RU2388965C2

RU2388965C2 - Mechanical nozzle

Info

Publication number: RU2388965C2
Application number: RU2008102302/06A
Authority: RU
Inventors: Афанасий Михайлович Иванов (RU); Афанасий Михайлович Иванов; Виталий Афанасьевич Иванов (RU); Виталий Афанасьевич Иванов; Нюргуяна Дмитриевна Петрова (RU); Нюргуяна Дмитриевна Петрова
Original assignee: Институт физико-технических проблем Севера СО РАН
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2010-05-10
Also published as: RU2008102302A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: mechanical nozzle comprises cylindrical head with base and nozzle on it, insert arranged inside head with longitudinal channel for liquid supply and connected to the latter by means of grooves arranged on outer surface of insert section, which is at the outlet along with motion of liquid, arranged in head with formation of chamber with its base and walls, besides grooves are joined to channel of liquid supply via additional channels arranged in insert and annular cavity. Head and insert are made of metal material with ultra-fine-grained structure formed by equal-channel pressing.

EFFECT: improving reliability and resource of nozzle operation.

Description

Изобретение относится к устройствам для вспрыска и распыливания жидкости и может быть использовано в различных тепловых двигателях, сопловых энергетических установках, машинах и аппаратах химической промышленности.The invention relates to a device for spraying and atomizing liquids and can be used in various heat engines, nozzle power plants, machines and apparatuses of the chemical industry.

Известна механическая форсунка, содержащая ствол для подачи жидкости, распределительную шайбу с отверстиями и кольцевой проточкой для раздачи топлива по тангенциальным каналам камеры завихривания, завихритель топливный, выполненный в виде камеры завихривания и сопла, и накидную гайку головки форсунки [Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. - Л.: Недра, 1989. - C.115-117, рис.4.32].Known mechanical nozzle containing a barrel for supplying fluid, a distribution washer with holes and an annular groove for distributing fuel through the tangential channels of the swirl chamber, a fuel swirl made in the form of a swirl chamber and nozzle, and a union nut of the nozzle head [V. Adamov Burning fuel oil in boiler furnaces. - L .: Nedra, 1989. - C.115-117, Fig. 4.32].

Данная форсунка имеет низкую надежность и недостаточный ресурс работы, обусловленные применением крупнокристаллических металлических материалов низкой прочности в состоянии поставки.This nozzle has low reliability and insufficient service life due to the use of coarse-grained metal materials of low strength in the delivery state.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является механическая форсунка для распыливания жидкого топлива, содержащая цилиндрическую головку с основанием и соплом на нем, размещенный внутри головки вкладыш с продольным каналом для подачи жидкости и соединенными с последним канавками, выполненными на наружной поверхности выходного по ходу движения жидкости участка вкладыша, размещенного в головке с образованием с ее основанием и стенками камеры, причем канавки сообщены с каналом подачи жидкости через выполненные во вкладыше дополнительные каналы и кольцевую полость [RU 2011428 C1, 30.04.1994, В05В 1/34 (прототип)].The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a mechanical nozzle for spraying liquid fuel, containing a cylindrical head with a base and a nozzle on it, an insert with a longitudinal channel for supplying liquid and connected to the last grooves made on the outer surface of the outlet the course of the fluid movement of the liner located in the head with the formation with its base and the walls of the chamber, and the grooves are in communication with the fluid supply channel through additional channels and an annular cavity made in the insert [RU 2011428 C1, 04/30/1994, B05B 1/34 (prototype)].

Однако известное устройство также обладает вышеуказанными недостатками.However, the known device also has the above disadvantages.

Задачей изобретения является повышение надежности и ресурса работы форсунки.The objective of the invention is to increase the reliability and service life of the nozzle.

Указанная задача достигается тем, что в механической форсунке, содержащей цилиндрическую головку с основанием и соплом на нем, размещенный внутри головки вкладыш с продольным каналом для подачи жидкости и соединенными с последним канавками, выполненными на наружной поверхности выходного по ходу движения жидкости участка вкладыша, размещенного в головке с образованием с ее основанием и стенками камеры, причем канавки сообщены с каналом подачи жидкости через выполненные во вкладыше дополнительные каналы и кольцевую полость, согласно изобретению головка и вкладыш выполнены из металлического материала с ультрамелкозернистой структурой, сформированной равноканальным угловым прессованием.This problem is achieved by the fact that in a mechanical nozzle containing a cylindrical head with a base and a nozzle on it, an insert is placed inside the head with a longitudinal channel for supplying fluid and connected to the last grooves made on the outer surface of the downstream portion of the liner located in the head with the formation with its base and the walls of the chamber, and the grooves are in communication with the fluid supply channel through additional channels and an annular cavity made in the insert, according to upon acquisition, the head and liner are made of a metal material with an ultrafine-grained structure formed by equal-channel angular pressing.

Выполнение головки и вкладыша из металлического материала с ультрамелкозернистой структурой обеспечивает увеличение сопротивления стенок и поверхностей головки и вкладыша износу за счет повышения прочности материала, и создаются условия, необходимые для увеличения срока службы форсунки.The implementation of the head and liner of a metal material with an ultrafine-grained structure provides an increase in the resistance of the walls and surfaces of the head and liner to wear by increasing the strength of the material, and the conditions necessary to increase the service life of the nozzle are created.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается применением металлического материала с повышенной прочностью.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution is characterized by the use of metallic material with increased strength.

Пример.Example.

Для механической форсунки, используемой для распыления жидкого топлива - нефтяного котельного топлива с вязкостью 2-4° ВУ в горелках котлов малой и средней мощности при давлении топлива 0,1 МПа и более, головка изготавливается из стали или бронзы, а вкладыш из стали. Микротвердость стали Ст3сп после равноканального углового прессования при температуре 400°С в 8 циклов по маршруту «С» cocтaвляет 2,91 ГПа против 1,37 ГПа для материала в состоянии поставки. Внутренняя поверхность головки в зоне камеры и стенок сопла обрабатывается с чистотой шероховатости Ra 0,32-0,08.For a mechanical nozzle used to spray liquid fuel - oil boiler fuel with a viscosity of 2-4 ° W in the burners of small and medium power boilers with a fuel pressure of 0.1 MPa or more, the head is made of steel or bronze, and the liner is made of steel. The microhardness of steel St3sp after equal-channel angular pressing at a temperature of 400 ° C in 8 cycles along the route “C” is 2.91 GPa versus 1.37 GPa for the material in the delivery state. The inner surface of the head in the area of the chamber and the walls of the nozzle is processed with a roughness of Ra 0.32-0.08.

Повышенная твердость поверхности головки в зоне камеры и стенок сопла способствует надежной работе горелки. Предложенное решение обеспечивает увеличение ресурса форсунки.The increased hardness of the surface of the head in the area of the chamber and the walls of the nozzle contributes to reliable operation of the burner. The proposed solution provides an increase in the resource of the nozzle.

Claims

A mechanical nozzle comprising a cylindrical head with a base and a nozzle on it, an insert located inside the head with a longitudinal channel for supplying fluid and connected to the last grooves made on the outer surface of the downstream portion of the insert placed in the head with the formation with its base and the walls of the chamber, and the grooves are in communication with the fluid supply channel through additional channels made in the insert and an annular cavity, characterized in that the head and the insert are made and h metal material with an ultrafine-grained structure formed by equal-channel angular pressing.