Змішувальний пристрій

1. Смесительное устройство, включающее сопло, сообщающееся по текучей среде с резервуаром для жидкости, и газовый канал, расположенный непосредственно вокруг сопла и выдвинутый далее него таким образом, чтобы при использовании направлять газ по направлению к и мимо сопла, причем сопло приспособлено к направлению жидкости в канал в форме по существу непрерывной, в целом вытекающей в радиальном или коническом направлении плоской струи так, что газ, протекающий через канал, ударяется в плоскую струю жидкости, образуя за соплом по существу однородное облако распыленных жидкостных капель, открывающее и закрывающее газовое клапанное средство, выполненное с возможностью открытия и закрытия газового клапана, и средства, выполненные с возможностью открытия и закрытия сопла, отличающееся тем, что канал выполнен с уменьшением площади поперечного сечения потока рядом с соплом, образуя участок в форме трубки Вентури. 2. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что канал окружает сопло. 3. Смесительное устройство по п.2, отличающееся тем, что канал по существу соосен с соплом, расположенным в центре канала. 4. Смесительное устройство по п.3, отличающееся тем, что сопло имеет периферийный канал, который открывается в газовый канал и идет по существу по окружности вокруг сопла, причем канал образован противоположными поверхностями, проходящими по существу радиально под углом от 5 до 175° относительно оси канала. C2 (54) ЗМІШУВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ 39186 Настоящее изобретение относится в целом к смесительному устройству для распыления жидкости в струе газа. Изобретение разработано в первую очередь для использования в систе мах впрыскивания топлива в двигате лях внутреннего сгорания и будет описано ниже со ссылкой на применение в автомобилях. Следуе т учитывать, однако, что изобретение не ограничивается этой отдельной сферой применения. В различных смесительных устройства х, таких как карбюраторы, форсун ки для впрыскивания топлива, топливные горелки и тому подобное, струю распыленных капель топлива получают путем направления жидкого топлива в поток газа, такого как воздух. В прошлом в различных применявши хся для этого устройствах обычно эту задачу решали, направляя в поток газа единственную струю жидкости. Наиболее близким к заявляемому является смесительное устройство, известное по патенту США №4836453 А 1989, включающее сопло в жидкостном канале, сообщающееся с резервуа ром для жидкости и газовый канал, на выходном конце которого имеется площадка, образующая клапанное седло, внутренняя секция имеет также вытянутую в осевом направлении наружную поверхность, которая сходится к седлу. В канале находится клапанный элемент, который может переставляться вдоль оси относительно седла между отк рытым и закрытым подложениями. Клапанный элемент содержит запорную головку, которая в закрытом положении примыкает к седлу, а в открытом находится на расстоянии от него. Вокруг внутренней секции расположена наружная корпусная секция, при этом между секциями имеется кольцевой канал, подключаемый к источнику сжатого воздуха. Наружная секция имеет сужающуюся в направлении выходного конца поверхность, которая находится на расстоянии от аналогичной по форме поверхности головки и образует с ней воздушный проточный участок, сообщающий ся с топливным каналом внутреннего элемента, когда головка отодвинута в открытое положение, и с окружающим пространством через торцовое отверстие в наружной секции. Однако практи ка показала неэффективность таких устройств из-за общей неспособности получать однородную струю капель одинаковых и достаточно мелких размеров. Делались попытки решить эту проблему за счет использования нескольких струй и прокачивания жидкости под повышенным давлением. Однако это привело к увеличению стоимости, размеров, веса и/или механической сложности систе мы впрыскивания, что в особенности нежелательно в случае использования в автомобиле. Кроме того, размеры капель все еще остаются слишком большими и неоднородными, чтобы обеспечить полностью равномерное и эффективное сгорание, и такие попытки до сих пор имели ограниченный успех. Задача, которая стоит перед настоящим изобретением, состоит в разработке усовершенствованного смесительного устройства, которое позволило бы полностью или в значительной мере избавиться от недостатков, присущи х прежним техническим решениям, в частности, обеспечило бы равномерное и