CN101832730B - 一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用工业高温烟气加热水装置的一种部件结构。一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构，所述喷头由上壳体(1)和下罩壳(6)以螺纹形式配合连接而成，浮动喷嘴板(4)由上弹簧(2)和下弹簧(5)夹持、支撑于上壳体(1)和下罩壳(6)的腔体内；下罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔(6c)，上段呈上大下小的锥形，下段呈圆柱形，下罩壳圆盒的下底面向上伸出若干呈锥形的水压平衡突柱(6a)；所述浮动喷嘴板(4)为在圆平板上开设若干圆柱形水压平衡孔(4f)，向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴(4a)。本技术方案在进口水压波动形成节流孔面积自调节，保持喷头下腔体压力稳定，达到雾化喷水流量稳定且与烟气换热充分，有利于加热水温度升高、烟气热量的有效吸收利用。

Description

一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构

技术领域

本发明涉及工业烟气余热利用领域，具体系利用工业炉窑排放的高温烟气加热水装置的一种部件结构。

背景技术

在工业和民用建筑的节能减排任务中，余热和废热的有效积极利用始终是一个值得大力关注并有潜力可挖的内容。例如，一般燃气锅炉所燃烧的燃料有约15～25％的热能通过烟气排入大气，有些型号的燃气锅炉排烟温度为200～250℃，设置或加装了省煤器的燃气锅炉，排烟热能损失可减少5～8％左右，但排烟温度还在约150℃以上。相对于大气温度而言，这部分烟气未利用的余热还是占了所进入燃料热量的10％以上。在技术经济条件许可下，应尽量考虑回收利用。与此同时，燃料和供燃的空气中所含水分在燃烧过程中吸收汽化潜热后蒸发，并以水蒸汽形式存在于烟气中，如能加以冷凝，回收汽化潜热，则余能回收更彻底，表现为更进一步提高了锅炉热效率，还进一步改善排烟对环境的污染。

在工业生产企业与其他大中型建筑设施中，燃油或燃气加热装置排放出大量含一定量水蒸气的中低温烟气，不仅对环境是个破坏损害，同样造成能源的极大浪费。如何将这部分余热有效利用是节能减排实施的切实手段之一。采用直接接触式烟气降温减湿节能装置为余热有效吸收和利用提供了可靠的途径，该装置类似于垂直的吸收塔，温度高的烟气从一侧进入吸收塔，从另一侧排出，上方由喷淋装置喷洒出的冷水，通过在吸收塔中与温度高的烟气的结合、“沐浴”，吸收了烟气中的大量余热，水滴温度升高，在吸收塔的下部积聚起来，成为可以加以利用的热水，这样的低温余热有着广泛的使用场合，比如车间厂房、医院及大中型工业或商业建筑设施的取暖，或蔬菜大棚、鱼塘或游泳池塘的供热等等。

现有技术的喷淋装置的结构是比较简单的，常常采用尤如洗澡淋浴的结构，俗称“莲蓬头”，侧面观看呈三角形，上面进水，下面的下面板上开设大量出水孔出水喷淋，有时为了适应喷淋内部的大直径，在上方配置多个“莲蓬头”喷头，一般在中心处安装一个，再由中心向外呈放射状地配置一圈，如此装置结构简单，分布的面较大，喷出的水滴可以直接与高温气体接触吸收热量，取得了降低烟气温度，提高水温的目的，尽管如此，提高热交换效率的技术关键在于考虑最佳的液汽比、强化喷淋雾化水滴与烟气的接触面以及减少阻力损失。分析现有技术的每个三角形“莲蓬头”结构，冷却水从上方管路进入“莲蓬头”内部，又从“莲蓬头”的简单圆孔向下流出，水滴较大，有时水压波动，烟气温度变化，且装置缺少可调节机构和应变能力，因此吸收高温烟气热量的能力和效率受到限制。

