RU166077U1

RU166077U1 - FINE SPRAY LIQUID

Info

Publication number: RU166077U1
Application number: RU2016108102/05U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НВК-Инжиниринг"
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-11-10

Abstract

1. Мелкодисперсный распылитель жидкости, содержащий корпус, имеющий центральное отверстие, в котором установлен стержень с центральным тупиковым впускным газовым каналом, соединенным с газовой камерой, прилегающей к поверхности стержня, с помощью проходных газовых каналов; впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное жидкостными каналами с жидкостной кольцевой камерой, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, газовое и жидкостное сопло выполнены соосными, при этом распылитель снабжен съемным отражателем с резонатором, отличающийся тем, что в стенках центрального отверстия в корпусе выполнены вертикальные шлицы для образования с наружной поверхностью запрессованного в центральное отверстие стержня сквозных жидкостных каналов, при этом радиально расходящиеся проходные газовые каналы выполнены в нижней части тупикового газового канала и соединяют последний с газовой камерой, образованной наружной поверхностью стержня и внутренней поверхностью кольцевой направляющей, установленной на стержне, при этом газовое сопло выполнено в виде конфузора на выходе из газовой камеры, причем угол наклона внутренних стенок конфузора относительно вертикальной оси составляет 30°÷50°, а жидкостное сопло выполнено в виде кольцевого жидкостного зазора между направляющей и кольцевой обечайкой, установленной в нижней части корпуса, при этом в направляющей, равномерно по всей окружности, выполнены жидкостные каналы в виде отверстий, а проходная площадь кольцевого жидкостного зазора в 2-4 раза меньше суммарной площади отверстий, при этом1. A fine liquid atomizer comprising a housing having a central opening in which a rod is mounted with a central dead end gas inlet connected to a gas chamber adjacent to the surface of the rod using gas passages; a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle connected by liquid channels to the liquid annular chamber, a gas nozzle enclosing the central rod, a gas and liquid nozzle are made coaxial, while the atomizer is equipped with a removable reflector with a resonator, characterized in that vertical slots are made in the walls of the central hole in the housing to form through liquid extruded into the central hole of the core with the outer surface bone channels, while radially diverging gas passage channels are made in the lower part of the dead end gas channel and connect the latter to the gas chamber formed by the outer surface of the rod and the inner surface of the annular guide mounted on the rod, while the gas nozzle is made in the form of a confuser at the outlet of the gas chamber, and the angle of inclination of the inner walls of the confuser relative to the vertical axis is 30 ° ÷ 50 °, and the liquid nozzle is made in the form of an annular liquid gap between with an annular and annular shell mounted in the lower part of the housing, while in the guide, evenly around the circumference, liquid channels are made in the form of holes, and the passage area of the annular liquid gap is 2-4 times smaller than the total area of the holes, while

Description

Настоящая полезная модель относится к устройствам общего назначения, предназначенным для распыления жидкости и, в частности, может быть использована в противопожарной технике для образования огнетушащих водных составов.This utility model relates to general purpose devices for spraying liquids and, in particular, can be used in fire fighting equipment to form fire extinguishing water compositions.

Известен стержневой пневмоакустический распылитель, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, кольцевую резонаторную камеру, установленную на выступающей части центрального стержня, рабочая поверхность которой обращена к газовому соплу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло находится дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки, при этом впускное газовое сопло выполнено цилиндрическим, центральный стержень профилированным, причем расположенная внутри сопла часть имеет коническую форму с углом расхождения 45°-80°, часть за срезом сопла имеет цилиндрическую форму, место схождения цилиндрической и конической частей стержня расположено на срезе сопла, а впускной канал для жидкости выполнен в виде штуцера, установленного на внешней поверхности обечайки и соединенного с жидкостной кольцевой камерой (RU, патент №2467807, кл. В05В 17/04, 2011 г.).Known rod pneumatic acoustic spray containing a cylindrical body having a Central hole with an inlet gas channel, a Central rod mounted in the Central hole and having a part protruding from the cylindrical body having an inlet channel for liquid, a liquid annular chamber associated with the inlet channel for liquid, a liquid nozzle associated with a liquid annular chamber, a gas nozzle enclosing a central shaft, an annular resonator chamber mounted on a protrusion the central part of the core, the working surface of which is facing the gas nozzle, the gas nozzle and the liquid nozzle being made coaxial, the liquid nozzle is located further along the radius from the center axis of the cylindrical body, the shell surrounding the cylindrical body, while the liquid annular chamber and the liquid nozzle are formed grooves in a cylindrical housing limited by the inner surface of the shell, while the gas inlet nozzle is cylindrical, the central rod is profiled, moreover, the part located inside the nozzle has a conical shape with a divergence angle of 45 ° -80 °, the part beyond the nozzle section has a cylindrical shape, the convergence point of the cylindrical and conical parts of the rod is located on the nozzle section, and the fluid inlet is made in the form of a fitting mounted on the outside the surface of the shell and connected to a liquid annular chamber (RU, patent No. 2467807, class B05B 17/04, 2011).

