устройство для распыления жидкости в газовой среде с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией

Формула изобретения

Устройство для распыления жидкости в газовой среде с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией, содержащее выпускное газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием выпускного газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа, отличающееся тем, что выходная оконечность газовой магистрали выполнена в виде газодинамического сопла и газовая магистраль расположена коаксиально внутри жидкостной магистрали, выходное отверстие жидкостной магистрали образует входное отверстие камеры смешения, расположенное соосно выходному отверстию камеры и газожидкостному соплу, а клапан с малым динамическим сопротивлением установлен между входным и выходным отверстиями камеры смешения и обеспечивает одновременное открытие/закрытие как жидкостной, так и газовой магистрали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике распыления жидкостей в газовой среде, предпочтительно в воздухе, и может быть использовано для распыления значительного количества жидкости за короткий промежуток времени с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией, в частности для целей пожаротушения.

Задачей изобретения является повышение эффективности действия, упрощение конструкции и увеличение надежности устройства для получения газокапельной струи по патенту US 6478240, содержащее газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа через управляемые клапана тарельчатого типа, которые при приведение устройства в действие, обеспечивают раздельное открытие магистралей для газа и жидкости, камера смешения включает в себя цилиндрическую насадку с тангенциальными отверстиями для впрыскивания жидкости.

Однако устройство по патенту US 6478240 имеет следующие недостатки:

1. Недостаточная скорость газового потока при входе его в камеру смешения из-за отсутствия газодинамического сопла.

2. Недостаточная скорость газокапельной струи из-за торможения газовых и жидкостных потоков тарельчатыми клапанами и из-за впрыскивания жидкости в камеру смешения в тангенциальном к газовому потоку направлении.

3. Недостаточная эффективность распыления из-за уменьшения содержания жидкости в газокапельной струе при раздельном открытии/закрытии газового и жидкостного потока.

4. Сложность конструкции устройства из-за наличия управляемых клапанов, насадки для впрыскивания жидкости и газовой магистрали высокого давления.

Задачей изобретения является повышение эффективности действия, упрощение конструкции и увеличение надежности устройства для получения газокапельной струи по патенту US 6478240, в результате наличия газодинамического сопла на входе газовой магистрали в камеру смешения, отсутствия тарельчатых клапанов, подачи жидкости и газа в камеру смешения коаксиальными потоками, направленными соосно газожидкостному соплу к его входному отверстию, расположением газовой магистрали коаксиально внутри жидкостной магистрали, одновременном открытием/закрытием газовой и жидкостной магистрали клапаном с малым динамическим сопротивлением, расположенным внутри камеры смешения.

Задача достигается тем, что устройство для получения газокапельной струи, содержащее выпускное газожидкостное сопло, соединенное с камерой смешения газа и жидкости таким образом, что выходное отверстие камеры смешения совпадает с входным отверстием выпускного газожидкостного сопла, а камера смешения соединена магистралями с емкостями для жидкости и сжатого газа, согласно изобретению выходная оконечность газовой магистрали выполнена в виде газодинамического сопла и газовая магистраль расположена коаксиально внутри жидкостной магистрали, выходное отверстие жидкостной магистрали образует входное отверстие камеры смешения, расположенное соосно выходному отверстию камеры и газожидкостному соплу, а клапан установлен между входным и выходным отверстиями камеры смешения и обеспечивает одновременное открытие/закрытие как жидкостной, так и газовой магистрали.

Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом (см. чертеж).

Основные составные части устройства: выпускное газожидкостное сопло (1) для получения газокапельной струи с высокой кинетической энергией; камера (2) для смешения газа и жидкости; газодинамическое сопло (3) для разгона потока газа до сверхзвуковой скорости; газовая магистраль (4) для подачи газа под давлением к газодинамическому соплу; жидкостная магистраль (5) для подачи жидкости в камеру смешения; рукоять (6) для удержания устройства; пусковая скоба (7) для приведения устройства в действие; пружина (8) для возврата клапана в исходное положение; клапан (9) для одновременного открытия/закрытия как жидкостной, так и газовой магистрали.

Описание работы устройства.

После заполнения газовой (4) и жидкостной магистралей (5) от источника сжатого газа и жидкости, нажимается пусковая скоба (7) которая согласно изобретению, сжимая пружину (8), отодвигает клапан (9), который одновременно открывает газовую и жидкостную магистрали, выходные отверстия которых являются входными отверстиями камеры смешения (2) и расположены соосно выпускному газожидкостному соплу (1); сжатый газ, проходя через газодинамическое сопло (3), образует сверхзвуковой поток, который эффективно диспергирует жидкость, поступающую коаксиально с ним в камеру смешения. Образующаяся, в результате смешения сверхзвукового газового потока с потоком жидкости, газокапельная струя дополнительно разгоняется через выпускное газожидкостное сопло (1), образуя газокапельный поток с высокой кинетической энергией, который направляется в нужном направлении при помощи рукояти (6), при отпускании пусковой скобы клапан одновременно закрывает жидкостную и газовую магистрали и работа устройства прекращается.

Как было показано, предложенное изобретение обеспечивает повышение эффективности действия устройства распыления жидкости в газовой среде в результате: увеличения скорости и дисперсности капель распыляемой жидкости при взаимодействии с ней сверхзвукового газового потока, производимого газодинамическим соплом; увеличения скорости газового и жидкостного потоков из-за отсутствия тарельчатых клапанов и из-за подачи жидкости и газа в камеру смешения коаксиальными потоками, направленными соосно газожидкостному соплу к его входному отверстию; одновременного открытия/закрытия газовой и жидкостной магистрали клапаном с малым динамическим сопротивлением, расположенным внутри камеры смешения. Предложенное изобретение обеспечивает упрощение конструкции и увеличение надежности устройства в результате отсутствия: управляемых тарельчатых клапанов, насадки для впрыскивания жидкости и газовой магистрали высокого давления.