RU2657487C1

RU2657487C1 - Acoustic atomizer

Info

Publication number: RU2657487C1
Application number: RU2017138644A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-06-14

Abstract

FIELD: devices for spraying liquids.

SUBSTANCE: invention relates to devices for spraying of liquids, solutions. Acoustic atomizer comprises a body made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it coaxially with a cylindrical sleeve, in which a conical chamber for supplying liquid to the nozzle is located. Acoustic atomizer also comprises an acoustic unit. Nozzle made in the form of an inverted barrel is connected to the cylindrical sleeve, in its lower part. In the bottom of the barrel there is a turbulent swirler of the air flow with at least two inclinations to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes and a central cylindrical throttle opening connected to the mixing chamber of the nozzle, in series connected to the diffuser outlet chamber. Acoustic unit consists of two resonant structures. One of the resonant structures is located in the cylindrical sleeve upper part and is made in the form of at least two Helmholtz resonators consisting of resonator spherical chambers with neck. Second resonant structure adjoins the nozzle with the bottom and cylindrical throttle opening end surface and is made in the form of additional resonant chamber, made in the form of annular recess in the cylindrical sleeve, separated from the acoustic cavity by the annular partition, in which resonant bushings are fixed.

EFFECT: increased spraying efficiency due to spray cone increasing.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.The invention relates to means for spraying liquids, solutions.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является форсунка по патенту РФ №2514862, F02C 7/24, содержащая корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the nozzle according to the patent of the Russian Federation No. 2514862, F02C 7/24, containing a housing with a swirl chamber and a nozzle insert (prototype).

Недостатком известной форсунки является то, что она не обеспечивает широкого факела распыла.A disadvantage of the known nozzle is that it does not provide a wide spray pattern.

Технический результат - повышение эффективности распыления путем увеличения факела распыла.The technical result is an increase in spraying efficiency by increasing the spray pattern.

Это достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус, выполненный в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним соосно цилиндрической гильзой, в которой расположена коническая камера для подвода жидкости к соплу, а также акустический блок, при этом к цилиндрической гильзе, в ее нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого расположен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий и центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, при этом акустический блок состоит из двух резонансных структур, одна из которых расположена в верхней части цилиндрической гильзы и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер с горловиной, а вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла с днищем и цилиндрическим дроссельным отверстием и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе, отделенной от акустической полости кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки.This is achieved by the fact that in an acoustic nozzle containing a housing made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it coaxially with a cylindrical sleeve, in which there is a conical chamber for supplying fluid to the nozzle, as well as an acoustic unit, while to the cylindrical sleeve , in its lower part, a nozzle is made, made in the form of an inverted glass, in the bottom of which there is a turbulent swirl of air flow with at least two cylinder-shaped inlets inclined to the axis of the nozzle holes and a central cylindrical throttle bore connected to the nozzle mixing chamber connected in series with the diffuser outlet chamber, the acoustic unit consisting of two resonant structures, one of which is located in the upper part of the cylindrical sleeve and is made in the form of at least two Helmholtz resonators consisting of resonator spherical chambers with a neck, and the second resonant structure adjoins the end surface of the nozzle with a bottom and a cylindrical throttle bore It is made in the form of an additional resonance chamber made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve, separated from the acoustic cavity by an annular partition in which the resonant bushings are fixed.

На чертеже представлена схема акустической форсунки.The drawing shows a diagram of an acoustic nozzle.

Форсунка акустическая включает в свой состав корпус 1, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 3 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 2 с внутренней резьбой. В цилиндрической гильзе 2 расположена соосная корпусу коническая камера 4 для подвода жидкости к соплу 5, а также акустический блок. К цилиндрической гильзе 2, в ее нижней части, соосно подсоединено посредством резьбы сопло 5, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 7 которого выполнен турбулентный завихритель потока воздуха с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 6, расположенных в торцевой поверхности сопла 5, образованной его днищем 7. В торцевой поверхности сопла 5 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 8 для подвода жидкости, соединенное со смесительной камерой 9 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 10. Воздух или газ под давлением поступает через штуцер подвода 11 сжатого воздуха в акустическую полость 14, расположенную между внутренней поверхностью цилиндрической гильзы 2 и внешней поверхностью 13 конической камеры 4.The acoustic nozzle includes a housing 1, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 3 and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve 2 with an internal thread. In the cylindrical sleeve 2, a conical chamber 4, coaxial to the housing, is located for supplying liquid to the nozzle 5, as well as an acoustic unit. A nozzle 5 made in the form of an inverted cup is coaxially connected to the cylindrical sleeve 2, in its lower part, by means of a thread, in the bottom 7 of which a turbulent swirl of the air flow is made with at least two entries inclined to the nozzle axis in the form of cylindrical holes 6 located in the end surface of the nozzle 5 formed by its bottom 7. In the end surface of the nozzle 5 also has a Central cylindrical throttle hole 8 for supplying fluid connected to the mixing chamber 9 of the nozzle, sequentially about connected to the diffuser outlet chamber 10. Air or gas under pressure enters through the nozzle for supplying compressed air 11 to the acoustic cavity 14 located between the inner surface of the cylindrical sleeve 2 and the outer surface 13 of the conical chamber 4.

