Відцентрова форсунка

1. Відцентрова форсунка, що містить циліндрову камеру з тангенціальним вхідним каналом і соплом для витікання рідини, виконаним складеним з зрізаного конуса, з'єднаного з циліндром, при цьому зрізаний конус встановлений першим по ходу витікання рідини і з'єднаний з циліндром своєю меншою основою, яка відрізняється тим, що відношення площі основи циліндра сопла для витікання рідини до площі поперечного перерізу тангенціального вхідного каналу складає 2,4 ¸ 12,0 , а до площі поперечного перерізу циліндрової камери складає 0,15 ¸ 0,3 , при цьому сопло для витікання рідини з'єднано з додатковим зрізаним конусом, більша основа якого з'єднана з циліндровою камерою, а менша основа з'єднана з більшою основою зрізаного конуса сопла для витікання рідини, причому твірна поверхні додаткового зрізаного конуса Корисна модель стосується теплоенергетики, зокрема форсунок для розпилення і охолодження рідини, і може бути застосовано, наприклад, в градирнях, а також на інших промислових об'єктах, де потрібне розпилення і охолодження води або інших рідин. Відома відцентрова форсунка для охолодження води [див. А.С. СРСР №1376326, МКВ4 В05В1/34, 1985p.], що містить циліндрову камеру з тангенціальним вхідним каналом, сопло, втулку з лопатками і лопатевим колесом, причому втулка з лопатками встановлена на підшипнику, а лопатеве колесо закріплене в отворі втулки. Недоліком відомої форсунки є складність конструкції, яка має значну кількість елементів, які створюють додатковий опір утворенню краплинного потоку рідини, таких, як лопатеве колесо, втулка з лопатками, що приводить до великих втрат швидкості і тиску рідини. Найближчою за технічною сутністю і технічним результатом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є відцентрова форсунка для охолодження рідини, що містить циліндрову камеру з тангенціальним вхідним каналом і соплом для витікання рідини, на торцевій стінці якої, розташованій протилежно соплу, виконаний отвір, площа якого менше площі сопла, при цьому сопло складається з зрізаного конуса, зв'язаного з циліндром, причому конус встановлений першим по ходу закінчення рідини і зв'язаний з циліндром своєю меншою основою, а центр сопла зміщений щодо осі, що проходить через центр циліндрової камери.[див. патент UA №13242, МПК В05В1/34, Промислова власність. Офіційний бюлетень №3, складає кут a = 1¸ 25o з горизонтальною віссю форсунки, при цьому співвісно соплу для витікання рідини розташовано повітряне сопло, яке складене по ходу р уху повітря з зрізаного конуса, внутрі (13) 20915 (11) UA (19) складає g = 1 ¸ 25o , а більша основа другого додаткового зрізаного конуса з'єднана з циліндровою камерою форсунки. 2. Форсунка за п. 1, яка відрізняється тим, що відношення висоти зрізаного конуса сопла для витікання рідини до діаметру його меншої основи складає 0,03 ¸ 0,15 . 3. Форсунка за п. 1, яка відрізняється тим, що відношення висоти циліндра повітряного сопла до висоти зрізаного конуса повітряного сопла складає 0,2 ¸ 1 . U шня поверхня твірної якого складає b = 0 ¸ 60o з вертикальною віссю, що проходить через центри сопел, і з'єднаного з циліндром, з'єднаним з другим додатковим зрізаним конусом, кут між поверхнею твірної якого і горизонтальною віссю форсунки 3 20915 4 2006p.]. додатковим зрізаним конусом, кут між поверхнею Суттєвими ознаками найближчого аналога, які твірної якого і горизонтальною віссю форсунки збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, складає g=1¸25°, а більша основа другого додатяка заявляється, є: циліндрова камера з тангенцікового зрізаного конуса зв'язана з циліндровою альним вхідним каналом і соплом для витікання камерою форсунки. рідини, виконаним складеним із зрізаного конусу, Крім того, відношення висоти зрізаного конуса сполученого з циліндром, при цьому зрізаний косопла для витікання рідини до діаметру його меннус встановлений першим по ходу витікання рідишої основи складає 0,03¸0,15, а відношення висони і зв'язаний з циліндром своєю меншою осноти циліндра повітряного сопла до висоти зрізаного вою. конуса повітряного сопла складає 