эффективное сгорание. Поставленная задача решается предлагаемым смесительным устройством, включающим сопло в жидкостном канале, сообщающееся с резервуа ром для жидкости и газовый канал, и в соответствии с изобретением, указанный канал расположен вокруг сопла и выдвинут да лее него таким образом, чтобы при использовании направлять газ по направлению к и мимо сопла, причем сопло приспособлено к направлению жидкости в канал в форме по существу непрерывной, в целом вытекающей в радиальном направлении плоской струи так, что газ, поступающий че рез канал, ударяется в струю жидкости, образуя за соплом по существу однородное облако мельчайших жидкостных капель, что состоит из смесительного устройства, включающего сопло в жидкостном канале, сообщающемся с резервуа ром для жидкости, и га зовый канал, расположенный таким образом, чтобы направлять газ мимо сопла, причем устройство сопла позволяет направлять жидкость в канал в форме по существу непрерывной, в целой распространяющейся в радиальном направлении струи, так что в процессе использования газ, поступающий че рез канал, ударяется в струю жидкости, образуя по существу однородное облако мельчайши х капель жидкости в струе, отходящей от сопла. Предпочти тельно канал окружает сопло и сопло приспособлено для того, чтобы направлять жидкость в окружающий канал в форме по существу непрерывной, в целом истекающей в радиальном направлении наружу струи. Канал имеет предпочтительно кольцевую форму, будучи по существу соосным с центральным соплом. Предпочтительно, что радиальную струю получают, направляя жидкость через периферийный канал, который открывается в газовый канал и идет по окружности вокруг сопла и в котором канал образуется противоположными поверхностями, проходящими в общем радиально относительно центральной оси газового канала и на достаточном расстоянии для того, чтобы получить струю жидкости. Предпочтительно, чтобы струя жидкости была направлена под углом от 5 до 175 градусов относительно оси канала, более предпочтительно от 20 до 160 градусов и наиболее предпочтительно от 30 до 50 градусо в. Площадь поперечного сечения потока в канале предпочтительно уменьшается рядом с соплом, образуя участок в форме трубки Вентури, что позволяет увеличить скорость газа вокруг сопла, улучшая разделение струи жидкости. Предпочти тельно, что бы участок в форме трубки Вентури простирался на доста точное расстояние вверх по соплу, что бы свести к минимуму турбулентность газа, проходящего в канале, прилегающем к соплу. В одном варианте реализации устройство включает жидкостные клапанные средства, образующие единое целое с соплом и предназначенные для регули рования потока жидкости, поступающего в струю воздуха. В другом варианте реализации устройство включает жидкостные клапанные средства, обра 2 39186 зующие единое целое с соплом и предназначенные для регули рования потока жидкости, поступающего в струю воздуха и газовые клапанные средства для регулирования потока газа, проходящего че рез канал, причем работа жидкостного и газового клапанных средств координируется так, что га зовое клапанное средство всегда открыто, когда открывается жидкостное клапанное средство. В конкретном случае применения жидкость является углеводородным топливом, таким как бензин, а газом является воздух. При использовании в автомобилях поступление топлива в сопло предпочтительно регули руется с использованием обычной техники впрыскивания топлива, а воздух поступает в канал под влиянием разрежения, создаваемого тактом впуска двигателя внутреннего сгорания. Газ может также сжиматься в случае необхо димости перед соплом турбонагнетате лем или нагнетателем. Опишем теперь предпочтительный вариант реализации изобретения, только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 показан первый вариант реализации смесительного устройства, являющего ся предметом настоящего изобретения в продольном разрезе; на фиг. 2 показан второй вариант реализации смесительного устройства, являющего ся предметом настоящего изобретения в продольном разрезе; на фиг. 3 показано детальное изображение в продольном разрезе второго варианта реализации настоящего изобретения; на фиг. 4 показано изображение в продольном разрезе штока газового клапана, представленного на фиг. 2; на фиг. 5 показано изображение в разрезе по линии А-А де тали, представленной на фиг. 4; на фиг. 6 показано изображение в разрезе по линии В-В детали, представленной на фиг. 4; на фиг. 7 показано