因此，有必要对喷淋装置作进一步的改进，改良，提高其吸热放热的效率。

发明内容

本发明的目的，拟提供一种吸收塔喷淋装置的改良结构，改进现有技术“莲蓬头”的结构，随着水压的波动可作自行调节流量，确保水滴具有较恒定雾化直径，提高喷淋装置的传热效果。

本发明的目的是如此来实现的。

一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于：所述喷头由上壳体和下罩壳以螺纹形式配合连接而成，浮动喷嘴板由上弹簧和下弹簧夹持、支撑于上壳体和下罩壳的腔体内；

所述壳体呈开口向下的圆盒，上部具有向上的进水管，内壁口部是内／外螺纹；

所述下罩壳呈开口向上的圆盒，上口有一圈与上壳体口部配合的外／内螺纹，下罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔，所述喷水孔上段呈上大下小的锥形，下段呈圆柱形，上、下段长度之比为1:1至3:1；下罩壳圆盒的下底面向上伸出若干呈锥形的水压平衡突柱；

所述浮动喷嘴板为在圆平板上开设若干圆柱形水压平衡孔，水压平衡孔与下罩壳上的水压平衡突柱数量相等，位置相对应；圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴，阶梯喷嘴与下罩壳上的喷水孔数量相等，位置相对应；

所述阶梯喷嘴的大直径段与圆平板连接，小直径段在下部，小直径段的表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽,大、小直径段长度之比为1:1至2:3。

进一步，所述浮动喷嘴板为后抵板，前孔板和阶梯喷嘴元件组成；

所述阶梯喷嘴元件为在阶梯喷嘴的大直径段尾端有一圈外突台阶；

所述前孔板为在装配阶梯喷嘴元件的位置，开设上大下小的台阶孔，台阶孔的直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶相应；

所述后抵板为平板；

在前孔板的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，再由后抵板在背部抵压，由螺钉或铆钉将前孔板和后抵板结合在一起，前孔板和后抵板结合后开设若干水压平衡孔。

采用本技术方案，冷却水从进水管进入本发明的喷头结构中，从下罩壳的下底面开设的喷水孔喷出，对锅炉排出的温度高的烟气进行吸热。喷水孔的上方设有阶梯喷嘴，喷水孔上段呈锥形，上大下小有利向外出水，一段为圆柱形，与阶梯喷嘴相配合，阶梯喷嘴的下段小直径段有倾斜方向的凹槽，水流由倾斜凹槽呈旋转方式雾化喷出、冷却吸收高温烟气的热量。

在上壳体和下罩壳之间有浮动喷嘴板由上弹簧和下弹簧夹持支撑，浮动喷嘴板上开设若干圆柱形水压平衡孔，在下罩壳下底面向上伸出若干呈锥形的水压平衡突柱，柱、孔两者配合自动调节平衡下部流出的压力。当由进水管进入的水流压力变大，水流将浮动喷嘴板向下推挤，浮动喷嘴板向下移动，浮动喷嘴板与下罩壳的距离变小，水压平衡突柱与水压平衡孔的间距也变小，水压平衡突柱的下部较大面积的锥体与水压平衡孔圆柱孔配合，间隙变小，阻断了部分上方水流的下流，减小了下方腔体内的水压，使得喷水孔流出的水量、水压并不增大，维持平稳的喷淋状态；相反，当由进水管进入的水流压力变小，水流减小对浮动喷嘴板的推移，浮动喷嘴板与上壳体的距离变小，水压平衡突柱与水压平衡孔的间距变大，水压平衡突柱的上端尖部与水压平衡孔配合，由于水压平衡孔是圆柱形，截面积不变，因此水压平衡突柱的上端尖部与水压平衡孔配合的圆环面积变大，间隙变大，从上方可流下较大水量增大了下方腔体内的水压，增大下部水压，可以从喷水孔喷出较大水量，维持平稳的喷淋状态，喷淋流量达到稳定。使得在一定的进水压力波动范围内，可自动进行调节，使喷淋流量达到稳定，达到设计的流量与良好的雾化效果。