0,2¸1. Недоліком форсунки є її достатньо високий Причинно-наслідковий зв'язок між істотними опір руху рідини і повітря, що приводить до велиознаками винаходу, що заявляється, і технічним ких втрат швидкості і тиску рідини. результатом, що досягається, полягає в наступЦе пояснюється тим, що при виході закрученоному. го потоку рідини з циліндрової камери в сопло, Виконання відцентрової форсунки із співвідрозташоване на торцевій стінці, в циліндровій каношенням площі сопла для витікання рідини до мері відбувається утворення «застійних» зон і приплощі поперечного перерізу тангенціального вхідкордонних ламінарних потоків, що створює велиного каналу рівним 2,4¸12,0, а до площі поперечкий опір руху рідини і повітря і приводить до втрат ного перерізу циліндрової камери рівним 0,15¸0,3, тиску і швидкості потоку охолоджуваної рідини. забезпечує збалансоване надходження до форсуЦе приводить також і до того, що при вході понки і витікання з форсунки охолоджуваної рідини, вітряного потоку в циліндрову камеру відбувається що у поєднанні з мінімальним опором циліндрової втрата швидкості повітряного потоку, що зменшує камери руху рідини забезпечує мінімальні втрати її повітряну порожнину і погіршує умови закручуванкінетичної енергії, тобто максимальну швидкість ня і дроблення потоку рідини. витікання рідини, що збільшує дроблення потоку В основу корисної моделі поставлено задачу рідини і, зрештою, його розпилення. удосконалити відцентрову форсунку шляхом удоПри відношенні площі сопла для витікання рісконалення її конструкції, а саме: виконання водядини до площі поперечного перерізу тангенціального сопла складеним з трьох елементів, обладного вхідного каналу, рівному 2,4¸12,0, забезпечунання форсунки повітряним соплом, а також ється максимальна обертальна швидкість на надання конструкції оптимального співвідношення радіусі сопла для витікання рідини, внаслідок чого площ вхідного отвору тангенціального вхідного досягається максимальне використання кінетичної каналу, сопла для витікання рідини і поперечного енергії на розпилення рідини, тобто забезпечуєтьперерізу циліндрової камери, чим досягається ся її дрібніше розпилення. зниження опору руху рідини. При відношенні площі сопла для витікання ріЦе забезпечує зниження втрат кінетичної енедини до площі поперечного перерізу тангенціальргії рухомої води, поліпшення умов дроблення ного вхідного каналу, рівному або меншому за 2,4, потоку рідини засмоктуваним повітрям, підвищеннеобґрунтовано зменшується витрата води через ня її швидкості на виході з сопла для витікання форсунку, при цьому максимальна обертальна рідини і значне підвищення дисперсності потоку швидкість створюється усередині плівки рідини, рідини, що розпилюється. унаслідок чого виникають втрати на створення Поставлена задача вирішується тим, що у відобертальної швидкості, яка не використовується центровій форсунці, що містить циліндрову камеру на дроблення потоку рідини на дрібні краплі і тим з тангенціальним вхідним каналом і соплом для самим погіршується якість її розпилення. витікання рідини, виконаним складеним з зрізаного При відношенні площі сопла для витікання ріконусу, зв'язаного з циліндром, та з зрізаним конудини до площі поперечного перерізу тангенціальсом встановленим першим по ходу витікання рідиного вхідного каналу більшому за 12,0 максимальни і зв'язаним з циліндром своєю меншою оснона обертальна швидкість досягається до виходу з вою, згідно з корисною моделлю, відношення сопла для витікання рідини, внаслідок чого швидплощі основи циліндра сопла для витікання рідини кість витікання рідини з сопла менше оптимальної, до площі поперечного перерізу тангенціального що також знижує якість розпилення рідини, зменвхідного каналу складає 2,4¸12,0, а до площі пошується дисперсність потоку рідини, а отже і інтеперечного перерізу циліндрової камери складає нсивність її охолодження. 