|
(21), (22) Заявка: 2006122885/12, 27.06.2006
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
27.06.2006
(46) Опубликовано: 27.02.2008
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2004130334 A, 27.03.2006. US 6067908 A, 30.05.2000. WO 9748496 A, 24.12.1997. SU 1059350 A1, 07.12.1983. RU 2144627 C1, 20.01.2000.
Адрес для переписки:
620026, г.Екатеринбург, а/я 126, ООО “НПП “ЛАНТАН-1”
|
(72) Автор(ы):
Пахомов Георгий Борисович (RU), Зинин Александр Владимирович (RU), Макаров Сергей Дмитриевич (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью “НПП “ЛАНТАН-1” (RU)
|
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ С ОБРАЗОВАНИЕМ ГАЗОКАПЕЛЬНОЙ СТРУИ С ВЫСОКОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ
(57) Реферат:
Для повышения эффективности действия и экономичности устройство для получения газокапельной струи содержит газожидкостное выпускное сопло, камеру для смешения газа и жидкости, газодинамическое сопло для разгона потока газа до сверхзвуковой скорости, газовую магистраль для подачи газа под давлением к газодинамическому соплу, жидкостную магистраль для подачи жидкости в камеру смешения, рукоять для удержания устройства, пусковую скобу для приведения устройства в действие, клапан для одновременного открытия/закрытия как жидкостной, так и газовой магистрали, пружину для возврата клапана в исходное положение, излучатель Гартмана для генерирования ультразвука, конфузор, трубку, соединяющую конфузор и диффузор газожидкостного выпускного сопла для получения газокапельной струи с высокой кинетической энергией. 2 ил, 1 табл.
Изобретение относится к технике распыления жидкостей в газовой среде, предпочтительно в воздухе, и может быть использовано для распыления значительного количества жидкости за короткий промежуток времени с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией, в частности для целей пожаротушения.
Задачей изобретения является повышение эффективности действия и экономичности устройства для получения газокапельной струи по заявке на изобретение РФ 2004130334/12 (МПК А62С 31/02, опубликована 27.03.2006), содержащего выпускное газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием выпускного газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа, при этом выходная оконечность газовой магистрали выполнена в виде газодинамического сопла, и газовая магистраль расположена коаксиально внутри жидкостной магистрали, а выходное отверстие жидкостной магистрали образует входное отверстие камеры смешения, расположенное соосно выходному отверстию камеры и газожидкостному соплу, а клапан с малым динамическим сопротивлением установлен между входным и выходным отверстиями камеры смешения и обеспечивает одновременное открытие/закрытие как жидкостной, так и газовой магистрали.
Однако указанное устройство имеет следующие недостатки.
1. Недостаточная скорость капель жидкости в газокапельной струе при выходе ее из газожидкостного сопла из-за малого времени контакта капель жидкости с газовой составляющей струи.
2. Большой расход газа и низкая степень дисперсности капель жидкости в газокапельной струе из за недостаточно полной передачи кинетической энергии газа распыляемой жидкости.
Задачей изобретения является повышение эффективности действия и экономичности устройства для получения газокапельной струи по заявке на изобретение РФ 2004130334/12 (МПК А62С 31/02, опубликована 27.03.2006) в результате наличия коаксиально расположенной цилиндрической трубки, соединяющей выходное отверстие конфузора газожидкостного сопла с входным отверстием диффузора газожидкостного сопла при диаметре трубки, равном критическому диаметру сопла; излучателя Гартмана, расположенного на выходе газодинамического сопла коаксиально ему.
Задача достигается тем, что устройство для получения газокапельной струи, содержащее выпускное газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием выпускного газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа, а выходная оконечность газовой магистрали выполнена в виде газодинамического сопла, и газовая магистраль расположена коаксиально внутри жидкостной магистрали, выходное отверстие жидкостной магистрали образует входное отверстие камеры смешения, расположенное соосно выходному отверстию камеры и газожидкостному соплу, а клапан с малым динамическим сопротивлением установлен между входным и выходным отверстиями камеры смешения и обеспечивает одновременное открытие/закрытие как жидкостной, так и газовой магистрали, отличающееся тем, что выходное отверстие конфузора газожидкостного сопла соединяется с входным отверстием диффузора газожидкостного сопла цилиндрической трубкой коаксиальной соплу, с диаметром, равным критическому диаметру сопла, а на выходе газодинамического сопла коаксиально ему расположен излучатель Гартмана.
Сущность заявляемого устройства поясняется Фиг.1.
