Номер патенту: 110780

Опубліковано: 25.02.2016

Автор: Шнайдер Маттіас

Є ще 7 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Форсунка з суцільним конусом розпилу, що містить корпус (12) форсунки і завихрювач (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), причому корпус (12) форсунки має випускну камеру (16) з вихідним отвором і причому випускна камера (16) розташована в потоці нижче завихрювача (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), яка відрізняється тим, що на зовнішній поверхні завихрювача (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160) є щонайменше один канал (22, 24; 45, 47; 60, 66; 70, 71; 82, 83; 94; 108, 110; 114, 118, 116; 134, 136; 146, 148; 152, 154; 162, 164, 166) завихрювача, причому цей канал на ділянці (40; 48; 62; 72; 86) турбулізації виконаний у формі спіралі або таким, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі (32) завихрювача, а на вихідній ділянці (42; 50; 64; 74; 88), розташованій на відрізку від кінця ділянки турбулізації до нижнього за течією кінця каналу завихрювача, цей канал виконаний таким, що проходить в осьовому напрямку,

причому нижній за течією торець завихрювача обладнаний виїмкою (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142), розташованою по суті в його центрі, причому виїмка на деяких ділянках пересікає канал завихрювача.

2. Форсунка за п. 1, яка відрізняється тим, що виїмка (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) пересікає канал завихрювача в області вихідної ділянки (42; 50; 64; 74; 88).

3. Форсунка за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що виїмка має плоске, закруглене або конусоподібне дно (120; 126; 132; 144).

4. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що на зовнішній поверхні завихрювача передбачені два або більша кількість каналів завихрювача.

5. Форсунка за п. 4, яка відрізняється тим, що виїмка (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) у торці завихрювача на деяких ділянках пересікається з усіма каналами завихрювача.

6. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що щонайменше один канал завихрювача на вхідній ділянці (38; 46; 84), що простягається від розташованого вище за течією початку каналу завихрювача, проходить в осьовому напрямку, потім переходить у ділянку (40; 48; 86) турбулізації і, нарешті, на вихідній ділянці (42; 50; 88) проходить в осьовому напрямку.

7. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що в межах ділянки (86) турбулізації змінюється кут нахилу каналу (82, 83) завихрювача щодо центральної поздовжньої осі (32) завихрювача (80).

8. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що найменший поперечний переріз форсунки (10) визначається вихідним отвором (18).