进一步，所述水压平衡孔与水压平衡突柱均布在1至3个圆周上，每个圆周3至5枚。

再进一步，所述水压平衡孔与水压平衡突柱为均布在同一圆周上5枚。

进一步，所述阶梯喷嘴与喷水孔为均布在1至4个圆周上，每个圆周5至9枚。

再进一步，其特征在于所述阶梯喷嘴与喷水孔为均布在2个圆周上，每个圆周分别为6和8枚。

进一步，所述阶梯喷嘴小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12－18度。

进一步，所述上弹簧套置在浮动喷嘴板向上凸起的弹簧定位杆上。

进一步，所述下弹簧套置在下罩壳圆盒的下底面向上伸出的水压平衡突柱根部。

所述上壳体和下罩壳连接处嵌入密封圈。

本发明的有益效果：采用本技术方案，①提高喷出水滴的雾化效果；②确保喷水孔始终有冷却水流出；③由浮动喷嘴板随水压大小的上下移动的反馈作用，自动调节水压，维持喷出水量、水压不变，保证喷水孔有恒定的喷出量，有稳定的雾化喷出效果；④自动调节的效果迅速快捷，结构简单，不必人工操作，在同样的冷却水流量和压力波动的条件下，在同样温度高的烟气通入锅炉情况下，采用本发明，取得的加热水的温度得到提高，从锅炉排出的烟气热量得以有效吸收利用，有利对排放废气的后续处理。

附图说明

图1是一种由多个本发明水压波动自调节流量的雾化喷头结构组成的喷淋装置，在使用状态，从下往上观察的视图；

图2是本发明水压波动自调节流量的雾化喷头结构，一种实施例的主视剖视图；

图3是图2的仰视图；

图4是图5的俯视图；

图5是本发明轴向调节雾滴直径的喷头结构，一种实施方式浮动喷嘴板部件的主视剖视图；

图6是本发明浮动喷嘴板中的阶梯喷嘴元件，一种实施方式水平横置从侧面观察的视图；

图7是图6的左视图；

图8是本发明上壳体部件，一种实施方式从侧面观察的剖视图；

图9是图8的仰视图；

图10是本发明下罩壳部件，一种实施方式从侧面观察的剖视图；

图11是本发明水压波动自调节流量的雾化喷头结构,一种实施方式各零件分解的爆炸立体图。

图中，1是上壳体、2是上弹簧、3是密封圈、4是浮动喷嘴板、4a是阶梯喷嘴、4b是螺钉、4c是弹簧定位杆、4d是后抵板、4e是前孔板、4f是水压平衡孔、5是下弹簧、6是下罩壳、6a是水压平衡突柱、6b是下罩壳体、6c是喷水孔。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。

一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于：所述喷头由上壳体1和下罩壳6以螺纹形式配合连接而成，浮动喷嘴板4由上弹簧2和下弹簧5夹持、支撑于上壳体1和下罩壳6的腔体内；所述壳体1呈开口向下的圆盒，上部具有向上的进水管1a，内壁口部是内／外螺纹；所述下罩壳6呈开口向上的圆盒，上口有一圈与上壳体1口部配合的外／内螺纹，下罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔6c，所述喷水孔6c上段呈上大下小的锥形，下段呈圆柱形，上、下段长度之比为1:1至3:1；下罩壳圆盒的下底面向上伸出若干呈锥形的水压平衡突柱6a；所述浮动喷嘴板4为在圆平板上开设若干圆柱形水压平衡孔4f，水压平衡孔4f与下罩壳上的水压平衡突柱6a数量相等，位置相对应；圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴4a，阶梯喷嘴4a与下罩壳上的喷水孔6c数量相等，位置相对应；所述阶梯喷嘴4a的大直径段与圆平板连接，小直径段在下部，在小直径段的表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽,大、小直径段长度之比为1:1至2:3。所述浮动喷嘴板4为后抵板4d，前孔板4e和阶梯喷嘴元件组成；所述阶梯喷嘴元件为在阶梯喷嘴4a的大直径段尾端有一圈外突台阶；所述前孔板4e为在装配阶梯喷嘴元件的位置，开设上大下小的台阶孔，台阶孔的直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶相应；所述后抵板4d为平板；在前孔板4e的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，由后抵板4d在背部抵压，由螺钉4b或铆钉将前孔板4e和后抵板4d结合在一起，且开设若干水压平衡孔4f。