0,15¸0,3, при цьому сопло для витікання рідини Обладнання сопла для витікання рідини додазв'язане з додатковим зрізаним конусом, більша тковим зрізаним конусом, більша основа якого основа якого зв'язана з циліндровою камерою, а зв'язана з циліндровою камерою, а менша основа менша основа зв'язана з більшою основою зрізазв'язана з великою основою зрізаного конуса сопного конуса сопла для витікання рідини, причому ла для витікання рідини, причому поверхня твірної твірна поверхні додаткового зрізаного конуса додаткового зрізаного конуса складає кут a=1¸25° складає кут a=1¸25° з горизонтальною віссю форз горизонтальною віссю форсунки, зменшує опір сунки, при цьому співвісне соплу для витікання руху води на ви ході з форсунки, на виході збільрідини розташоване повітряне сопло, яке складешується швидкість рухомої води, збільшується не по ходу р уху повітря з зрізаного конуса, внутрірозрядка в центральній частині форсунки і, відпошня поверхня твірної якого складає b=0¸60° з вервідно, збільшується підсос повітря, крім того, зметикальною віссю, що проходить через центри ншується опір підсмоктуваному повітрю із зовнішсопел, і зв'язаного з циліндром, зв'язаним з другим ньої і внутрішньої порожнини сопел, що веде до 5 20915 6 збільшення швидкості охолоджуваної рідини і 0¸60° з вертикальною віссю, що проходить через кращого її розпилення. центри сопел, сполученого з циліндром, сполучеПри відношенні площі сопла для закінчення ним з другим додатковим зрізаним конусом, що рідини до площі поперечного перерізу циліндрової має мінімальний коефіцієнт опору, створює умови, камери, рівному 0,15¸0,3, максимально викориспри яких засмоктуване повітря легко проникає в товується кінетична енергія потоку рідини, що розпорожнину форсунки. У порожнині форсунки винипилюється, ступінь закручування потоку розпилюкає перемішування рідини з повітрям, тобто почиваної рідини досягає найбільшого значення, при нається дроблення потоку рідини. якій досягається кут розкриття факела, який заКут між внутрішньою поверхнею твірної зрізабезпечує максимальну його поверхню, тобто збіного конуса повітряного сопла і вертикальною вісльшується площа поверхні для відведення пари сю, що проходить через центри сопел, рівний від крапель і тим самим інтенсифікується їх охо0¸60° є оптимальним, оскільки за межами цього лодження. діапазону втрати тиску охолоджуваної рідини росПри відношенні площі сопла для витікання рітуть, і, як наслідок, погіршується розпилювання дини до площі поперечного перерізу циліндрової рідини. камери меншому за 0,15 або більшому за 0,3 кут Відношення висоти циліндра повітряного сопрозкриття факела не забезпечує необхідної інтенла до висоти зрізаного конуса повітряного сопла, сивності охолодження рідини, а також стабільної рівне 0,2-1,0 забезпечує йому мінімальний коефіексплуатації форсунки. цієнт опору руху повітряного потоку. Виконання торцевих стінок циліндрової камери Функціональний взаємозв'язок всіх елементів форсунки у ви гляді сопел, утворених додатковими форсунки і їх параметрів забезпечує закручування зрізаними конусами, зв'язаними з соплом для витів ній рідини з мінімальними втратами кінетичної кання рідини з одного боку і з повітряним соплом з енергії на всій траєкторії її руху усередині форсуніншого боку, де поверхня твірної додаткових зрізаки: від вхідного отвору тангенціального каналу до них конусів складає кут 1¸25° з горизонтальною зрізу сопла для витікання рідини, забезпечуючи віссю форсунки, зменшує опір руху рідини в цилінтим самим максимальну дисперсність потоку оходровій камері, тим самим збільшуючи обертальну лоджуваної рідини. швидкість потоку рідини, збільшується розрядка в Дана сукупність суттєвих ознак формули корицентральній частині циліндрової камери форсунки, сної моделі забезпечує форсунці зниження опору і відповідно, збільшується підсос повітря, що підруху о холоджуваної рідини, збільшує кут розкриття вищує дисперсність потоку рідини, що розпилюфакела розпилення, підвищує дисперсність потоку ється. рідини, за рахунок чого підвищується її охолоджуПри цьому конусність додаткових зрізаних коюча здатність. нусів повітряного і водяного сопел може бути різВнутрішній діаметр повітряного сопла формуна, але у вказаних вище межах, тобто додаткові ється співвідношенням розмірів діаметрів повітряконуси можуть бути