Ударно-струйная форсунка

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 937030(22) Заявлено 19.12.80 (21) 3222857/23-05с присоединением заявки Лев(51) М.К . В 05 В 1/26 Гооудлрствеиимй комитет Опубликовано 23.06.82. Бюллетень23Дата опубликования описания 28.06.82ло делам иэооретеиий и открмтий(54) УДАРНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА 1Изобретение относится к технике распыления жидких и пастообразных сред иможет быть использовано в молочной, пищевой, химической, микробиологической идругих отраслях промышленности.Известны ударно-струйные форсунки дляраспыления жидких сред под действием давления, содержащие корпус с патрубком, сопло, против которого установлен отражатель 1,Недостатками этих форсунок являетсяневысокое качество распыления и большиегабаритные размеры.Наиболее близкой к предлагаемой является ударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и, соплом,вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах 2Однако известная форсунка может работать только при распылении жидкости вверхи не пригодна для распыления вязких форми формирования факела нужной формы.Цель изобретения - повышение качества распыления и надежности работы форсунки. 2Указанная цель достигается тем, чтоударно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражате лем на противоположных концах, снабженарассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расширительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным с заплечикам штока отражателя, и 2 о установлен с осевым зазором к ним.На фиг. 1 изображена ударно-струйнаяфорсунка; на фиг. 2 - то же, без зазора между заплечиками штока отражателя и выступа конуса рассекателя.При обтекании потоком распыливаемой массы рассекателя0 за счет давления среды рассекатель 1 О самоцентрируют в горизонтальной плоскости строго по оси сопла 3, Это достигают за счет того, что стержень 11 с рассекателем 10 свободно подвешивают в канале 5 на вставке 4. В результате поток распыливаемой среды формируют строго постоянной толщины, что позволяет при ударе струи об отражатель 9 обеспечить одинаковые гидродинамические условия, а это повышает качество распыления. 5055 3Ударно-струйная форсунка содержит корпус 1 с входным патрубком 2 н соплом 3,вставку 4 с центральным каналом 5, расширительную камеру 6,и шток 7 с заплечиками 8 и отражателем 9 на противоположных концах. 5Форсунка также снабжена рассекателем 1 О, соединенным с ним стержнем 11,размещенным в центральном канале 5 вставки 4, и конусообразной гайкой 12, установленной в корпусе 1 перед соплом 3 и контак- ,тирующей с рассекателем 10,Стержень 11 с рассекателем 10 монтируются на вставке 4 с помощью. гайки 13,в которой выполнены отверстия 14 для прохода в канал 5 распыливаемой среды,Рассекатель 10 выполнен в виде двух 15усеченных конусов 15 и 16, обращенных другк другу большими основаниями, при этомобращенный к соплу 3 конус 16 рассекателя 10 размещен в расширительной камере 6и выполнен с центральной полостью 17, вкоторой установлен шток 7 отражателя 9,20между заплечиками 8 которого и конусообразной гайкой 12 смонтирована пружина 18,а другой конус 15 рассекателя 10 выполненс центральным выступом 19, обращенным кзаплечикам 8 штока отражателя 9 и установлен с осевым зазором 20 к ним,Свободное перемещение отражателя 9обеспечивается за счет осевых радиальныхзазоров 20 и 21 соответственно.Ударно-струйная форсунка работает следующим образом.Распыливаемая масса, например молочно-белковый концентрат, под давлением15 - 100 кг/смподают в корпус 1 черезпатрубок 2, из которого по отверстиям 14гайки 13 - в центральный канал 5 и расши 35рнтельную камеру 6.При выходе в расширительную камеру 6размещают рассекатель 10, при обтеканиикоторого распыливаемая масса равномернораспределяется по сечению сопла 3, гасятсяпульсации потока. Из сопла 3 распыливаемую массу с большой скоростью подают наотражатель 9, и в результате удара струяраспадается на капли, при этом конфигурация факела определяется геометрией отражателя и физико-химическими и гидродинамическими характеристиками движущейраспыливаемой среды. 