Основные составные части устройства: газожидкостное выпускное сопло (1); камера (2) для смешения газа и жидкости; газодинамическое сопло (3) для разгона потока газа до сверхзвуковой скорости; газовая магистраль (4) для подачи газа под давлением к газодинамическому соплу; жидкостная магистраль (5) для подачи жидкости в камеру смешения; рукоять (6) для удержания устройства; пусковая скоба (7) для приведения устройства в действие; клапан (8) для одновременного открытия/закрытия как жидкостной, так и газовой магистрали; пружина (9) для возврата клапана в исходное положение; излучатель Гартмана (10) для генерирования ультразвука; конфузор (11), трубка (12), соединяющая конфузор и диффузор (13) газожидкостного выпускного сопла для получения газокапельной струи с высокой кинетической энергией.
Описание работы устройства (см. Фиг.2).
После заполнения газовой (4) и жидкостной магистралей (5) от источника сжатого газа и жидкости нажимается пусковая скоба (7) которая, сжимая пружину (9), отодвигает клапан (8), который одновременно открывает газовую и жидкостную магистрали, выходные отверстия которых являются входными отверстиями камеры смешения (2) и расположены соосно выпускному газожидкостному соплу (1); сжатый газ, проходя через газодинамическое сопло (3), образует сверхзвуковой поток, который согласно изобретению, взаимодействуя с излучателем Гартмана (10), эффективно диспергирует жидкость, поступающую коаксиально с газом в камеру смешения как за счет скорости газового потока, так и за счет генерируемых излучателем ультразвуковых волн, образующаяся в результате смешения газового потока с потоком жидкости, газокапельная струя дополнительно разгоняется, проходя последовательно конфузор (11), трубку (12) и диффузор (13) выпускного газожидкостного сопла (1), образуя газокапельный поток с высокой кинетической энергией, который направляется в нужном направлении при помощи рукояти (6), при отпускании пусковой скобы клапан одновременно закрывает жидкостную и газовую магистрали, и работа устройства прекращается.
Предлагаемое устройство для распыления жидкости в газовой среде реализовано в серийной установке пожаротушения.
Результаты сравнительных испытаний устройств приведены в таблице.
В столбце 1 “№” указан номер устройства.
В столбце 2 “Характеристика” приводится характеристика устройства по наличию заявляемых признаков.
В столбце 3 “Скорость” указана скорость газокапельного потока на выходе из газожидкостного сопла.
В столбце 4 “Расход воды” указан расход воды.
В столбце 5 “Расход воздуха” указан расход сжатого воздуха.
В столбце 6 “Дисперсность” указан средний размер капель жидкости на выходе из газожидкостного сопла.
Остальные характеристики испытываемых устройств идентичны друг другу.
Таблица |
№ |
Характеристика |
Скорость, м/с |
Расход воды, г/с |
Расход воздуха, г/с |
Дисперсность, мкм |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
Прототип (изобретение №2004130334) |
65 |
345 |
13 |
120 |
2 |
Устройство по №1 с трубкой между конфузором и диффузором |
75 |
338 |
12,5 |
115 |
3 |
Устройство по №2, снабженное излучателем Гартмана |
80 |
340 |
11 |
100 |
Как было показано, предложенное изобретение обеспечивает повышение эффективности действия устройства распыления жидкости в газовой среде в результате увеличения скорости капель распыляемой жидкости в газокапельной струе при увеличении времени взаимодействия капель с газовой составляющей струи; повышения степени дисперсности капель жидкости в газокапельной струе из-за дополнительного диспергирования жидкости ультразвуком, генерируемым излучателем Гартмана.
Предложенное изобретение обеспечивает уменьшение расхода газа при работе устройства при сохранении требуемой скорости и дисперсности газокапельного потока в результате более полной передачи кинетической энергии газа каплям распыляемой жидкости.
Формула изобретения
Устройство для распыления жидкости в газовой среде с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией, содержащее выпускное газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием выпускного газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа, а выходная оконечность газовой магистрали выполнена в виде газодинамического сопла, и газовая магистраль расположена коаксиально внутри жидкостной магистрали, выходное отверстие жидкостной магистрали образует входное отверстие камеры смешения, расположенное соосно выходному отверстию камеры и газожидкостному соплу, а клапан с малым динамическим сопротивлением установлен между входным и выходным отверстиями камеры смешения и обеспечивает одновременное открытие/закрытие как жидкостной, так и газовой магистрали, отличающееся тем, что выходное отверстие конфузора газожидкостного сопла соединяется с входным отверстием диффузора газожидкостного сопла цилиндрической трубкой, коаксиальной соплу, с диаметром, равным критическому диаметру сопла, а на выходе газодинамического сопла, коаксиально ему, расположен излучатель Гартмана.
РИСУНКИ
|
|