Недостатком известного распылителя жидкости является недостаточная надежность его работы при нестабильности распыления, обусловленной нестабильностью рабочего давления.A disadvantage of the known liquid atomizer is the insufficient reliability of its operation with instability of spraying due to instability of the working pressure.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий корпус, имеющий центральное отверстие, в котором установлен стержень с центральным тупиковым впускным газовым каналом, соединенным с газовой камерой, прилегающей к поверхности стержня, с помощью проходных газовых каналов; впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное жидкостным каналом с жидкостным кольцевым каналом, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, газовое и жидкостное сопло выполнены соосными, при этом распылитель снабжен съемным отражателем с резонатором (RU, патент №2232647, кл. В05В 17/04, 2002 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a pneumatic-acoustic liquid atomizer, comprising a housing having a central hole in which a rod is installed with a central dead end gas inlet channel connected to a gas chamber adjacent to the surface of the rod using gas passage channels; a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle connected by a liquid channel to a liquid annular channel, a gas nozzle enclosing a central rod, a gas and liquid nozzle are coaxial, and the sprayer is provided with a removable reflector with a resonator ( RU, patent No. 2232647, CL B05B 17/04, 2002).

Недостатком известного распылителя жидкости является недостаточная эффективность и надежность его работы при нестабильности распыления, обусловленной нестабильностью рабочего давления.A disadvantage of the known liquid atomizer is the lack of efficiency and reliability of its operation with instability of spraying due to the instability of the working pressure.

Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении эффективности и надежности работы мелкодисперсного распылителя жидкости при обеспечении стабильности распыления.The technical result, the achievement of which the present utility model is directed, is to increase the efficiency and reliability of the fine spray liquid while ensuring spray stability.

Указанный технический результат достигается тем, что в мелкодисперсном распылителе жидкости, содержащем корпус, имеющий центральное отверстие, в котором установлен стержень с центральным тупиковым впускным газовым каналом, соединенным с газовой камерой, прилегающей к поверхности стержня, с помощью проходных газовых каналов; впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное жидкостными каналами с жидкостной кольцевой камерой, газовое сопло, охватывающее центральный стержень, газовое и жидкостное сопло выполнены соосными, при этом распылитель снабжен съемным отражателем с резонатором, согласно полезной модели, в стенках центрального отверстия в корпусе выполнены вертикальные шлицы для образования с наружной поверхностью запрессованного в центральное отверстие стержня сквозных жидкостных каналов, при этом радиально расходящиеся проходные газовые каналы выполнены в нижней части тупикового газового канала и соединяют последний с газовой камерой, образованной наружной поверхностью стержня и внутренней поверхностью кольцевой направляющей, установленной на стержне, при этом газовое сопло выполнено в виде конфузора на выходе из газовой камеры, причем угол наклона внутренних стенок конфузора относительно вертикальной оси составляет 30°÷50°, а жидкостное сопло выполнено в виде кольцевого жидкостного зазора между направляющей и кольцевой обечайкой, установленной в нижней части корпуса, при этом в направляющей, равномерно по всей окружности, выполнены жидкостные каналы в виде отверстий, а проходная площадь кольцевого жидкостного зазора в 2-4 раза меньше суммарной площади отверстий, при этом отражатель выполнен коническим с кольцевым резонатором, размещенным в зоне выхода распыленной жидкости.The specified technical result is achieved in that in a finely dispersed liquid atomizer containing a housing having a central hole in which a rod is installed with a central dead end gas inlet connected to a gas chamber adjacent to the surface of the rod using gas passages; a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle connected by liquid channels to the liquid annular chamber, a gas nozzle enclosing the central rod, a gas and liquid nozzle are made coaxial, while the atomizer is equipped with a removable reflector with a resonator, according to a utility model, vertical slots are made in the walls of the central hole in the housing to form through holes with the outer surface of the rod pressed into the central hole liquid channels, while radially diverging gas passage channels are made in the lower part of the dead end gas channel and connect the latter to the gas chamber formed by the outer surface of the rod and the inner surface of the annular guide mounted on the rod, while the gas nozzle is made in the form of a confuser at the outlet of the gas chamber, and the angle of inclination of the inner walls of the confuser relative to the vertical axis is 30 ° ÷ 50 °, and the liquid nozzle is made in the form of an annular liquid gap between a guide and an annular shell mounted in the lower part of the housing, while in the guide, evenly around the circumference, liquid channels are made in the form of holes, and the passage area of the annular liquid gap is 2-4 times smaller than the total area of the holes, while the reflector is conical with ring resonator located in the exit zone of the atomized liquid.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что количество жидкостных каналов составляет 6-10 шт.In addition, the specified technical result is achieved in that the number of liquid channels is 6-10 pcs.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что угол а наклона внутренних стенок конфузора, отсчитываемый от вертикальной оси, составляет от 30° до 50°, а угол β жидкостного зазора составляет от 70° до 85° от вертикали.In addition, this technical result is achieved in that the angle a of the inclination of the inner walls of the confuser, measured from the vertical axis, is from 30 ° to 50 °, and the angle β of the liquid gap is from 70 ° to 85 ° from the vertical.