изображение в продольном разрезе детали. представленной на фиг. 3, которая образует выпускное отверстие; на фиг. 8 показано изображение в продольном разрезе детали подачи топлива, представленной на фиг. 3; на фиг. 9 показан перспективный вид сбоку детали подачи топлива, представленной на фиг. 8; на фиг. 10 показан вид сверху де тали подачи топлива, представленной на фиг. 8; на фиг. 11 показан перспективный вид сбоку што ка клапана сопла, представленного на фиг. 3; на фиг. 12 показано продольное изображение в разрезе заднего колпачка устройства, представленного на фиг. 3; на фиг. 13 показана деталь, образующая задний упор штока газового клапана устройства, представленного на фиг. 3; на фиг. 14 показано продольное изображение в разрезе основной части корпуса устройства, представленного на фиг. 2. Как показано на фиг. 1, изобретение предлагает смесительное устройство 1, вк лючающее сопло 2 в жидкостном канале 3, сообщающемся с резервуа ром для жидкости, и окружающий его по су ществу соосный газовый кольцевой канал 4, расположенный таким образом, чтобы направлять струю воз духа или другого га за вокруг сопла 2. Сопло включает клапанный элемент 5 со што ком 6 клапана, выполняющим осевые скользящие перемещения в окружающей его направляющей втулке 7 клапана. Шток 6 клапана включает осевой жидкостной канал 3 и радиальные отверстия 8, обеспечивающие сообщение жидкости с каналом. Жидкостной канал 3 и радиальные отверстия 8 направляют жидкое топливо под давлением в кольцевой топливный резервуар 9, образуемый между штоком 6 клапана и высверленной частью, охватывающей направляющей втулкой 7 клапана. Уплотнительное кольцо 10 не допускает протечки топлива из кольцевого топ ливного резервуа ра 9 между штоком 6 клапана и направляющей втулкой 7 клапана, воспринимая при этом относительное осевое смещение. В закрытом положении периферийная уплотняющая поверхность 11 головки клапана плотно прижимается к соответствующему седлу 12 клапана, выполненному на торце направляющей втулки 7 клапана, герметично закрывая кольцевой топливный резервуар 9. В открытом положении клапанный элемент 5 перемещается вниз (как показано на рисун ке) относительно направляющей втулки 7 клапана, образуя по периферии канал 13 между уплотняющей поверхностью 11 головки клапана и седлом 12 клапана, позволяя таким образом топливу вытекать из кольцевого топливного резервуара 9. Опишем теперь работу смесительного устройства 1, представленного на фиг.1 более подробно. При нормальном использовании поток воздуха направляют через кольцевой газовый канал 4 таким образом, чтобы протекать вокруг сопла 2 в общем в осевом направлении. Градиент давления, вызывающий этот поток, может быть связан с тактом впуска двигате ля внутреннего сго рания, а также работой нагнетате ля, тур бонагнетателя компрессора или другого подхо дящего средства. Этот поток может быть или непрерывным, или прерывающимся в зависимости от конкретных условий применения. После приведения в действие клапанного элемента 5 го ловка клапана смещается вниз, открывая периферийный канал 13 между уплотняющей поверхностью 11 головки клапана и седлом 12 клапана. При такой конфи гурации топливо под давлением из топливного резервуа ра 9 направляется в окружающую воздушную струю в форме однородной по существу непрерывной радиально направленной струи 14. Поток воздуха ударяется о струю жидкости, и со ударение газа и топлива вызывает отделение от струи капель топлива, образуя несколько далее за соплом по существу однородное облако 15 из мельчайши х капель жидкости. Площадь поперечного сечения потока в газовом канале 4 рядом с соплом уменьшается, образуя участок 16 в форме трубки Вентури, что позволяет увеличить скорость газа вокруг сопла, улучшая разделение струи жидкости. В варианте реализации, показанном на фиг. 1, струя воздуха ударяется о струю жидкости под углом около 90°. Однако струя жидкости может быть направлена под любым углом от 5 до 175° 3 39186 относительно оси 17 канала в зависимости от ряда факторов, таких как вязкость жидкости, оптимальный размер капель, требующийся для конкретных условий горения, число Рейнольдса окружающего га зового потока и тому подобное. Во вто ром варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 2, предложено смесительное устройство 18 с удлиненным корпусом, в котором выполнен продольный газовый канал 19 кольцеобразной формы . Газовый канал 19 сообщается с впускным отверстием для газа 20, которое должно быть