Форсунка для распыливания жидкости

(51)5 Е 23 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР ционалиэатор, М 1 я к средствам именно к фор относ кости,В%43Ю.С.ФилатовГалустов, Основы технижидкостей, М., Химия ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ 1776916 А 1 сункам для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, также может быть использовано в других отраслях, где есть необходимость в распыливании жидкости, Сущность изобретения: упрощение конструкции и повышение качества распыливания жидкости форсункой, в которой приводной двигатель выполнен в виде воздушной турбины 3, составляющей единую деталь с диском-распылителем 2. выполнено эа счет профилирования рабочей поверхности диска-распылителя 2.3 ил.4550 55 Изобретение относится к средствамраспыливания жидкостей, а именно к форсункам для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, такжеможет быть использована в других отраслях, где есть необходимость в распыливании жидкости.Известна конструкция форсунки дляраспыливания жидкости. включающая одиночный вращающийся диск-распылитель,опущенный в емкость с жидкостью. Распыливание здесь происходит за счет захватажидкости вращающимся диском, при егопогружении в ванну и срыва пленки жидкости с поверхности диска за счет центробежных сил, Основной недостаток такойконструкции - невозможность точного регулирования количества распыливаемой жидкости, недостаточная тонкость распыла(диаметр капелек от 0,03 до 4 мм в зависимости от частоты вращения и диаметра диска) и большие габариты,Известна конструкция форсунки дляраспыливания жидкости, содержащая корпусу, в котором на валу с приводом установлен диск-распылитель, и подпятник сканалом для подвода распыливаемой жидкости на обод диска распылителя (2). Данная конструкция лишена выше укаэанныхнедостатков, т.к. дросселирование топливапозволяет производить достаточно точнуюрегулировку подачи жидкости. Распыливание происходит за счет сил жидкостноготрения, между вращающимся диском-распылителем и подпятником, а также за счетцентробежных сил, Данная конструкцияимеет недостаток в том, что для приводараспыливающего диска используется приводной двигатель, выполненный в виде отдельного иэделия.Цель изобретения - упрощение конструкции форсунки и улучшение качества распыла жидкости,Указанная цель достигается за счет того. что форсунка, содержащая корпус, в котором на валу с приводом установлендиск-распылитель, и подпятник с каналомдля подвода распыливаемой жидкости наобод диска-распылителя. она дополнительно снабжена тангенциальными воздушными патрубками, установленными на корпусесимметрично поперечной плоскости сечения диска-распылителя, и рабочими лопатками, выполненными на торцевых стенкахдиска, при этом поверхность обода дискавыполнена в виде чередующихся цилиндрических участков и зубчатых впадин,имеющих профиль неравнобедренного треугольника, меньшая сторона которого образует с радиусом диска острый угол не более 5 10 15 20 25 30 35 40 15 градусов. Отличительными признаками данной конструкции являются объединенные в одну деталь приводной турбинный двигатель и диск-распылитель,а также профилирование наружной цилиндрической поверхности диска-распылителя. Использование объединенных в одну деталь приводного турбинного двигателя и диска- распылителя позволяет упростить конструкцию форсунки и уменьшить ее габариты. Кроме того, отработанный сжатый воздух, попадая в зону распыла, будет способствовать образованию инжекционного эффекта, что также будет увеличивать качество распыла жидкости. Сочетание профилированной и гладкой частей диска-распылителя позволяет получить комбинированную систему распыла, а именно: за счет сил жидкостного трения, центробежных сил на диске, гидродинамического и акустического эффектов, Повышению качества распыла также будут способствовать акустические колебания, возникающие при работе турбинного двигателя и передаваемые в зону распыла отработавшим воздухом.