На чертеже изображен общий вид мелкодисперсного распылителя жидкости и его разрезы по линиям А-А и Б-Б.The drawing shows a General view of a finely dispersed liquid atomizer and its sections along the lines aa and bb.

Мелкодисперсный распылитель жидкости имеет цилиндрическую форму и состоит из корпуса 1, стержня 2, направляющей 3, обечайки 4, конического отражателя 5 и винта 6.The finely dispersed liquid atomizer has a cylindrical shape and consists of a housing 1, a rod 2, a guide 3, a shell 4, a conical reflector 5 and a screw 6.

В корпусе 1 выполнено центральное отверстие 7 со шлицами, в отверстие 7 запрессован стержень 2 с предварительно установленной в нижней его части направляющей 3. Пазы между корпусом 1 и стержнем 2 образовывают сквозные жидкостные каналы 8, а полость между корпусом 1 и направляющей 3 - жидкостную кольцевую камеру 9.A central hole 7 with slots is made in the housing 1, a rod 2 is pressed into the hole 7 with a guide 3 pre-installed in its lower part. The grooves between the housing 1 and the rod 2 form through fluid channels 8, and the cavity between the housing 1 and the guide 3 forms a liquid annular camera 9.

Стержень 2 имеет в центре тупиковый газовый канал 10, в нижней части которого выполнены радиально расходящиеся проходные газовые каналы 11, соединяющие газовый канал 10 с газовой камерой 12, образованной внутренними поверхностями направляющей 3 и наружными поверхностями стержня 2. Формирование струи газа происходит на выходе из газовой камеры 12, выполненной в виде конфузора 13. Угол α наклона внутренних стенок конфузора 13, отсчитываемый от вертикальной оси, составляет от 30° до 50°. В направляющей 3 равномерно по всей окружности выполнены сквозные отверстия, образующие каналы 14.The rod 2 has a dead end gas channel 10 in the center, in the lower part of which there are radially diverging gas passage channels 11 connecting the gas channel 10 with the gas chamber 12 formed by the inner surfaces of the guide 3 and the outer surfaces of the rod 2. A gas jet is formed at the outlet of the gas camera 12, made in the form of a confuser 13. The angle α of inclination of the inner walls of the confuser 13, counted from the vertical axis, is from 30 ° to 50 °. Through the guide 3 evenly through holes are made through holes forming channels 14.

При соединении направляющей 3 и обечайки 4 остается кольцевой жидкостный зазор 15, предназначенный для выхода жидкости в зону диспергирования 16. Для поступления жидкости из жидкостной камеры 9 в кольцевой жидкостный зазор 15 служат каналы 14.When the guide 3 and the shell 4 are connected, the annular liquid gap 15 remains, which is intended for the liquid to exit into the dispersion zone 16. The channels 14 serve as liquid from the liquid chamber 9 to the annular liquid gap 15.

Для формирования колебаний газа, создающих условия для диспергирования жидкости, в отражателе 5 выполнен кольцевой резонатор 17.For the formation of gas vibrations, creating conditions for dispersion of the liquid, an annular resonator 17 is made in the reflector 5.

Отражатель 5 и стержень 2 выполнены в виде двух отдельных деталей, скрепляемых винтом 6, что, в отличие от монолитного изделия, упрощает технологию изготовления и в зависимости от назначения распылителя позволяет менять только отражатели, устанавливая их с углом, обеспечивающим наибольшую эффективность.The reflector 5 and the rod 2 are made in the form of two separate parts fastened with a screw 6, which, unlike a monolithic product, simplifies the manufacturing technology and, depending on the purpose of the sprayer, only reflectors can be changed, setting them with an angle that provides the greatest efficiency.