подсоединено к источнику газа. Топливное сопло 21 сообщается с емкостью с жидким топливом и приспосабливается в процессе работы к получе нию в общем радиально простирающейся в наружном направлении струи жидкости из выпускного отверстия 22 топливного сопла 21 в окружающий газовый канал 19. Струя топлива разделяется под ударами газа, проходящего через газовый канал 19, вызывая отделение от струи капель топлива. Топливно-газовая смесь подвергается дальнейшему перемешиванию в вихревой смесительной камере 23, расположенной за выпускным отверстием 22 топливного сопла 21, перед тем как быть выброшенной из смесительного устройства 18 через выпускное отверстие 24. Смесительное устройство 18 состоит в основном из удлиненного корпуса 25 с осевым продольно расположенным каналом 26. Канал 26 сообщается с впускным отверстием 20 для газа. Ниже впускного отверстия 20 для газа канал 26 сходится в узкую горловину 27, расши ряется, образуя вихревую смесительную камеру 23 и вновь сходится в вы пускное отверстие 24. Первый шток 28 клапана с клапанным элементом 29 на одном конце вставлен с возможностью скольжения в направлении первой секции канала, прилегающей к выпускному отверстию 24. Клапанный элемент 29 выполнен из упругой пластмассы, такой как Vesconite, которую поставляет фирма Accurra Engineering Pty, Шорт стрит, Чэтсвуд, шт. Новый Южный Уэльс, Австралия. Как показано на фиг. 2, на ружный диаметр первого штока 28 клапана меньше внутреннего диаметра канала 26 и он перемещается по каналу 26, упираясь в его стенки двумя разнесенными в продольном направлении несущи ми деталями 30 и 31, причем несущая деталь 30 имеет форму четырех расположенных на одинаковом угловом расстоянии радиальных выступов 32, эффективный наружный диаметр которых совпадает с внутренним диаметром канала 26. Выступы 32 позволяют расположить шток 28 клапана в центре по оси канала 26, образуя таким образом в пространстве между вн утренней поверхностью канала 26 и штоком 28 клапана часть кольцевого газового канала 19. Первый клапанный элемент 29 может скользить вдоль канала 26 между открытым положением (см. фиг.3), к которому первый клапанный элемент 29 не касается сходящейся стенки канала 26 (т.е. образующей первое седло 33 клапана), пропуская таким образом газ из впускного отверстия 20 в узкую горловину 27, и закрытым положением (не показано), в котором первый клапанный элемент 29 упирается в седло 33 клапана, запирая кольцевой газовый канал 19. Первый шток 28 клапана перемещается в закрытое положение под воздействием первой цилиндрической пружины 34. В самом первом штоке 28 клапана выполнен осевой продольный канал 35, в котором помещен с возможностью скольжения направляемый второй шток 36 клапана. Второй шток 36 клапана выступает из торца первого клапанного элемента 29 первого штока 28 клапана, располагаясь по оси в уз кой горловине 27 и далее образуя узкий кольцевой газовый канал 19. Второй клапанный элемент 37 расположен на наружном конце второго штока 36 клапана и выполнен из упругой пластмассы, такой как Vesconite. Продольный канал 35 в первом што ке 28 клапана имеет участок с увеличенным диаметром 38, находящий ся на определенном расстоянии внутри от конца первого клапанного элемента. В участок с увеличенным диаметром 38 вхо дят соответственным образом увеличенные, разделенные в продольном направлении части 39 вто рого штока 36 клапана. Участок с увеличенным диаметром 38 продольного канала 35 в первом што ке 28 клапана образует радиальную торцевую стенку, служащую упором 40 при относительном скольжении второго штока 36 клапана. При таком решении достигается в общем телескопическое соединение первого 28 и второго 36 што ков клапана. Часть для подачи топлива 41 размещается в вихревой смесительной камере 23 канала 26 в корпусе 25. Часть для подачи топлива 41 имеет вто рое седло 42 клапана, которое сочетается со вто рым клапанным элементом 37 второго штока 36 клапана, образуя сопло 21 для подачи топлива. Часть для подачи топлива 41 соединяет продольно расположенный в корпусе 25 канал для подачи топлива 43 с выпускным отверстием 22 сопла через радиально расположенный канал 44 и расположенный в осевом направлении канал 45. Выпускное отверстие 22 сопла размещают в уз кой горловине 27 канала, в которой часть для подачи топлива 41 имеет выступающий в осевом направлении участок, дальний конец которого образует вто рое седло 42 клапана. Второе седло 42 клапана имеет вогнутую форму усеченного