4Кроме того, свободное подвешивание стержня 11 с рассекателем 10 и отражателем 9 снижает требование к качеству изготовле. ния и упрощает монтаж форсунки,При ударе кольцевой струи об отражатель 9 за счет давления отражатель 9 само- центрируют относительно оси струи, истекающей из сопла 3, что позволяет получить факел правильной геометрической формы. Это достигают за счет того, что отражатель на штоке 7 свободно подвешивают на пружине 18, и он имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости. Кроме того, при ударе струи об отражатель 9, последний приходит в колебательное движение, что интенсифицирует процесс дробления струи распыливаемой массы. Это достигают за счет того, что под действием давления и колебаний связь между слоями вязкой массы ослабевает и струя разрушается. Колебания отражателя 9 резко снижают забивание сопла 3 инородными включениями. Это достигают за счет того, что в сопле 3 возникают пульсации под действием колебаний. На частицу, застрявшую в сопле 3, в момент разрежения действует сила давления потока, в расширительной камере 6 частица вытягивается и выбивается. Если же частица твердая, то при попадании в сопло под действием колебаний и давления возникающая боковая сила действует на нижний конус расширителя, сечение в месте зазорения увеличивается и частица выбивается, Таким образом, свободная подвеска стержня 11 с рассекателем 10 и отражателя 9 с возможностью самоцентрирования независимо друг от друга повышает надежность работы ударноструйной форсунки,Пружина 18, на которой подвешен на штоке 7 отражатель 9, размещена в закрытой полости. Чтобы исключить попадание массы в полость через зазор 21 конец конусной гайки размещают в устье сопла 3, поэтому при истечении массы с большой скоростью по закону Бернулли давление в устье резко падает, и таким образом масса не попадает в полость пружины 18, что повышает надежность и долговечность работы отражателя 9,Выполнение системы (фиг. 2) стержень 11 - рассекатель 10 - отражатель 9 как единое целое осуществляют за счет взаимодействия штока 7 с верхним конусом 15 рассекателя 10 чрез заплечики 8, когда осевой,зазор 21 ликвидируется путем сжатия пружины 18 конусной гайкой 12, при этом отражатель 9 закрывает сопло 3, В этом варианте самоцентрирование системы осуществляется в горизонтальной плоскости.Особенностью данного технического решения является то, что в момент потери давления распыливаемой среды сопло закрывается и предотвращает попадание продукта в сушильную камеру (не показана) ..Под действием давления распыливаемой массы отражатель 9 перемещается вниз и открывает сопло 3. Масса ударяется о поверхность отражателя 9 и распыляется, При падении давления распыливаемой массы отражатель 9 под действием пружины 18 закрывает сопло 3, и прекращается подача продукта в сушильную камеру, при этом шток 7 через заплечики 8 взаимодействует с верхним усеченным конусом 15. Это снижает 10 выход некачественного продукта.Экономическая эффективность от замены распылительного диска на ударно-струйную форсунку при использовании ее при сушке продукта составляет 22 тыс. руб. наодну сушилку в год.Предварительные испытания опытного образца ударно-струйнойфорсунки показали ее надежность и преимущества в работе по сравиению с известными образцами (дисковыми) .2 ОФормула изобретенияУдарно-струйная форсунка, содержащая корпус с входным патрубком и соплом, вставку с центральным каналом, расширительную камеру и шток с заплечиками и отражателем на противоположных концах, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества распыления и надежности работы форсунки, она снабжена рассекателем, соединенным с ним стержнем, размещенным в центральном канале вставки, и конусообразной гайкой, установленной в корпусе перед соплом и контактирующей с рассекателем, выполненным в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, при этом обращенный к соплу конус рассекателя размещен в расширительной камере и выполнен с центральной полостью, в которой установлен шток отражателя, между заплечиками которого и конусообразной гайкой смонтирована пружина, а другой конус рассекателя выполнен с центральным выступом, обращенным к заплечикам штока отражателя, и установлен с осевым зазором к ним.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Головачевский Ю. А. Ороситель и форсунки скрубберов химической промышлеыности. 6., Машиностроение, 1974, с. 274 - 249, рис. 94.2. Патент Великобритании Мо 1511028, кл. В 2 Г, В 05 В 1/26, опублик. 1978 (прототип).937030 1 б б 10 Фиг иг Составитель А.ук Техред А. БойкаТираж 727ВНИИПИ Государствепо делам изобрет13035, Москва, Ж - 35,илиал ППП Патент, г. айч Редактор И. Н Заказ 4302/1 О Чал-Борюс Корректор У. ПономаренкПодписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул, Проектная, 4