Основной принцип работы устройства - распыление жидкости под воздействием акустических колебаний газа, выходящего из кольцевой газовой камеры 12 и попадающего в отражатель 5 установленных размеров. Распыленная жидкость удаляется из области распыления за счет потока газа, прошедшего через зону диспергирования.The main principle of the device is the spraying of liquid under the influence of acoustic vibrations of gas exiting from the annular gas chamber 12 and falling into the reflector 5 of the established sizes. The sprayed liquid is removed from the spray area due to the flow of gas passing through the dispersion zone.

Работа распылителя происходит следующим образом. Газ подается через тупиковый газовый канал 10 в стержне 2 и проходные газовые каналы 11 в кольцевую газовую камеру 12, в которой происходит падение его скорости и равномерное распределение по всему объему камеры. Благодаря имеющемуся конфузору 13 на выходе из газовой камеры 12 и определенному зазору между стержнем 2 и направляющей 3, формируется одинаковая по всей окружности струя газа, которая, выходя из кольцевой камеры шириной δ=0,03…0,045λ, (где λ - длина акустической волны газа) со сверхзвуковой скоростью, через расстояние 0,1…0,13λ свободного полета попадает в камеру резонатора 17 глубиной 0,1…0,13λ и ударяется в отражатель 5. В результате давление в камере повышается, и через время Т=λ/С_газ (где С_газ - скорость звука в газе) отраженный газ пересекает встречный газовый поток и вырывается в зону диспергирования 16. Вследствие чего, формируются периодические акустические колебания с частотой 12-20 кГц.The operation of the sprayer is as follows. Gas is supplied through a dead end gas channel 10 in the rod 2 and through gas channels 11 into the annular gas chamber 12, in which its velocity decreases and uniformly distributes throughout the chamber volume. Due to the existing confuser 13 at the outlet of the gas chamber 12 and a certain gap between the rod 2 and the guide 3, a uniform gas jet is formed over the entire circumference, which, leaving the annular chamber with a width of δ = 0.03 ... 0.045λ, (where λ is the acoustic length gas waves) with a supersonic speed, through a distance of 0.1 ... 0.13λ of free flight enters the cavity of the resonator 17 with a depth of 0.1 ... 0.13λ and hits the reflector 5. As a result, the pressure in the chamber rises, and after a time T = λ / C _gas (C _gas wherein - the speed of sound in the gas) gas crosses reflected meetings first gas stream and sees in dispersing zone 16. As a result, formed periodic acoustic oscillations with a frequency of 12-20 kHz.

Жидкость подается по жидкостным каналам 8 в кольцевую жидкостную камеру 9. Из камеры 9 по каналам 14 в направляющей 3 жидкость поступает в кольцевой жидкостный зазор 15, проходная площадь которого в 2-4 раза меньше суммарной площади каналов 14, что обеспечивает равномерное распределение жидкости по всему периметру кольцевого зазора 15. Далее жидкость попадает в зону диспергирования 16, где происходит разбивание жидкости и получение капель дисперсностью 30-150 мкм.The liquid is supplied through the liquid channels 8 to the annular liquid chamber 9. From the chamber 9 through the channels 14 in the guide 3, the liquid enters the annular liquid gap 15, the passage area of which is 2-4 times smaller than the total area of the channels 14, which ensures uniform distribution of liquid throughout the perimeter of the annular gap 15. Next, the liquid enters the dispersion zone 16, where the liquid is broken and droplets with a dispersion of 30-150 microns are obtained.

То, что конструктивно распылитель выполнен по типу «труба в трубе», обеспечивает активный теплообмен между охлажденным газом и более теплой жидкостью с целью не допустить переохлаждение газа при его расширении и предотвратить обмерзание.The fact that the sprayer is designed as a “pipe in pipe” type ensures active heat exchange between the chilled gas and the warmer liquid in order to prevent gas overcooling during expansion and to prevent freezing.

Поступление жидкости в распылитель осуществляется через восемь впускных жидкостных каналов 8 равно приближенных к центру, что обеспечивает равномерное распределение жидкости по жидкостной кольцевой камере 9.The flow of fluid into the atomizer is carried out through eight fluid inlet channels 8 equally close to the center, which ensures uniform distribution of fluid in the liquid annular chamber 9.