конуса, соосного с каналом 26. Во второе седло 42 клапана входит имеющий коническую фор му второй клапанный элемент 37, избирательно закрывая сопло 21. В открытом положении сопла 21 седло 42 клапана и клапанный элемент 37 образуют выпускное отверстие 22 сопла. Второй шток 36 клапана перемещается в закрытое положение второй цилиндрической пружиной 46. Таким образом, первый и второй што ки 28, 36 клапана соединены так, что, когда первый и вто рой клапанные элементы 29 и 37 находятся в закрытом положении, концевой упор 40 в первом што ке 28 клапана располагается на определенном расстоянии от противоположной поверхности ближайше го конца увели ченной части 39 вто рого штока 36 клапана. При таком положении первый клапанный элемент 29 может быть отведен от первого седла 33 клапана, открыв газовый канал 19, не открывая при этом сопло 21. Когда первый шток 28 клапана перемещается на определенное расстояние, противо положная поверхность увеличен 4 39186 ной части 39 вто рого што ка 36 клапана упирается в тор цовый упор 40, так что дальнейшее дви жение первого штока 28 клапана вызывает перемещение вто рого штока 36 клапана вместе с первым штоком 28 клапана с преодолением смещающего усилия соответствующи х ци линдрических пружин 34, 46. Это движение вызывает отход второго клапанного элемента 37 от вто рого седла 42 клапана, образуя при этом выпускное отверстие 22 топливного сопла. Степень раскрытия выпускного отверстия 22 топливного сопла ограничивается другим торцевым упором 47 в канале 26 корпуса 25, который не допускает дальнейше го движения первого што ка 28 клапана. Поскольку первый шток 28 клапана перемещает вто рой шток 37 клапана, в этой точке прекращает дви жение и второй шток 37 клапана. Кроме того, предполагается, что ход (т.е. смещение) второго штока 37 клапана значительно меньше хода первого штока 28 клапана. Так, например, ход вто рого штока 36 клапана может составлять около 0,05 мм, в то время как первый шток 28 клапана будет перемещаться приблизительно на 0,5 мм. В открытом положении второй клапанный элемент 37 и второе седло 42 клапана образуют выпускное отверстие 22 сопла, которое имеет форму кольцевого прохода или канала. Канал образуется между конической поверхностью второго клапанного элемента 37 и поверхностью в форме усеченного конуса вто рого седла 42 клапана и, таким образом, простирается как в радиальном, так и в осевом направлении относительно продольной оси 17 газового канала 19. Это означает, что канал проходит под углом a к продольной оси 17. Струя жидкого топлива, истекающая из открытого выпускного отверстия 22 сопла, направляется, таким образом, под углом a к осевому направлению. На фиг.2 угол a составляет около 35°. При этом струя топлива направлена наружу и против направления струи воздуха. Полагают, однако, что углом a может быть любой угол в диапазоне от 5 до 175° относительно осевого направления (т.е. оси 17 смесительного устройства 18). Более конкретно, автор настоящего изобретения определил, что наиболее предпочтительный угол для достижения отделяющего и измельчающего эффекта составляет около 90°. Можно предположить, что чем меньше угол a, тем более непосредственным будет столкновение между струёй жидкости и газом, проходящим по каналу. Это приведет к уменьше нию "отделения" капель жидкости от струи. Кроме того, если угол a велик (напр. если приближается к 180°), струя жидкости будет иметь тенденцию к протеканию вместе с газовой струей и отделяющий эффект вновь уменьшится. По этим причинам автор изобретения полагает, что смесительное устройство 18 обеспечит новый "отделяющий" эффект воздействия на струю жидкости, если угол a находится в диапазоне от 5 до 175°. Предпочтительно угол составляет от 20 до 160° и наиболее предпочтительно в диапазоне от 30 до 150°. После освобождения первого што ка 28 клапана и первый, и второй штоки 28 и 36 клапана движутся вместе под воздействием соответствующи х цилиндрических пружин 34, 46, пока второй клапанный элемент 37 не войдет во вто рое седло 42 клапана, закрыв топливное сопло 21. В этой точке газ все еще проходит через кольцевой газовый канал 19. Первый шток 28 клапана, с более длинным ходом, продолжает скользить вдоль канала 26, пока первый клапанный элемент 29 не войдет в первое седло 33 клапана, перекрывая подачу газа. Таким образом, поступление газа от источника газа всегда открывается до того, как начинается подача топлива через выпускное отверстие 22 сопла, и отсекается только