Текст

Реферат: Винахід стосується форсунки з суцільним конусом розпилу з корпусом форсунки і завихрювачем, причому корпус форсунки має випускну камеру з вихідним отвором і причому в потоці нижче завихрювача розташована випускна камера. На зовнішній поверхні завихрювача є щонайменше один канал завихрювача, який виконаний на ділянці турбулізації у формі спіралі або таким, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі завихрювача, а на вихідній ділянці, яка розташована на відрізку від кінця ділянки турбулізації до нижнього за течією кінця каналу завихрювача, таким, що проходить в осьовому напрямку. При цьому нижній за течією торець завихрювача обладнаний виїмкою, розташованою по суті в його центрі, причому виїмка на деяких ділянках пересікає канал завихрювача. UA 110780 C2 (12) UA 110780 C2 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується форсунки, що створює факел розпилу у формі суцільного конуса, з корпусом форсунки і вставкою-завихрювачем, причому корпус форсунки має випускну камеру з вихідним отвором і причому випускна камера розташована в потоці нижче завихрювача. Винахід повинен забезпечити покращену форсунку з суцільним конусом розпилу. Відповідно до винаходу для цього передбачена така форсунка з суцільним конусом розпилу - з корпусом форсунки і вставкою-завихрювачем (яка далі для стислості названа просто завихрювачем), причому корпус форсунки має випускну камеру з вихідним отвором і причому випускна камера розташована в потоці нижче завихрювача, - у якій завихрювач має на своїй зовнішній поверхні щонайменше один канал завихрювача, який на ділянці турбулізації виконаний у формі спіралі або таким, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі завихрювача, а на вихідній ділянці, що знаходиться на відрізку від кінця ділянки турбулізації до розташованого нижче за течією кінця каналу завихрювача, таким, що проходить в осьовому напрямку. Для створення конусоподібного факела розпилу потоку необхідно перед вихідним отвором форсунки надавати обертання. Це відбувається в результаті того, що розпилювана рідина протікає в завихрювачі через щонайменше один канал завихрювача. Обертовий рух робочого середовища після виходу з каналу завихрювача призводить до виникнення перепаду тиску у випускній камері, причому статичний тиск зменшується в напрямку від стінки випускної камери до центра випускної камери, або до осі обертання випускної камери. Якщо статичний тиск у центрі випускної камери, і таким чином в області осі обертання, надто низький, це призводить до факела розпилу у формі порожнистого конуса. Винахід дозволяє, як не дивно, за допомогою вихідної ділянки щонайменше одного каналу завихрювача, що проходить в осьовому напрямку, впливати на перепад тиску в межах випускної камери таким чином, що досягається формування факела розпилу у вигляді суцільного конуса. Довжина вихідної ділянки служить як конструктивний параметр, що впливає на розподіл рідини усередині факела розпилу у вигляді суцільного конуса. При цьому випускна камера може бути виконана, наприклад, у вигляді півкулі, сліпого отвору з плоским або сферичним дном. У варіанті вдосконалення винаходу розташований нижче за течією торець завихрювача забезпечений виїмкою, що знаходиться по суті в центрі завихрювача, причому виїмка на деяких ділянках пересікається з каналом завихрювача. Наявність такої передбаченої виїмки істотно сприяє стабілізації характеристик потоку у випускній камері. Така виїмка дозволяє також впливати на перепад тиску у випускній камері, щоб мати можливість формувати факел розпилу у вигляді суцільного конуса з рівномірним розподілом рідини. При цьому глибина виїмки і площа її пересікання з щонайменше одним каналом завихрювача являють собою конструктивні параметри, що впливають на розподіл рідини у форсунці. У кращому випадку виїмка пересікає канал завихрювача в області вихідної ділянки. У варіанті вдосконалення винаходу виїмка має плоске, закруглене або конусоподібне дно. Форма дна виїмки впливає на одержуваний факел розпилу у вигляді суцільного конуса. При різному оформленні дна виїмки, а також дна каналу завихрювача площа пересікання з виїмкою в завихрювачі змінюється, так що це також дозволяє впливати на характеристику розпилення форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу. У варіанті вдосконалення винаходу на зовнішній поверхні завихрювача передбачаються два або більше каналів завихрювача. Зміна кількості каналів завихрювача також дозволяє впливати на характеристику розпилення. При цьому поперечні перерізи каналів завихрювача узгоджуються з поперечним перерізом вихідного отвору таким чином, що форсунка виходить менш схильною до засмічень. У варіанті вдосконалення винаходу виїмка в торці завихрювача частково пересікається з усіма каналами завихрювача. Таким чином досягається рівномірний розподіл тиску в центрі випускної камери також по поперечному перерізу випускної камери, що дозволяє одержувати рівномірний розподіл робочого середовища в суцільному конічному факелі розпилу. У варіанті вдосконалення винаходу щонайменше один канал завихрювача на вхідній ділянці, що простягається від розташованого вище за течією початку каналу завихрювача, проходить в осьовому напрямку, потім переходить у ділянку турбулізації і, нарешті, на вихідній ділянці проходить в осьовому напрямку. Таким чином досягається зменшення гідравлічного опору форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу і, зокрема, при обтіканні ділянки турбулізації виходячи з осьового напрямку, таким чином вдається стабілізувати характеристики потоку вище ділянки турбулізації. 