Жидкостный зазор 15 выполнен кольцевым для равномерного распределения жидкости по всей его окружности и ее эффективного распыления.The liquid gap 15 is made annular for uniform distribution of fluid throughout its circumference and its effective atomization.

Обеспечивается более равномерное распределение жидкости по периметру распыления за счет уменьшения эффективного проходного сечения непосредственно перед выходом жидкости из распылителя.Provides a more uniform distribution of fluid along the perimeter of the spray by reducing the effective flow area immediately before the exit of the liquid from the spray.

Угол жидкостного зазора β составляет от 70° до 85° от вертикали, что обеспечивает большую технологичность изделия.The angle of the liquid gap β is from 70 ° to 85 ° from the vertical, which provides greater manufacturability of the product.

Жидкостный кольцевой зазор направляет жидкость непосредственно в зону акустического резонанса газа, что обеспечивает большую эффективность диспергирования жидкости.The liquid annular gap directs the liquid directly into the acoustic resonance zone of the gas, which provides greater dispersion efficiency of the liquid.

Угол α наклона внутренних стенок конфузора 13, отсчитываемый от вертикальной оси, составляет от 30° до 50°, что является оптимальным углом поджатая газа.The angle α of inclination of the inner walls of the confuser 13, measured from the vertical axis, is from 30 ° to 50 °, which is the optimal angle of the compressed gas.

В газовом канале 10 отсутствуют ступенчатые переходы, что обеспечивает ламинарность выходящего потока газа.There are no step transitions in the gas channel 10, which ensures the laminarity of the outgoing gas stream.

Конструкция отражателя 5, выполненного в виде сменного конического диска, эффективно направляющего поток газожидкостной смеси, позволяет в зависимости от назначения распылителя менять только отражатели, устанавливая их с углом, обеспечивающим наибольшую эффективность распыления. За счет сменных отражателей 5 осуществляется подбор оптимальной формы купола и других параметров распыления, что значительно расширяет область применения распылителя.The design of the reflector 5, made in the form of a removable conical disk, effectively directing the flow of the gas-liquid mixture, allows, depending on the purpose of the sprayer, to change only the reflectors, setting them with an angle that ensures the greatest spraying efficiency. Due to interchangeable reflectors 5, the optimal dome shape and other spray parameters are selected, which significantly expands the scope of the sprayer.

Использование предложенного мелкодисперсного распылителя жидкости позволяет обеспечить получение газожидкостной смеси с однородным размером капель, используемой для тушения огня, понижения температуры помещения, орошения поверхностей, что, в свою очередь, обеспечивает эффективность и надежность его работы при стабильности распыления и возможности регулирования формы купола и других параметров распыления жидкости при пожаротушении.Using the proposed finely dispersed liquid atomizer allows to obtain a gas-liquid mixture with a uniform droplet size used to extinguish the fire, lower the room temperature, irrigate surfaces, which, in turn, ensures its efficiency and reliability with spray stability and the ability to control the shape of the dome and other parameters spraying liquid during fire fighting.

Claims

1. A fine liquid atomizer comprising a housing having a central opening in which a rod is mounted with a central dead end gas inlet connected to a gas chamber adjacent to the surface of the rod using gas passages; a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle connected by liquid channels to the liquid annular chamber, a gas nozzle enclosing the central rod, a gas and liquid nozzle are made coaxial, while the atomizer is equipped with a removable reflector with a resonator, characterized in that vertical slots are made in the walls of the central hole in the housing to form through liquid extruded into the central hole of the core with the outer surface bone channels, while radially diverging gas passage channels are made in the lower part of the dead end gas channel and connect the latter to the gas chamber formed by the outer surface of the rod and the inner surface of the annular guide mounted on the rod, while the gas nozzle is made in the form of a confuser at the outlet of the gas chamber, and the angle of inclination of the inner walls of the confuser relative to the vertical axis is 30 ° ÷ 50 °, and the liquid nozzle is made in the form of an annular liquid gap between with an annular and annular casing installed in the lower part of the housing, while in the guide, uniformly around the circumference, liquid channels are made in the form of holes, and the passage area of the annular liquid gap is 2-4 times smaller than the total area of the holes, while the reflector is conical with ring resonator located in the exit zone of the atomized liquid.

2. A fine liquid sprayer according to claim 1, characterized in that the number of liquid channels is 6-10 pcs.

3. The fine liquid sprayer according to claim 1, characterized in that the angle α of inclination of the inner walls of the confuser, measured from the vertical axis, is from 30 ° to 50 °.

4. A finely divided liquid sprayer according to claim 1, characterized in that the angle β of the liquid gap, measured from the vertical axis, is from 70 ° to 85 °.