после того, как закрывается топливное выпускное отверстие 22 сопла. Часть для подачи топлива 41 в вихревой смесительной камере 23 имеет четыре идущи х по спирали канала 48, которые образуют спиральные траектории потоков. Благодаря этому газотопливная смесь, выходящая из горловины 27, направляется по спирали канала 48, вызывая их завихрение и перемешива ние. Газотопливная смесь выдается затем на смесительное устройство 18 через выпускное отверстие 24. Смесительное устройство 18, показанное на фиг.2, включает также оборотную схе му, включающую вп ускное отверстие для топлива 49 и выпускное отверстие для топлива 50, через которые топливо непрерывно закачивают в резервуар 51 смесительного устройства 18 и возвращают в удаленную емкость или резервуар для топ лива через перепускной клапан (не показан). Такая схема позволяет поддерживать постоянное давление топлива в сопле 21 при открывании и закрывании сопла 21. Кроме того, увеличение расхо да топлива охлаждает катушку 52, которая используется для приведения в действие первого што ка 28 клапана, размещается в задней части смесительного устройства 18 и не допускает испарения или разложения топлива в резервуаре и вокруг него. В то время как для предпочти тельного варианта реализации предложен второй клапанный элемент 37, выполненный из упругой пластмассы, можно предположить, что эта деталь может также быть изготовлена из металла или любого другого подхо дящего материала. Для того, что бы металлический второй клапанный элемент 37 и металлическое второе седло 42 клапана наиболее плотно подхо дили друг к другу в закрытом положении сопла 21, угол a должен предпочтительно равняться приблизительно 45° (или 135°). Это означает, что угол в 45° обеспечивает эффективное заклинивание между вто рым клапанным элементом 37 конической формы и вогнутым вторым седлом 42 клапана в форме усеченного конуса, если обе эти детали выполнены из металла. Если вогнутый второй клапанный элемент 37 выполнен из уп ругой пластмассы, та кой, например, как Vesconite, и вто рое седло 42 клапана выполнено из металла, - оптимальное уплотнение может быть достигнуто при угле в диапазоне от 15 до 75° или 105 до 165°. В процессе применения смесительного устройства 18 не все топливо, вы ходящее из выпускного отверстия 22 сопла, оказывается в струе жидкости. Часть топлива будет иметь тенденцию оставаться на выпускном отверстии 22 сопла и стекать по наружной поверхности сопла 21. Это происходит главным образом в моменты открывания и закрывания сопла 21. Для того, что бы не допус 5 39186 тить этого, воздушный клапан открывают раньше, чем сопло 21, и закрывают только после того, как сопло 21 закрывается. Этот дополнительный газовый поток стирает или испаряет это нераспыленное топливо, находящееся на наружной поверхности сопла 21. Важной особенностью настояще го изоб ретения является то, что сопло приспосабливается к подаче по суще ству непрерывной, в общем исте кающей в ра диальном направлении струи жидкости . Предполагается, что сло ва "в общем исте кающая в ра диальном направлении жидкость" в контексте настояще го изоб ретения следует понимать как означающие струю жидкости, направленную та ким образом, что бы иметь значитель ную ра диальную со ставляющую относитель но центральной продольной оси 17 газового ка нала 4, 19. Эти слова необязательно должны означать только струю жидкости, вы текающую в наружном направлении, поскольку предполагается, что другая форма сопла (не показана) может направлять такую "в общем исте кающую в радиальном направлении жидкость" внутрь, в срединный газовый канал. То есть сопло может быть образовано вокруг наружной стенки, в общем окружая газовый канал так, чтобы направлять струю жидкости в общем радиально вовнутрь. Эта струя жидкости может быть направлена под любым углом в диапазоне от 5 до 175° относительно продольной оси 17 газового канала. Такое решение все же позволит использовать преимущества, свя занные с сущностью настоящего изобретения, то есть отделять капли жидкости от струи жидкости. Автор изобретения тем не менее полагает, что такое решение может быть менее эффективным, чем устройство, показанное на рисун ке, поскольку отделяющее действие будет стремиться отклонить распыленные капли жидкости назад в направлении вогнутой наружной поверхности канала, в то вре мя как в устройстве 1, 18, показанном на рисунках, будет наблюдаться тенденция к отклонению распыленных капель назад в направлении относительно