1 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У варіанті вдосконалення винаходу кут нахилу каналу завихрювача щодо центральної поздовжньої осі завихрювача змінюється в межах ділянки турбулізації. Це також дозволяє впливати на характеристики розпилення і гідравлічний опір форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. У варіанті вдосконалення винаходу найменший поперечний переріз форсунки визначається вихідним отвором. Таким чином вдається значною мірою уникати закупорки каналів завихрювача, і в цілому форсунка виходить малосхильною до засмічень. Подальші ознаки і переваги винаходу випливають з пунктів формули винаходу і наведеного нижче опису кращих варіантів здійснення винаходу разом з кресленнями. При цьому окремі ознаки різних представлених варіантів здійснення можна в рамках винаходу комбінувати один з одним будь-яким чином. На кресленнях показані: фіг. 1 вигляд з боку форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу, фіг. 2 вигляд на площину розрізу Н-Н на фіг. 1 фіг. 3 вигляд під кутом зверху форсунки з суцільним конусом розпилу фіг. 1 з частковим вирізом, фіг. 4 вигляд з боку форсунки з суцільним конусом розпилу фіг. 3, фіг. 5 ізометричне зображення форсунки з суцільним конусом розпилу фіг. 1 у розібраному стані, фіг. 6 вигляд з боку завихрювача форсунки з суцільним конусом розпилу з фіг. 5, фіг. 7 вигляд завихрювача фіг. 6 знизу під кутом, фіг. 8 вигляд з боку завихрювача форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу за другим варіантом здійснення, фіг. 9 вигляд завихрювача фіг. 8 знизу під кутом, фіг. 10 вигляд з боку завихрювача форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу за третім варіантом здійснення, фіг. 11 вигляд завихрювача фіг. 10 знизу під кутом, фіг. 12 вигляд збоку завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до четвертого варіанта здійснення винаходу, фіг. 13 вигляд завихрювача фіг. 12 знизу під кутом, фіг. 14 вигляд з боку завихрювача форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу відповідно до п'ятого варіанта здійснення, фіг. 15 завихрювач фіг. 14 від під кутом знизу, фіг. 16 вигляд зверху на завихрювач форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу відповідно до шостого варіанта здійснення, фіг. 17 завихрювач фіг. 16 від під кутом знизу, фіг. 18 вигляд зверху завихрювач форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу відповідно до сьомого варіанта здійснення, фіг. 19 завихрювач фіг. 18 від під кутом знизу, фіг. 20 вигляд зверху завихрювач форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу відповідно до восьмого варіанта здійснення, фіг. 21 завихрювач фіг. 20 знизу під кутом, фіг. 22 вигляд завихрювача фіг. 6 знизу, фіг. 23 вигляд на площину розрізу С-С в фіг. 22, фіг. 24 вигляд знизу завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу за дев'ятим варіантом здійснення, фіг. 25 вигляд на площину розрізу D-D в фіг. 24, фіг. 26 вигляд знизу завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу за десятим варіантом здійснення, фіг. 27 вигляд на площину розрізу Е-Е з фіг. 26, фіг. 28 вигляд знизу завихрювача для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу відповідно до одинадцятого варіанта здійснення фіг. 29 вигляд на площину розрізу F-F з фіг. 28, фіг. 30 схематичне зображення завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу, для наочного пояснення форми поперечного перерізу каналу завихрювача, фіг. 31 ще одне схематичне зображення завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу, для наочного пояснення форми поперечного перерізу каналу завихрювача, 2 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіг. 32 схематичне зображення завихрювача для форсунки з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу за дванадцятим варіантом здійснення винаходу, фіг. 33 вигляд завихрювача фіг. 32 знизу, фіг. 34 вигляд на площину розрізу В-В з фіг. 33, фіг. 35 вигляд на площину розрізу А-А з фіг. 33, фіг. 36 вигляд завихрювача для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу за тринадцятим варіантом здійснення, фіг. 37 вигляд завихрювача фіг. 36 знизу, фіг. 38 вигляд на площину розрізу D-D з фіг. 37, фіг. 39 вигляд на площину розрізу С-С з фіг. 37, фіг. 40 вигляд завихрювача для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу за чотирнадцятим варіантом