На фиг,1 изображена форсунка для распыливания жидкости, продольный разрез; на фиг.2 изображены сечения А-А и Б-Б (на сечении А-А показан поперечный разрез форсунки; на сечении Б - Б показаны сопла Лаваля воздушной турбины); на фиг.3 изображены сечения В - В и вид по стрелке Г (на сечении В - В показан поперечный разрез завихривателя воздуха, выполненный в корпусе форсунки совместно с конусным выходным соплом; на виде Г показана профилированная часть диска-распылителя с воздушной турбиной).Форсунка содержит корпус 1, состоящий иэ двух половин, диск-распылитель 2 с рабочими лопатками турбины 3, подпятник4 с каналом 5 для подвода распыливаемойжидкости, завихриватель 6 воздуха, выходное сопло 7 и тангенциальные каналы 8.Турбина 3 установлена на подшипниках 9 скольжения или газодинамических, В штуцерах 10 корпуса выполнены сопла 11 Лаваля, Поверхность обода диска 2 выполнена в виде чередующихся цилиндрических участков и зубчатых впадин, образующих в профиле неравнобедренный треугольник, меньшая сторона которого образует с радиусом острый угол не более 15,Форсунка для распыливания жидкости работает следующим образом,Сжатый воздух или приводной гаэ, проходя через сопло 11 Лаваля в штуцерах 10 корпуса 1 (фиг,2), воздействует на рабочие лопатки турбины 3, вызывая вращение последней. Вращающийся диск-распылитель2 (фиг.1) производит распыл жидкости, истекающей из канала 5 для жидкости подпятника 4, Распыливание жидкости происходит за счет сил жидкостного трения между цилиндрическими участками диска-распылителя 2, также за счет соударения профилированных поверхностей со струей истекающей жидкости. Распыленная жидкость подхватывается потоком обработанного воздуха и выбрасывается в конусное выходное сопла 7. При работе турбины в воздушном потоке возникают ультразвуковые колебания, которые также воздействуют на распыливаемую жидкость, часть воздуха попадает по каналам 8 вторичного воздуха к завихрителю 6, вызывая закручивание выходящей из конусного выходного сопла 7 жидкостно-воздушной смеси, Турбина 3 вращается в газодинамических подшипниках 9 (фиг.2), при этом подвод сжатого воздуха к подшипникам 9 осуществляется от единой сети (на чертеже не показано), Для уменьшения износа профилированной части диска-распылителя 2 он изготавливается совместно с турбиной из твердого сплава, Конструкция диска-распылителя с турбиной технологична, что позволит изготовлять эту деталь обычным прессованием с последующим спеканием. Для удешевления диска-распылителя 2 его вал может быть изготовлен отдельно из другого материала и эапрессован при сборке детали. Данная конструкция форсунки позволяет ее использовать в качестве газо- жидкостной. В качестве рабочего тела используется природный газ с давлением 0,4-1 МПа. Турбина позволяет отказаться от газовых редукторов, т.к. перепад давлениябудет срабатываться на колесе турбины. Этуфорсунку можно испольэовать на двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных,5 с непосредственным впрыском топлива),термических печах, котлах и т,д, На газотурбинных двигателях для привода турбиныможно использовать воздух, отбираемый иэпоследних ступеней компрессора. Исполь 10 эование данной форсунки на газотурбинныхдвигателях позволит упростить системуподачи топлива за счет отказа от топливныхнасосов высокого давления, Наибольшийэффект может быть получен на гаэотурбин 15 ных двигателях малой мощности (К=10- - 300 кВт),Формула изобретенияФорсунка для распыливания жидкости,содержащая корпус, в котором на валу с20 приводом установлен диск-распылитель, иподпятник с каналом для подвода распыливаемой жидкости на обод диска распылителя, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюупрощения конструкции и повышения каче 25 ства распыливания, она дополнительноснабжена тангенциальными воздушнымипатрубками,установленными на корпусесимметрично поперечной плоскости сечения диска-распылителя, и рабочими лопат 30 ками, выполненными на торцевыхстенках диска, при этом поверхностьобода диска выполнена в виде чередующихся цилиндрических участков изубчатых впадин, имеющих профиль не 35 равнобедренного треугольника, меньшаясторона которого образует с радиусом диска острый угол не более 15 О.А-А