меньшей вогнутой наружной поверхности сопла 21. Более крупная вогнутая поверхность в большей мере будет задерживать распыленные капли жидкости, которые будут затем собираться и стекать по наружной поверхности газового канала. Кроме того, относительно большая окружность сопла может вызвать соответственно приста вание большего количества жидкости к выпускному отверстию сопла вместо того, что бы направить ее со струей жидкости. В то время как стирающее действие дополнительного газового потока перед и после открывания сопла должно все же удалять или испарять большую часть, если не всю такую жидкость, на наружной поверхности газового канала, можно предположить, что такое техническое решение окажется, вероятно, менее эффективным, чем варианты реализации, показанные на рисун ках. Смесительное устройство 18, показанное на фиг. 2, специально предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания, в которых необхо димо, чтобы смесительное устройство 18 подавало рабочую смесь отдельными пор циями в соответствии с тактами работы двигателя. Размещение первого и второго клапанов позволяет открывать и закрывать смесительное устройство 18 или путем возбуждения катушки 52 (см. фиг. 2), или путем механического переключения (не показано), чтобы подавать отдельными порциями рабочую смесь в виде однородного облака измельченных капель жидкости постоянного и достаточного мелкого размера. Предполагается, что требующееся в общем однородное облако из мелких капель жидкого топлива можно получить главным образом за счет того, что сопло 2, 21 выдает, по существу непрерывную, вы текающую радиально в наружном направлении струю жидкости в кольцевой газовый канал 4, 19, причем струя топлива измельчается при соударении с газом, вытекающим через кольцевой газовый канал 4, 19. Струя жидкости , котор ую вы дает сопло 2, 21, значитель на в том, что способствует ра боте смесительного устройства 1,18. То есть в струе жидкости , вы пущен ной из сопла 2, 21 , повер хностное натяжение жидкости удерживает частицы жидкости вместе в струе , по ка капли жидкости не начинают отделяться от струи под воздействием га за, вы текающе го из кольцево го газового ка нала 4, 19. Предполагают, что это отделяющее действие отрывает капли от тонкой струи жидкости с образованием по существу однородного облака капель распыленной жидкости за соплом 2, 21. Разделяющее воздействие на струю жидкости должно резко отличаться от предыдущи х те хнических решений, направленных на разбивание жидкости на капли до ее смешива ния с газом. Более конкретно, предлагавшиеся ранее устройства распыления топлива основыва лись на подаче жидкого топлива под давлением через одно или несколько выпускных отверстий с целью его распыления. Недостатком использования подачи топлива под давлением является то, что на практике при увеличении давления подачи топлива средние размеры капель распыленного топлива не уменьшаются значительно и даже при чрезвычайно высоком давлении существуют ограничения минимального среднего размера измельченных капель. В отличие от этого в настоящем изобретении используется кинетическая энергия газа, проходящего через газовый канал, а не давление подачи жидкости. Единственным требованием к давлению подачи топлива на данном устройстве является то, что оно должно быть выше давления газа в газовом канале, прилегающем к соплу 2, 21, так что из сопла 2, 21 будет поступать струя топлива. Когда струя топлива оказывается в кольцевом газовом канале 4, 19, газ будет соударяться со струей топлива, вы зывая отделение от струи капель топлива. Это отделяющее действие будет иметь место на участке между вы пускным отверстием сопла и наружной поверхностью кольцевого газового канала 4, 19, причем фактически в точке, где происхо дит уравновеши вание ряда факторов, включая скорость протекания газа через канал, давление подачи топлива, вязкость топлива, толщи ну струи топлива, число Рейнольдса для окружающего газового потока и тому подобное. Приз 6 39186 нано, что обычно точка равновесия располагается ближе к выпускному отверстию 22 сопла 21 (аналогичная точка сопла 2 на чертеже не показана) и что газ, протекающий через кольцевые газовые каналы 4, 19 в направлении из канала, может и не принимать участия в разделении или ударном распылении жидкости. Во вто ром варианте реализации, показанном на фиг. 2-14, эта внешняя часть газа, протекающего по кольцевому газовому каналу 19, используется тем не менее в вихревой смесительной