здійснення знизу, фіг. 41 вигляд завихрювача для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу за п'ятнадцятим варіантом здійснення знизу і фіг. 42 вигляд завихрювача для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу за шістнадцятим варіантом здійснення знизу. На зображенні фіг. 1 показана форсунка 10 з суцільним конусом розпилу згідно з винаходом відповідно до кращого варіанта здійснення винаходу. Форсунка 10 з суцільним конусом розпилу має корпус 12, що забезпечений шестигранником 14 і не показаним різьбою для нагвинчування корпуса на з'єднувальний трубопровід. Корпус 12 у цілому має циліндричну основну форму. На фіг. 2 представлений вигляд площини перерізу Н-Н з фіг. 1. Корпус 12 має випускну камеру 16 і вихідний отвір 18. Вище випускної камери 16 за течією в корпусі 12 розташована вставка-завихрювач 20. Завихрювач 20 має дископодібну основну форму і на зовнішній поверхні забезпечений двома каналами 22, 24. На торці, поверненому до випускної камери 16, завихрювач має центральну виїмку 26 у формі некрізного отвору з плоским дном і круглим поперечним перерізом. Випускна камера 16 в області, суміжній з завихрювачем 20, виконана циліндричною. Нижче циліндричної ділянки за течією поперечний переріз випускної камери 16 звужується аж до вихідного отвору 18. На цій звужуваній ділянці випускна камера 16 має приблизно форму півкулі. Вихідний отвір 18 має першу, циліндричну ділянку 28 з круглим поперечним перерізом і, нижче цієї циліндричної ділянки 28 за течією, ділянка 30, що конусоподібно розширюється. Зображення фіг. 3 показує форсунки 10 з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу у вигляді спереду під кутом, причому форсунка 10 з суцільним конусом розпилу представлена частково в розрізі. При цьому перша площина розрізу проходить від зовнішньої поверхні корпуса 10 до центральної поздовжньої осі 32 форсунки. Друга площина розрізу проходить під прямим кутом до першого, також від зовнішньої поверхні корпуса 12 до центральної поздовжньої осі 32. Розпилювана рідина надходить у корпус 12 у напрямку стрілки 34 і потім протікає по обох каналах 22, 24 завихрювача. Центральна виїмка 26 у завихрювачі 20 пересікається з каналами 22, 24 завихрювача на їхніх вихідних ділянках, безпосередньо вище випускної камери 16 за течією. Внаслідок цього рідина потрапляє у виїмку 26. В результаті цього також область випускної камери 16, що оточує центральну поздовжню вісь 32, піддається впливу рідини, так що вдається уникати занадто різкого перепаду тиску між областю краю випускної камери 16 і областю навколо центральної поздовжньої осі 32. Завдяки цьому нижче вихідного отвору 18 за течією утворюється суцільний факел розпилу у вигляді суцільного конуса з рівномірним розподілом рідини. При цьому глибина виїмки 26, а також площина її пересікання з каналами 22, 24 завихрювача, впливає на показники тиску у випускній камері 16 і таким чином на розподіл рідини в одержуваному конусі розпилу. Зображення фіг. 4 представляє вигляд збоку форсунки 10 з суцільним конусом розпилу з фіг. 3, частково в розрізі. На цьому зображенні видно, що виїмка 26 завихрювача 20 має плоске дно. Крім того, видно, що корпус 12 на кінці випускної камери, розташованому вище за течією, має виступ, що проходить по окружності 36, на який посаджений завихрювач 20. Таким чином зафіксовано положення завихрювача 20 у корпусі 12. Зображення фіг. 5 представляє форсунку 10 з суцільним конусом розпилу з фіг. 1 у розібраному стані, вигляд спереду під кутом. Завихрювач 20 має форму циліндричного диска. Кожний з каналів 22, 24 завихрювача має відповідну вхідну ділянку 38, на якій канал завихрювача проходить паралельно центральній поздовжній осі 32. Далі, при розгляді в напрямку руху потоку, до вхідної ділянки 38 примикає ділянка 40 турбулізації, у якій канали завихрювача проходять під кутом до центральної поздовжньої осі 32. Нижче ділянки 40 турбулізації за течією, аж до нижнього торця завихрювача 20, проходить відповідна вихідна 3 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ділянка 42, у якій канали 22, 24 завихрювача знову проходять паралельно центральній поздовжній осі 32. Виїмка 26 у завихрювачі 20 пересікається з каналами 22, 24 завихрювача в області відповідної вихідної ділянки 42. У вигляді збоку на фіг. 6 добре видно хід каналу завихрювача 22. До вхідної ділянки 38, що проходить в осьовому напрямку, примикає ділянка 40 турбулізації, що йде під кутом або у формі спіралі, за якою йде слідом знову аксіально спрямована вихідна ділянка 42. У представленому варіанті здійснення канали 22, 24 завихрювача формуються сферичною фрезою, щоб переходи між вхідною ділянкою 38, ділянкою 40 турбулізації і вихідною ділянкою 42 проходили рівно, тому що переходи виконані закругленими завдяки напівкруглому поперечному перерізу каналу 22 завихрювача. Проходження вихідної ділянки в осьовому напрямку, тобто паралельно центральній поздовжній осі 32, викликає на вихідній ділянці 42 каналу 