунки. Площадь выходного сопла 4 должна быть больше суммарной площади отверстий 6 во втулке 2 на 30-100%.The centrifugal jet nozzle for spraying liquid contains a housing 1, a cylindrical nozzle-sleeve 2, a swirl chamber 3 and a flat outlet nozzle 4. The housing 1 has a spherical connection 5 for connection with a pipeline. Using a threaded connection in the swirl chamber 3, a nozzle-sleeve 2 is installed with rectilinear channels of circular cross-section 6 located at an angle α = 15-45 ° to the axis 7 of the sleeve 2 for swirling the fluid flow. At the end of the nozzle body 1 there is a flat outlet nozzle 4. A twisting chamber 3 is made cylindrical with a conical part 8 in front of the flat outlet nozzle 4. The outlet nozzle 4 has an opening angle δ = 12 ° or 80 ° depending on the purpose of the nozzle. The area of the outlet nozzle 4 should be greater than the total area of the holes 6 in the sleeve 2 by 30-100%.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Рабочая жидкость подается в форсунку и поступает в каналы 6 цилиндрической втулки 2. Потоки жидкости двигаются по прямолинейным каналам 6 и, попадая в камеру закручивания 3, турбулизируют непрерывно вращающийся кольцевой поток, что улучшает однородность и качество распыла. Вращающийся вдоль стенок камеры закручивания 3 поток поступает в плоское выходное сопло 4 с углом раскрытия 12° или 80° и на выходе из сопла образует равномерно заполненный плоский факел распыленной жидкости строго заданной формы.The working fluid is fed into the nozzle and enters the channels 6 of the cylindrical sleeve 2. The fluid flows along straight channels 6 and, getting into the swirl chamber 3, turbulently rotates a continuously rotating annular flow, which improves the uniformity and quality of the spray. The stream rotating along the walls of the swirling chamber 3 enters a flat outlet nozzle 4 with an opening angle of 12 ° or 80 ° and at the exit from the nozzle forms a uniformly filled flat torch of atomized liquid of a strictly specified shape.

Claims

1. A centrifugal jet nozzle for spraying liquid, comprising a housing with a twisting chamber, characterized in that a cylindrical bushing-nozzle with straight circular channels located at an angle α = 15-45 ° to the axis of the sleeve is installed in the twisting chamber using a threaded connection and at the end of the housing there is a flat output nozzle, the area of which is 30-100% greater than the total area of the channel openings in the sleeve.

2. The centrifugal jet nozzle according to claim 1, characterized in that the flat exit nozzle has an opening angle δ = 12 ° or 80 °.