RU2654736C1

RU2654736C1 - Acoustic atomizer

Info

Publication number: RU2654736C1
Application number: RU2017138649A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-05-22

Abstract

FIELD: devices for spraying liquids.

SUBSTANCE: invention relates to means for dispersion of liquids, solutions. Acoustic nozzle comprises a body made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it coaxially with a cylindrical sleeve. In the cylindrical sleeve there is a conical chamber for supplying liquid to the nozzle. Nozzle also contains an acoustic unit. Nozzle made in the form of an inverted glass is connected to the cylindrical sleeve, in its lower part. In the bottom of the cup is a turbulent swirler of the air flow with at least two inclinations to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes and a central cylindrical throttle opening connected to the mixing chamber of the nozzle, in series connected to the diffuser outlet chamber. Acoustic unit is located coaxially with the conical chamber and is made in the form of a coaxially located hollow resonance conical sleeve consisting of sections with resonant holes connected to the cavity for supplying compressed air or gas. Cavity is located between the inner surface of the cylindrical sleeve and the hollow resonance conical sleeve which is connected by means of inclined cylindrical holes with the mixing chamber of the nozzle. Cavity with the supply of compressed air through resonant holes is connected to an additional resonant chamber, which is in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve, separated from the cavity by an annular partition in which resonance sleeves are fixed.

EFFECT: increasing spraying efficiency due to spray cone increasing.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.The invention relates to means for spraying liquids, solutions.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2514862, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2514862, F02C 7/24, containing a housing with a swirl chamber and a nozzle insert (prototype).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.A disadvantage of the known nozzle is that it does not provide a wide spray pattern.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.The technical result is an increase in spraying efficiency by increasing the spray pattern.

Это достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой, в которой расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу, а также акустический блок, при этом к цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, согласно изобретению акустический блок расположен соосно конической камере и выполнен в виде, охватывающей ее коаксиально расположенной полой резонансной конической втулки, состоящей из секций с резонансными отверстиями, соединяющимися с полостью для подвода сжатого воздуха или газа, которая расположена между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы и полой резонансной конической втулкой, которая соединена посредством наклонных цилиндрических отверстий со смесительной камерой сопла, при этом полость с подводом сжатого воздуха, посредством резонансных отверстий, соединена с дополнительной резонансной камерой, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки.This is achieved by the fact that in an acoustic nozzle containing a housing made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it coaxially with a cylindrical sleeve, in which there is a conical chamber for supplying fluid to the nozzle, as well as an acoustic unit, while to the cylindrical sleeve , in its lower part, a nozzle is made, made in the form of an inverted glass, in the bottom of which there is a turbulent swirl of air flow with at least two cylinder-shaped inlets inclined to the axis of the nozzle holes and a Central cylindrical throttle hole connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser outlet chamber, according to the invention, the acoustic unit is located coaxially with the conical chamber and is made in the form of a coaxially spaced hollow resonant conical sleeve, consisting of sections with resonant holes, connected to the cavity for supplying compressed air or gas, which is located between the inner surface of the cylindrical sleeve and the polo a resonant conical sleeve, which is connected through inclined cylindrical holes to the nozzle mixing chamber, and the cavity with compressed air inlet, through resonant holes, is connected to an additional resonant chamber made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve separated from the cavity by an annular partition in which fixed resonant bushings.

На чертеже представлена схема акустической форсунки.The drawing shows a diagram of an acoustic nozzle.

Акустическая форсунка включает в свой состав корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 3 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 2 с внутренней резьбой. В цилиндрической гильзе 2 расположена соосная корпусу коническая камера 4, для подвода жидкости к соплу 5, а также акустический блок. К цилиндрической гильзе 2, в ее нижней части, соосно подсоединено посредством резьбы сопло 5, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 6, расположенных в торцевой поверхности сопла 5, образованной его днищем 7. В торцевой поверхности сопла 5 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8, соединенное со смесительной камерой 9 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 10. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 6, взятые в совокупности, и центрального отверстия 8 равны между собой.The acoustic nozzle includes a housing 1, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 3 and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve 2 with an internal thread. In the cylindrical sleeve 2, a conical chamber 4, coaxial to the housing, is located for supplying fluid to the nozzle 5, as well as an acoustic unit. A nozzle 5 made in the form of an inverted cup is coaxially connected to the cylindrical sleeve 2, in its lower part, by means of a thread, in the bottom 7 of which a turbulent swirl of the air flow is made with at least two entries inclined to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes 6 located in the end surface of the nozzle 5, formed by its bottom 7. In the end surface of the nozzle 5 also has a Central cylindrical throttle hole 8 connected to the mixing chamber 9 of the nozzle connected in series with the diffus zorny output chamber 10. Moreover, the effective area of the passage sections of the inclined cylindrical holes 6, taken together, and the Central hole 8 are equal to each other.

Акустический блок расположен соосно конической камере 4 и выполнен в виде охватывающей коническую камеру 4 и коаксиально расположенной полой резонансной конической втулки 12, состоящей из секций 13 с резонансными отверстиями 14, соединяющимися с полостью 15, соединенной с подводом 11 сжатого воздуха или газа. Полость 15, расположенная между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы 2 и полой резонансной конической втулкой 12, соединена посредством наклонных цилиндрических отверстий 6, со смесительной камерой 9 сопла 5. Полость 15 с подводом 11 сжатого воздуха, посредством резонансных отверстий 17, соединена с дополнительной резонансной камерой 16, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от полости 15 кольцевой перегородкой 18, в которой закреплены резонансные втулки 17.The acoustic unit is located coaxially with the conical chamber 4 and is made in the form of a conical chamber 4 and a coaxially located hollow resonant conical sleeve 12, consisting of sections 13 with resonant holes 14 connected to the cavity 15 connected to the supply of compressed air or gas 11. The cavity 15, located between the inner surface of the cylindrical sleeve 2 and the hollow resonant conical sleeve 12, is connected by means of inclined cylindrical holes 6, to the mixing chamber 9 of the nozzle 5. The cavity 15 with the supply of compressed air 11, through the resonant holes 17, is connected to the additional resonant chamber 16 made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve 2, separated from the cavity 15 by an annular partition 18, in which the resonant bushings 17 are fixed.

Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 2, соосной с корпусом 1, соосно диффузорной камере 10, прикреплен диффузор 19, поверхность среза которого выполнена в виде дополнительного рассекателя 20 выходящего газожидкостного потока, выполненного в виде круглой перфорированной пластины.A variant is possible when a diffuser 19 is attached to the end surface of the cylindrical sleeve 2, coaxial with the housing 1, coaxially with the diffuser chamber 10, the cut surface of which is made in the form of an additional splitter 20 of the outgoing gas-liquid flow, made in the form of a round perforated plate.

Возможен вариант, когда на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 8, расположенного в торцевой поверхности сопла 5, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости (на чертеже не показано).It is possible that on the inner surface of the central cylindrical throttle hole 8, located in the end surface of the nozzle 5, helical grooves are made for additional twisting of the fluid flow (not shown).

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

Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 3, затем в коническую камеру 4, соосную корпусу 1. После конической камеры 4 жидкость направляется к соплу 5 и по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 - в смесительную камеру 9.The sprayed liquid enters the housing 1 through the central opening 3, then into the conical chamber 4, coaxial to the housing 1. After the conical chamber 4, the liquid is directed to the nozzle 5 and through the central cylindrical throttle opening 8 to the mixing chamber 9.

Воздух или газ под давлением поступает через штуцер подвода 11 сжатого воздуха в полость 15 акустического блока, расположенную между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы 2 и полой резонансной конической втулкой 12, соединенной посредством наклонных цилиндрических отверстий 6, со смесительной камерой 9 сопла 5.Air or gas under pressure enters through a nozzle for supplying compressed air 11 to the cavity 15 of the acoustic unit located between the inner surface of the cylindrical sleeve 2 and the hollow resonant conical sleeve 12, connected by means of inclined cylindrical holes 6, to the mixing chamber 9 of the nozzle 5.

При этом в полой резонансной конической втулке 12 с резонансными отверстиями 14 происходят скачки давления сжатого воздуха из-за явлений, сопутствующих работе резонаторов Гельмгольца, которые образованы секциями 13 с резонансными отверстиями 14 резонансной конической втулки 12. При этом размеры секций 13 и резонансных отверстий 14 определяются необходимой требуемой частотой пульсации выходящего из смесительной камеры 9 сопла 5 газожидкостного потока, способствующего увеличению мелкодисперсности распыляемого факела форсунки. Для увеличения степени мелкодисперсности распыла предусмотрена дополнительная резонансная камера 16, выполненная в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от полости 15 кольцевой перегородкой 18, в которой закреплены резонансные втулки 17. Дополнительная резонансная камера 16, являясь дополнительным резонатором Гельмгольца, усиливает степень мелкодисперсности распыла газожидкостного потока форсункой.At the same time, in the hollow resonant conical sleeve 12 with resonant holes 14, pressure surges of compressed air occur due to phenomena accompanying the operation of Helmholtz resonators, which are formed by sections 13 with resonant holes 14 of the resonant conical sleeve 12. In this case, the sizes of sections 13 and resonant holes 14 are determined the required required pulsation frequency of the nozzle 5 of the gas-liquid flow emerging from the mixing chamber 9, which contributes to an increase in the fineness of the spray nozzle. To increase the degree of fine dispersion of the spray, an additional resonant chamber 16 is provided, made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve 2, separated from the cavity 15 by an annular partition 18, in which the resonant sleeves are fixed 17. The additional resonant chamber 16, being an additional Helmholtz resonator, enhances the degree of fine dispersion of the spray gas-liquid flow nozzle.

Claims

1. An acoustic nozzle containing a housing made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it coaxially with a cylindrical sleeve, in which there is a conical chamber for supplying fluid to the nozzle, as well as an acoustic unit, while to the cylindrical sleeve, in its lower of the part, a nozzle is made in the form of an inverted glass, in the bottom of which there is a turbulent swirl of air flow with at least two inputs inclined in the form of cylindrical holes and a center a cylindrical throttle aperture connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser outlet chamber, characterized in that this acoustic unit is located coaxially with the conical chamber and is made in the form of a coaxially located hollow resonant conical sleeve, consisting of sections with resonant holes connecting with a cavity for supplying compressed air or gas, which is located between the inner surface of the cylindrical sleeve and the hollow resonant cone a sleeve that is connected through inclined cylindrical holes to the nozzle mixing chamber, and the cavity with compressed air inlet through the resonant holes is connected to an additional resonant chamber made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve separated from the cavity by an annular partition in which the resonant sleeves are fixed .

2. The acoustic nozzle according to claim 1, characterized in that a diffuser is attached to the end surface of the cylindrical sleeve coaxially to the diffuser, the cut-off surface of which is made in the form of an additional splitter of the outgoing gas-liquid flow, made in the form of a round perforated plate.

3. The acoustic nozzle according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the central cylindrical throttle hole located in the end surface of the nozzle, helical grooves are made for additional twisting of the fluid flow.