22 завихрювача щонайменше частковий поворот рідини, що знаходиться на ділянці 40 турбулізації, щодо осьового напрямку. Це спричиняє вирівнювання тиску між краєм випускної камери 16, див. фіг. 3, і центральною областю випускної камери 16 навколо центральної поздовжньої осі 32. У результаті цього досягається факел розпилу у вигляді суцільного конуса. Цьому вирівнюванню тиску додатково сприяє центральна виїмка 26, що пересікається з каналами 22, 24 завихрювача в області вихідної ділянки 42. Завдяки цьому рідина з каналів 22, 24 завихрювача потрапляє у виїмку 26 і тим самим у центральну область випускної камери 16. Це також сприяє формуванню факела розпилу у вигляді суцільного конуса з рівномірним розподілом робочого середовища. На зображенні фіг. 7 представлений завихрювач 20 з фіг. 6, показаний у напрямку під кутом знизу. Зображення фіг. 8 представляє завихрювач 44 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 44 довший в порівнянні з завихрювачем 20 з фіг. 6, причому за рахунок додаткової довжини ділянки турбулізації одержані подовжена ділянка впуску 46 і подовжена вихідна ділянка 50. Ділянка 48 турбулізації завихрювача 44 має таку ж довжину, як і ділянка 40 турбулізації завихрювача 20 на фіг. 6. Центральна виїмка 52 у розташованому нижче за течією торці 54 завихрювача 44 проходить по суті по всій довжині вихідної ділянки 50 і пересікається з обома каналами 45, 47 завихрювача. Завдяки продовженій і такій, що проходить в осьовому напрямку, ділянці впуску 46, а також продовженій і такій, що проходить в осьовому напрямку, вихідній ділянці 50, і завдяки продовженій центральній виїмці 52 зменшується перепад тиску між стінкою випускної камери 16 і центром випускної камери 16, так що в центрі факела розпилу у вигляді суцільного конуса випускається більша кількість рідини. Виїмка 52 виконана круглою і має плоске дно. На зображенні фіг. 9 представлений завихрювач 44 з фіг. 8, показаний під кутом знизу. Зображення фіг. 10 представляє вигляд збоку завихрювача 56 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 56 має два канали 60 завихрювача, причому від верхнього за течією торця 58 завихрювача 56 канали 60 завихрювача відразу проходять під кутом до центральної поздовжньої осі 32. Таким чином, канали 60 завихрювача не мають ділянки впуску, що проходить в осьовому напрямку, а мають тільки таку, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі 32, ділянку 62 турбулізації і примикаючу до неї вихідну ділянку 64, що проходить в осьовому напрямку. В області вихідної ділянки 64 канали 60 завихрювача пересікаються з центральною виїмкою 66 у завихрювачі 56. Зображення фіг. 11 представляє завихрювач 56, показаний під кутом знизу. Поряд з каналом 60 завихрювача передбачений другий, лише частково видимий, канал 67 завихрювача, що в області своєї ділянки турбулізації проходить по зовнішній поверхні завихрювача 56 з тим же самим кутом нахилу, що і канал 60 завихрювача. Зображення фіг. 12 представляє вигляд збоку завихрювача 68 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 68 має два канали 70, 71 завихрювача, причому на зображенні фіг. 12 видно тільки канал 70 завихрювача. Канал 70 завихрювача проходить від верхнього за течією торця 68 завихрювача відразу під кутом до центральної поздовжньої осі, так що ділянка 72 турбулізації починається від верхнього за течією торця завихрювача 68. До цієї ділянки 72 турбулізації примикає вихідна ділянка 74, що проходить в осьовому напрямку, яка подовжена в порівнянні з вихідною ділянкою 64 завихрювача 56 на фіг. 10. Таким же чином подовжена центральна виїмка 76. Подовження осьової вихідної ділянки 74 і продовження або більша глибина центральної виїмки 76 призводить до меншої різниці тисків між стінкою випускної камери 16 і центральною областю випускної камери 16 і тим самим до більшої кількості рідини у внутрішній області видаваного суцільного конічного факела розпилу. 4 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Зображення фіг. 14 представляє вигляд збоку завихрювача 80 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 80 має два канали 82, 83 завихрювача, причому в зображенні фіг. 14 видно лише канал 82 завихрювача. Канал 82 завихрювача має ділянку впуску 84, що проходить в осьовому напрямку, ділянку 86 турбулізації, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі і вихідну ділянку 88, що проходить в осьовому напрямку. Центральна виїмка 90 передбачена в нижньому за течією торці завихрювача і пересікається з каналами 82 завихрювача 80. На протязі ділянки 86 турбулізації кут нахилу каналу 82 завихрювача щодо центральної поздовжньої осі змінюється. Таким чином досягається плавність переходу ділянки впуску 84 у ділянку 86 турбулізації і ділянки 86 турбулізації у вихідну ділянку 88. Зображення фіг. 15 представляє завихрювач 80 у вигляді під кутом знизу. Зображення фіг. 16 представляє завихрювач 92 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу у вигляді знизу. Завихрювач 