камере 23, расположенной далее за соплом 21. Распыление жидкого топлива улучшается за счет уменьшения площади поперечного сечения кольцевого газового канала 4, 19 рядом с соплом 2, 21, что вызывает увеличение скорости газа; за счет то го, что газовый поток образуется в кольцевом газовом канале 19 до того, как откроется топливное сопло 21 за счет применения закручивающи хся по спирали каналов 48 в части подачи топлива 41 за первоначальным "ударным" смешиванием газа и топлива в узкой горловине 27. Предполагается также, что образование по существу непрерывной, идущей на 360° по окружности радиально направленной струи жидкости, равномерно вытекающей из сопла 2, 21, позволяет в максимальной степени использовать кинетическую энергию окружающего га зового потока для распыления топлива. Обнаружено, что это обеспечивает более равномерное распыление и получе ние более мелких средних размеров капель. Более эффективное распыление позволяет добиться также более высокой концентрации и расхо да топлива. Совместное действие этих факторов позволяет свести к минимуму выхлопы, состоящие из несгоревшего топ лива и оптимизировать эффективность горения. Таким образом, изобретение обеспечивает значительные промышленные усовершенствования по сравнению с прежними техническими решениями. В особенности применимо изобретение во впрыскивающи х соплах в системах впрыскивания топлива. В особенно предпочтительном использовании в двигателях вн утреннего сго рания топливо распыляют перед впрыскиванием в камеру сгорания. В этом случае, вместо того, что бы быть расположенным таким образом, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в цилиндр, сопло располагают выше обычного вп ускного канала и клапанного узла. Впускной клапан цилиндра может быть затем связан с клапанной системой впрыскивающего сопла 2, 21, так что непосредственно перед открыванием выпускного клапана в ка меру сгорания открывается клапан сопла, что бы выдать во впускной канал облако распыленного топлива. Затем эта рабочая смесь всасывается в камеру сгорания обычным путем. Предварительные исследования показывают, что это способствуе т значительному улучше нию работы и эффективности сгорания по сравнению с системами, в которых топливо впрыскивают непосредственно в камеру сгорания. Предполагается также, что не требуется прохождения всего потока воздуха, требующего ся для горения, через кольцевой газовый канал 4, 19, окружающий сопло 2, 21. Это означает, что вокруг смесительного устройства 1, 18 или на дистанции от него могут быть обычным образом, в зависимости от того, что потребуется для конкретных условий применения, размещены дополнительные каналы или клапаны для подачи воздуха . При использовании в автомобилях предполагается, что доля воздуха, проходящего через устройство 1,18, должна обычно составлять около 30% и всего 8% и даже 5% от общего объема воздуха, тре бующего ся для горения, в зависимости от скорости работы двигате ля. Хо тя изобретение описано со ссылкой на конкретные примеры, специалистам в данной области должно быть ясно, что изобретение может быть реализовано в другой форме. В особенности следует учиты вать, что применение изобретения не ограничивается двигателями внутреннего сгорания. Оно применимо в любой ситуа ции, требующей распыления жидкости в струе га за. Как таковое оно применимо также в топливных горелках и тому подобном. Кроме того, во все х сфе рах применения необязательно, чтобы сопло включало клапанные средства для избирательного отключения подачи жидкости и/или подачи газа. В такой сфере применения, как топливные горелки, в которых требуется фактически непрерывный поток топлива, конструкцию клапанов можно значительно упростить или вообще обойтись без них. В системах впрыскивания топлива возможно также использование дистанционно расположенных дозирующих систем. Специалистам в данной области должно быть ясно, что возможно внесение различных изменений и/или модификаций в описанное на конкретных примерах реализации изобретение, оставаясь в пределах существа или объема изобретения в широком смысле. Настоящие варианты реализации должны поэтому рассматриваться во всех отношениях как имеющие иллюстративное значение и не ограничивают существо изобретения. 7 39186 Фиг. 1 Фиг. 2 8 39186 Фиг. 3 Фиг. 4 9 39186 Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 8 Фиг. 7 Фиг. 9 Фиг. 10 Фиг. 11 10 39186 Фиг. 12 Фиг. 13 11 39186 Фиг. 14 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 12