Патент на изобретение №2345280

(54) ФОРСУНКА АКУСТИЧЕСКАЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Акустическая форсунка содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода воздуха и жидкости. Корпус выполнен в виде стакана с днищем, в корпусе выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент. Отношение высоты h₁ излучателя к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к высоте h₁ полости лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷1,5. Изобретение позволяет повысить эффективность распыления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический распылитель-форсунка по а.с. СССР №306270, F02C 7/24, 11.06.1971, содержащая корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце, и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя (прототип).

Недостатком известной акустической форсунки является то, что она не обеспечивает высокой степени распыла.

Технический результат – повышение эффективности распыления.

Это достигается тем, что акустическая форсунка содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода воздуха и жидкости. Согласно изобретению корпус выполнен в виде стакана с днищем, в корпусе выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

На чертеже изображен общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.

Акустическая форсунка содержит выполненный в виде стакана с днищем корпус 5, в котором выполнена цилиндрическая полость 1 для подвода жидкости через трубку 16, расположенную в крышке 6. В корпусе 5 форсунки выполнена цилиндрическая проточка 8, в которой расположен упругий уплотняющий элемент 9, причем крышка 6 и корпус 5 соединены винтами 7. В верхней части крышки 6 расположен крепежный элемент 10, фиксирующий верхнюю часть стержня 12 стрежневого газоструйного излучателя 4 (резонатора) Гартмана в сопле 18. По щелевому каналу 11 распыливающий агент поступает в сопло 18. Между отверстием в днище корпуса 5 и внешней поверхностью сопла 18 крышки 6 выполнен щелевой канал 2, по которому поступает жидкость. Между внутренней поверхностью конического отверстия 17 и внешней поверхностью нижней части стержня 13 выполнен кольцевой канал 3, по которому поступает распыливающий агент, например воздух.

Верхняя часть стержня 12 шарнирно соединена с нижней частью стрежня 13, которая фиксируется относительно конического отверстия 17, выполненного в крышке 6, посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска 14, выполненного в виде по крайней мере трех упругих лепестков 15, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки 6.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

– отношение высоты h₁ излучателя 4 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 19 и нижней торцевой поверхностью сопла 18 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 20 излучателя 4 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 20 излучателя 4 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 20 излучателя 4 к высоте h₁ полости 20 лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷1,5.

Акустическая форсунка работает следующим образом.

Жидкость под давлением подается в цилиндрическую полость 1, расположенную снаружи излучателя 4, откуда вытекает через щелевой канал 2 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи кольцевого канала 3 вследствие натекания сверхзвуковой струи на резонатор 4. В результате пленка дробится на мелкие капли, которые вместе с воздушной струей образуют факел распыленной жидкости.

Формула изобретения

1. Акустическая форсунка содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода воздуха и жидкости, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде стакана с днищем, в корпусе выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

2. Акустическая форсунка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ излучателя к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к высоте h₁ полости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

РИСУНКИ