92 має лише один канал 94 завихрювача. Завдяки цьому є можливість зробити поперечний переріз каналу 94 завихрювача дуже великим, щоб одержати форсунку з суцільним конусом розпилу, мало схильну до засмічень. Зображення фіг. 17 представляє завихрювач 92 у вигляді під кутом знизу. Єдиний канал 94 завихрювача має ділянку 96 впуску, що проходить в осьовому напрямку, ділянку 98 турбулізації, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі і вихідну ділянку 100, що проходить паралельно центральній поздовжній осі. У розташованому нижче за течією торці 102 ділянки 98 турбулізації розташована центральна виїмка у формі круглого некрізного отвору 104, що пересікається з каналом 94 завихрювача в області його вихідної ділянки 100, а також частково ще в області його ділянки 98 турбулізації. Зображення фіг. 18 представляє завихрювач 106 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 106 має два канали 108, ПО завихрювача, які розташовані діаметрально навпроти один одного. На фіг. 19 показаний вигляд завихрювача 106 під кутом знизу. Зображення фіг. 20 представляє завихрювач 112 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу, показаний знизу. Завихрювач 112 забезпечений трьома каналами 114, 116 і 118 завихрювача, які розташовані на кутовій відстані 120° один від одного по зовнішній поверхні завихрювача 112. На фіг. 21 показаний вигляд завихрювача 112 знизу під кутом. На фіг. 22-29 показані завихрювачі для форсунок з суцільним конусом розпилу відповідно до винаходу, які відрізняються лише формою відповідних центральних виїмок, розташованих на нижніх за течією торцях завихрювачів. На фіг. 22 завихрювач 20 з фіг. 6 зображений у вигляді знизу. Поряд з обома каналами 22, 24 завихрювача видно також круглу в перерізі виїмку 26. Виїмка 26 пересікається з каналами 22, 24 завихрювача в області безпосередньо над нижнім за течією торцем завихрювача 20. Фіг. 23 представляє вигляд на площину розрізу С-С в фіг. 22. Центральна виїмка 26 має плоске дно 120 і виконана, наприклад, за допомогою так званого 180-градусного свердла. Як уже згадувалося, глибина і форма дна 120 виїмки 26 впливають на розподіл тиску в межах випускної камери 16 і внаслідок цього також на розподіл рідини у факелі розпилу у вигляді суцільного конуса в потоці нижче вихідного отвору 18, див. фіг. 16. Зображення фіг. 24 представляє завихрювач 122 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 122 виконаний ідентично відносно завихрювача 20 за фіг. 20, за винятком центральної виїмки 124. Виїмка 124 також кругла і має таку ж форму і той самий діаметр, як і виїмка 26 завихрювача 20. Проте, на відміну від плоского дна 120 виїмки 26 завихрювача 20, дно 126 виїмки 124 виконано конусоподібним, як видно в площині розрізу D-D, показаній на фіг. 25. Отже, виїмка 124 у завихрювачі 122 може бути зроблена, наприклад, за допомогою свердла з гострим кутом при вершині, у даному прикладі - свердлом з кутом 118°. Зображення фіг. 26 представляє завихрювач 128 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу, що відрізняється від завихрювача 20 з фіг. 22 тільки формою центральної виїмки 130. Виїмка 130 завихрювача 128 виконана шляхом занурення циліндричної дискової фрези. При цьому дискова фреза подається в напрямку завихрювача 128 паралельно центральній поздовжній осі 32. Як видно на фіг. 27, при цьому центральна виїмка 130 має дно 132, утворене рівною площадкою, вигнутою усередину, якщо дивитися в напрямку руху потоку. При цьому кривизна площадки відповідає кривизні зовнішнього діаметра дискової фрези. У представленому варіанті здійснення дно 132 виїмки 130 вигнуто тільки в одному напрямку. Така форма дна 132 виходить при використанні циліндричної фрези, зовнішній край якої рівний і паралельний осі обертання. 5 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Однак можливе використання тим самим способом, наприклад, дискової фрези, що має кривизну і на паралельному осі обертання краю. Як видно на фіг. 26, центральна виїмка 130 пересікається з каналами 134, 136 завихрювача з боків, так що і у завихрювачі 128 рідина з каналів завихрювача має можливість попадати у виїмку 130 і внаслідок цього впливати на розподіл тиску у випускній камері 16 і тим самим також на розподіл робочого тіла в одержуваному факелі розпилу у вигляді суцільного конуса. Зображення фіг. 28 представляє завихрювач 140 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 140 відрізняється від завихрювача 20 на фіг. 22 лише формою його центральної виїмки 142. Виїмка 142 виконана шляхом занурення циліндричної дискової фрези і проведення її в радіальному напрямку. Внаслідок циліндричної форми дискової фрези виїмка 142 після цього має плоске дно 144, як видно на фіг. 29. На фіг. 29 показаний вигляд на площину розрізу F-F у фіг. 28. Глибина центральної виїмки 142 у завихрювачі 140 вибрана порівняно великою, так що центральна виїмка 142 пересікає канали 146, 148 завихрювача не тільки на їхніх вихідних ділянках, що