Акустический блок состоит из двух резонансных структур, одна из которых расположена в верхней части цилиндрической гильзы 2 и выполнена в виде по крайней мере двух резонаторов Гельмгольца, состоящих из резонаторных сферических камер 12 с горловиной 15. Вторая резонансная структура примыкает к торцевой поверхности сопла 5 с днищем 7 и цилиндрическим дроссельным отверстием 8 и выполнена в виде дополнительной резонансной камеры 16, выполненной в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от акустической полости 14 кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки 17.The acoustic unit consists of two resonant structures, one of which is located in the upper part of the cylindrical sleeve 2 and is made in the form of at least two Helmholtz resonators, consisting of spherical resonator chambers 12 with a neck 15. The second resonant structure is adjacent to the end surface of the nozzle 5 with a bottom 7 and a cylindrical throttle hole 8 and is made in the form of an additional resonant chamber 16, made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve 2, separated from the acoustic cavity 14 of the annular per The city in which the resonant bushings 17 are fixed.

На внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 8, расположенного в торцевой поверхности сопла 5, посредством не менее двух спиц закреплен закручиватель потока жидкости в виде шнека 19, установленного с возможностью вращения на оси 18, один конец которой закреплен на спицах, а другой - на перфорированном распылителе 20, установленном между смесительной камерой 9 сопла и диффузорной выходной камерой 10.On the inner surface of the Central cylindrical throttle hole 8, located in the end surface of the nozzle 5, by means of at least two spokes, a fluid flow swirl is fixed in the form of a screw 19 mounted rotatably on the axis 18, one end of which is fixed on the spokes, and the other on the perforated an atomizer 20 mounted between the mixing chamber 9 of the nozzle and the diffuser outlet chamber 10.

Форсунка акустическая работает следующим образом.The acoustic nozzle operates as follows.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 1 через центральное отверстие 3, затем в коническую камеру 4, соосную корпусу 1. Из конической камеры 4 жидкость направляется к соплу 5 и по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 8 - в смесительную камеру 9. Воздух под давлением поступает через штуцер подвода 11 сжатого воздуха в акустическую полость 14. При этом в резонаторных сферических камерах 12 с горловиной 15 происходят скачки давления сжатого воздуха из-за явлений, сопутствующих работе резонаторов Гельмгольца. Для увеличения степени мелкодисперсности распыла предусмотрена дополнительная резонансная камера 16, выполненная в виде кольцевой выемки в цилиндрической гильзе 2, отделенной от акустической полости 14 кольцевой перегородкой, в которой закреплены резонансные втулки 17. Дополнительная резонансная камера 16, являясь дополнительным резонатором Гельмгольца, усиливает степень мелкодисперсности распыла газожидкостного потока форсункой. Количество резонансных структур акустического блока определяется необходимой требуемой частотой пульсации выходящего из смесительной камеры 9 сопла 5 газожидкостного потока, способствующего увеличению мелкодисперсности распыляемого факела форсунки.The sprayed liquid enters the housing 1 through the central hole 3, then into the conical chamber 4, coaxial to the housing 1. From the conical chamber 4, the liquid is directed to the nozzle 5 and through the central cylindrical throttle opening 8 to the mixing chamber 9. Air under pressure enters through the inlet 11 of compressed air into the acoustic cavity 14. Moreover, in the resonant spherical chambers 12 with the neck 15, pressure drops of compressed air occur due to phenomena accompanying the operation of Helmholtz resonators. To increase the degree of fineness of the spray, an additional resonant chamber 16 is provided, made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve 2, separated from the acoustic cavity 14 by an annular partition in which the resonant sleeves are fixed 17. The additional resonance chamber 16, being an additional Helmholtz resonator, enhances the degree of fineness of the atomization gas-liquid flow nozzle. The number of resonant structures of the acoustic unit is determined by the required required pulsation frequency of the nozzle 5 of the gas-liquid flow emerging from the mixing chamber 9, which contributes to an increase in the fineness of the spray nozzle.

Закручиватель потока жидкости в виде шнека 19, установленного с возможностью вращения на оси 18, расположенной между торцевой поверхностью сопла 5 и перфорированным распылителем 20, установленным между смесительной камерой 9 сопла и диффузорной выходной камерой 10, позволяет усилить степень мелкодисперсности распыла газожидкостного потока форсункой.A fluid flow swirl in the form of a screw 19 mounted rotatably on an axis 18 located between the end surface of the nozzle 5 and a perforated atomizer 20 installed between the mixing chamber 9 of the nozzle and the diffuser outlet chamber 10 allows to increase the degree of fineness of the atomization of the gas-liquid stream by the nozzle.

Claims

1. An acoustic nozzle containing a housing made in the form of an inlet fitting with a central hole and a coaxially cylindrical sleeve rigidly connected to it, in which there is a conical chamber for supplying fluid to the nozzle, as well as an acoustic unit, while to the cylindrical sleeve, in its lower of the part, a nozzle is made in the form of an inverted glass, in the bottom of which there is a turbulent swirl of air flow with at least two inputs inclined in the form of cylindrical holes and a center a cylindrical throttle hole connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser output chamber, characterized in that this acoustic unit consists of two resonant structures, one of which is located in the upper part of the cylindrical sleeve and is made in the form of at least two Helmholtz resonators consisting of resonant spherical chambers with a neck, and the second resonant structure adjacent to the end surface of the nozzle with a bottom and a cylindrical throttle hole and is made in the form of an additional resonant chamber, made in the form of an annular recess in a cylindrical sleeve, separated from the acoustic cavity by an annular partition in which the resonant bushings are fixed.

2. The acoustic nozzle according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the central cylindrical throttle hole located in the end surface of the nozzle, by at least two spokes a fluid flow swirl is fixed in the form of a screw mounted rotatably on an axis, one end of which mounted on knitting needles, and the other on a perforated spray gun mounted between the mixing chamber of the nozzle and the diffuser outlet chamber.