несиметричними, що визначаного сопла і сопла для витікання рідини. ється продуктивністю форсунки. При рівності цих діаметрів повітряне сопло Крім того, зменшується опір руху підсмоктувапрацює як сопло для витікання рідини, тобто форному повітрю із зовнішнього і внутрішнього боків сунка утворює два факели розбризкування і прасопел, що веде до збільшення швидкості охолоцює як двофакельна форсунка. джуваної рідини і кращого її розпилювання. А якщо діаметр повітряного сопла менше діаПри куті між горизонтальною віссю форсунки і метру для витікання рідини, то форсунка утворює твірної поверхні другого додаткового зрізаного тільки один факел розбризкування. конуса повітряного сопла, рівному і меншому за 1°, На Фіг.1 наведена відцентрова форсунка, верспостерігається максимальний опір руху води, що тикальний розріз, а обертається, і, відповідно, мінімальний підсос пона Фіг.2, вид по стрілці А на Фіг.1, вітря, а при значенні цього кута, меншому за 25°, на Фіг.3 - вузол 1 на Фіг.1. зменшується опір воді, що обертається, і, відповіВідцентрова форсунка містить циліндрову кадно, збільшується розрядка в районі сопел і збімеру 1 з тангенціальним вхідним каналом 2 і сопльшується кількість підсмоктуваного повітря. лом 3 для витікання рідини, профіль якого утвореПри значенні цього кута, більшому за 25° збіний зрізаним конусом 4, сполученим з циліндром льшується продуктивність крапель), розрядка збі5, при цьому зрізаний конус 4 встановлений перльшується, збільшується кількість підсмоктуваного шим по ходу витікання рідини і сполучений з циліповітря. ндром 5 своєю меншою основою. Виконання сопла для витікання рідини, в якоСопло 3 для витікання рідини сполучене з дому відношення висоти зрізаного конуса сопла для датковим 6 зрізаним конусом, більша основа якого витікання рідини до меншого його діаметру скласполучена з циліндровою камерою 1, а менша основа сполучена з більшою основою зрізаного дає 0,03¸0,15, зменшує втрати кінетичної енергії конуса 4 сопла 3 для витікання рідини, причому охолоджуваної рідини при її витіканні з форсунки, твірна 7 поверхні додаткового 6 зрізаного конуса збільшує площу і кут розкриття факела розпилення. Цей діапазон є оптимальним, оскільки за його складає кут a=1¸25° з горизонтальною віссю формежами спостерігається погіршення роботи форсунки. На одній вертикальній осі з соплом 3 для сунки. витікання рідини розташовано повітряне сопло 8, Обладнання форсунки повітряним соплом, що що складається (по ходу руху повітря) з зрізаного складається (по ходу руху повітря) з зрізаного коконуса 9, твірна 10 внутрішньої поверхні якого нуса, внутрішня поверхня твірної якого складає складає b=0¸60° з вертикальною віссю, що прохо 7 20915 8 дить через центри сопел. Зрізаний конус 9 сполузрізаним конусом 12, що сполучає циліндрову качений з циліндром 11, сполученим з другим додатмеру 1 форсунки з повітряним соплом 8. ковим зрізаним конусом 12, кут між твірною 13 Змішані потоки рідини і повітря, об'єднуючись поверхні якого і горизонтальною віссю форсунки в загальний потік в зоні розташування повітряного сопла 8, створюють максимальну розрядку для складає b=0¸60°. даного тиску рідини, що поступає у форсунку, куди Більша основа другого додаткового конуса 12 через повітряне сопло 8, розташоване на одній осі сполучена з циліндровою камерою форсунки 1, при цьому відношення висоти циліндра 11 повітсоплом 3 для витікання рідини, поступає повітря, яке, змішуючись з потоком рідини при виході з форяного сопла 8 до висоти зрізаного конуса 9 повітрсунки, створює факел розпилення з максимальряного сопла 8 складає 0,2-1. ною кінетичною енергією, перетворює потік рідини Відцентрова форсунка працює таким чином. і повітря у факел оптимального дроблення потоку Охолоджувану рідину через штуцер 14 під натиском подають в тангенціальний вхідний канал 2 і рідини, створює оптимальну поверхню розпиленої води, і у свою чергу, забезпечує максимальний далі в простір між додатковим зрізаним конусом 6 ефект охолодження рідини. сопла 3 для витікання рідини і другим додатковим Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601