проходять в осьовому напрямку, але і уже на ділянках турбулізації, що проходять під кутом до центральної поздовжньої осі. Глибина і форма центральної виїмки, а також форма дна виїмки 144 впливають на розподіл тиску і на розподіл робочого середовища у випускній камері 16 і внаслідок цього розподіл робочого середовища у факелі розпилу, що випускається з форсунки, у вигляді суцільного конуса. Зображення фіг. З0 і 31 служать для ілюстрації різних форм каналів завихрювача, і це лише схематичні зображення. Завихрювач 150 на фіг. 30 має два розташованих діаметрально навпроти один одного горизонтальних канали 152, 154 завихрювача, кожний з яких має напівкругле дно 156, 158. Канали 152, 154 завихрювача утворюються, наприклад, шляхом занурення і проведення сферичної фрези. Зображення фіг. 31 схематично представляє завихрювач 160, що має в цілому три канали 162, 164, 166 завихрювача, розподілені по поверхні завихрювача 160 на рівній відстані один від одного. Канали 162, 164, 166 завихрювача мають прямокутну форму перерізу і внаслідок цього мають відповідно плоске дно 168. Канали 162, 164, 166 завихрювача виконуються, наприклад, шляхом занурення і проведення 180°-градусного свердла або фрези. На фіг. 32 представлений в аксонометричному зображенні завихрювач 170 з двома каналами 172, 174 завихрювача. У розташованому нижче за течією торці 176 завихрювача 170 пророблені дисковою фрезою, що має циліндричну форму, дві схрещені виїмки 178, 180. Виїмки 178, 180 пересікаються на центральній поздовжній осі 182 завихрювача 170, див. також фіг. 33. Обидві виїмки 178, 180 виникають відповідно в результаті занурення циліндричної дискової фрези паралельно центральній поздовжній осі 182 у торець 176 завихрювача 170. Завдяки виїмкам 178, 180 відбувається вирівнювання тиску в камері турбулізації. Внаслідок перепаду тиску, що має місце між камерою турбулізації і виїмками 178, 180, рідина тече по утвореним при цьому каналам у центр камери турбулізації, і там відбувається вирівнювання тиску. Управляти розподілом рідини в струмені розпилюваної рідини, що випускається форсункою з суцільним конусом розпилу з завихрювачем 170, а також кутом розкриття цього струменя можна шляхом зміни глибини виїмок 178, 180, що у свою чергу визначається глибиною занурення дискової фрези в напрямку центральної поздовжньої осі 182. На розподіл рідини і кут розкриття струменя розпилюваної рідини, який випускається, можна впливати також зміною ширини виїмок 178, 180, тобто розміру, перпендикулярного поздовжній осі для кожної з виїмок 178, 180, що відповідає товщині циліндричної дискової фрези. Проходження виїмок 178, 180 видно також на розрізах фіг. 34 і 35. На фіг. 36 представлене аксонометричне зображення завихрювача 190 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Завихрювач 190 відрізняється від завихрювача 170 з фіг. 32 тільки виконанням двох схрещуючих виїмок 192, 194 у нижньому за течією торці 196 завихрювача 190. Виїмки 192, 194 виконані як канали, що мають у поперечному перерізі форму прямокутника, які розташовані під прямим кутом один до одного в нижньому за течією торці 196 завихрювача 190. Виїмки 192, 194 можуть бути утворені бічним рухом дискової фрези або 180-градусної фрези перпендикулярно центральній поздовжній осі 198 і паралельно торцю 196. Виїмки 192, 194 пересікаються на центральній поздовжній осі 198, див. фіг. 37. Утворення виїмок 192, 194 видно також на розрізах фіг. 38 і 39. Як і в завихрювачі 170 з фіг. 32, вирівнювання тиску в камері турбулізації відбувається через обидві виїмки 192, 194, тому що рідина тече в центр камери турбулізації внаслідок перепаду тиску, наявного між камерою турбулізації і обома виїмками 192, 194, і там відбувається вирівнювання тиску. Впливати на розподіл рідини і на кут розкриття струменя розприскуваної рідини, можна, як і в завихрювачі 170 з фіг. 32, за рахунок глибини і ширини виїмок 192, 194. 6 UA 110780 C2 5 10 15 20 25 30 35 Зображення фіг. 40 представляє вигляд знизу завихрювача 200 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу. Показано вигляд нижнього за течією торця 202 завихрювача 200, до якого виходять канали 204, 206 завихрювача, виконані ідентично каналам 172, 174 завихрювача 170 з фіг. 32. У нижньому за течією торці 202 розташована виїмка 208, що має форму каналу, що проходить через всю торцеву поверхню 202. Однак виїмка 208 не пересікається з каналами 204, 206 завихрювача, а, навпаки, прокладена перпендикулярно минаючому через торець 202 напрямку, що з'єднує обидва канали 204, 206 один з одним. Ширина виїмки 208 тут вибрана настільки малою, що виїмка 208 не пересікається з областю вихідних отворів каналів 204, 206 завихрювача в торцевій поверхні 202. Зображення фіг. 41 представляє завихрювач 210 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу, показаний знизу. Тобто, вигляд з фіг. 41 - це вигляд на нижній за течією торець 212 завихрювача 210. У цю торцеву поверхню 212, розташовану нижче за течією, впадають два канали 214, 216 завихрювача, які виконані ідентично каналам 172, 174 завихрювача 170 з фіг. 32. У нижньому за течією торці 212 виконана виїмка 218 у формі декількох каналів, які не пересікаються з каналами 214, 216 завихрювача. Виїмка 218 у цьому випадку складається з п'яти каналів 220, 222, 224, 226 і 228, розташованих у формі букви Н. Канали 220 і 222 починаються від зовнішньої поверхні завихрювача 210 і закінчуються в точці пересікання, сходячись в V-подібну фігуру. При цьому канали 220, 222 завихрювача розташовані під кутом приблизно 130° один до одного. Два канали 226, 228 виконані дзеркально симетричними відносно каналів 220, 222 і тому також утворюють V-подібну фігуру, починаючись від зовнішньої поверхні завихрювача 210 і закінчуючись в точці пересікання обох каналів 226, 228. Точка пересікання каналів 220, 222 і точка пересікання каналів 226, 228 зв'язані між собою каналом 224, що закінчується в цих точках пересікання. У результаті цього утвориться приблизно Ηподібна конструкція виїмки 218 на нижньому за течією торці 212 завихрювача 210. Зображення фіг. 42 представляє завихрювач 230 для форсунки відповідно до винаходу з суцільним конусом розпилу у вигляді знизу на нижній за течією торець 232. У торці 232 знаходиться виїмка 240, що утворена двома каналами 238, 240, які розташовані під прямим кутом один до одного і пересікаються на центральній поздовжній осі 236. При цьому виїмка 240 у формі каналу з'єднує два канали 242, 244 завихрювача, які виконані ідентично каналам 172, 174 завихрювача 170 з фіг. 32. Виїмка 238 у формі каналу розташована під прямим кутом до виїмки 240, але не доходить до зовнішньої поверхні завихрювача 230. У результаті цього утворюється хрестоподібна конструкція виїмки 234 на нижньому за течією торці 232 завихрювача 230. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Форсунка з суцільним конусом розпилу, що містить корпус (12) форсунки і завихрювач (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), причому корпус (12) форсунки має випускну камеру (16) з вихідним отвором і причому випускна камера (16) розташована в потоці нижче завихрювача (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160), яка відрізняється тим, що на зовнішній поверхні завихрювача (20; 44; 56; 68; 82; 92; 106; 112; 122; 128; 140; 150; 160) є щонайменше один канал (22, 24; 45, 47; 60, 66; 70, 71; 82, 83; 94; 108, 110; 114, 118, 116; 134, 136; 146, 148; 152, 154; 162, 164, 166) завихрювача, причому цей канал на ділянці (40; 48; 62; 72; 86) турбулізації виконаний у формі спіралі або таким, що проходить під кутом до центральної поздовжньої осі (32) завихрювача, а на вихідній ділянці (42; 50; 64; 74; 88), розташованій на відрізку від кінця ділянки турбулізації до нижнього за течією кінця каналу завихрювача, цей канал виконаний таким, що проходить в осьовому напрямку, причому нижній за течією торець завихрювача обладнаний виїмкою (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142), розташованою по суті в його центрі, причому виїмка на деяких ділянках пересікає канал завихрювача. 2. Форсунка за п. 1, яка відрізняється тим, що виїмка (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) пересікає канал завихрювача в області вихідної ділянки (42; 50; 64; 74; 88). 3. Форсунка за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що виїмка має плоске, закруглене або конусоподібне дно (120; 126; 132; 144). 4. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що на зовнішній поверхні завихрювача передбачені два або більша кількість каналів завихрювача. 5. Форсунка за п. 4, яка відрізняється тим, що виїмка (26; 52; 66; 76; 90; 104; 124; 130; 142) у торці завихрювача на деяких ділянках пересікається з усіма каналами завихрювача. 7 UA 110780 C2 5 6. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що щонайменше один канал завихрювача на вхідній ділянці (38; 46; 84), що простягається від розташованого вище за течією початку каналу завихрювача, проходить в осьовому напрямку, потім переходить у ділянку (40; 48; 86) турбулізації і, нарешті, на вихідній ділянці (42; 50; 88) проходить в осьовому напрямку. 7. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що в межах ділянки (86) турбулізації змінюється кут нахилу каналу (82, 83) завихрювача щодо центральної поздовжньої осі (32) завихрювача (80). 8. Форсунка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що найменший поперечний переріз форсунки (10) визначається вихідним отвором (18). 8 UA 110780 C2 9 UA 110780 C2 10 UA 110780 C2 11 UA 110780 C2 12 UA 110780 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Schneider Matthias

Автори російською

Шнайдер Маттиас

МПК / Мітки

МПК: B05B 1/02, B05B 1/34

Мітки: розпилу, конусом, форсунка, суцільним

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/15-110780-forsunka-z-sucilnim-konusom-rozpilu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Форсунка з суцільним конусом розпилу</a>

Подібні патенти