所述水压平衡孔4f与水压平衡突柱6a均布在1至3个圆周上，每个圆周3至5枚，此为较好方案。

所述水压平衡孔4f与水压平衡突柱6a为均布在同一圆周上5枚，此为更好方案。

所述阶梯喷嘴4a与喷水孔6c为均布在1至4个圆周上，每个圆周5至9枚，此为较好方案。

所述阶梯喷嘴4a与喷水孔6c为均布在2个圆周上，每个圆分别为6和8枚，此为更好方案。

所述阶梯喷嘴4a小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12－18度。此角度能取得较好的喷淋效果。

所述上弹簧2套置在浮动喷嘴板4向上凸起的弹簧定位杆4c上。便于上弹簧2定位，且机构制作方便，直接在加工在浮动喷嘴板4上即可。

所述下弹簧5套置在下罩壳圆盒的下底面向上伸出的水压平衡突柱6a根部。便于下弹簧5的定位，不必另外再制作下弹簧5定位机构，此时，水压平衡突柱6a可以制作在下段为圆柱状，便于弹簧定位、不晃动，上段为起自动调节、平衡作用的锥形。

在所述上壳体1和下罩壳6连接处嵌入密封圈3。当上下结合欠紧密的场合，可以嵌入密封圈3，增强密封，以免泄漏。

Claims (10)

1.一种水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于：所述喷头由上壳体(1)和下罩壳(6)以螺纹形式配合连接而成，浮动喷嘴板(4)由上弹簧(2)和下弹簧(5)夹持、支撑于上壳体(1)和下罩壳(6)的腔体内；

所述壳体(1)呈开口向下的圆盒，上部具有向上的进水管(1a)，内壁口部是内/外螺纹；

所述下罩壳(6)呈开口向上的圆盒，上口有一圈与上壳体(1)口部配合的外/内螺纹，下罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔(6c)，所述喷水孔(6c)上段呈上大下小的锥形，下段呈圆柱形，上、下段长度之比为1:1至3:1；下罩壳圆盒的下底面向上伸出若干呈锥形的水压平衡突柱(6a)；

在所述浮动喷嘴板(4)的圆平板上开设若干圆柱形水压平衡孔(4f)，水压平衡孔(4f)与下罩壳上的水压平衡突柱(6a)数量相等，位置相对应；圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴(4a)，阶梯喷嘴(4a)与下罩壳上的喷水孔(6c)数量相等，位置相对应；

所述阶梯喷嘴(4a)的大直径段与圆平板连接，小直径段在下部，在小直径段的表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽,大、小直径段长度之比为1:1至2:3。

2.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述浮动喷嘴板(4)由后抵板(4d)、前孔板(4e)和阶梯喷嘴元件组成；

在所述阶梯喷嘴元件的阶梯喷嘴(4a)的大直径段尾端有一圈外突台阶；

在所述前孔板(4e)的装配阶梯喷嘴元件的位置，开设上大下小的台阶孔，台阶孔的直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶相应；

所述后抵板(4d)为平板；

在前孔板(4e)的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，由后抵板(4d)在背部抵压，由螺钉(4b)或铆钉将前孔板(4e)和后抵板(4d)结合在一起，结合后开设若干水压平衡孔(4f)。

3.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述水压平衡孔(4f)与水压平衡突柱(6a)均布在1至3个圆周上，每个圆周分布3至5枚水压平衡孔(4f)与水压平衡突柱(6a)。

4.根据权利要求3所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述水压平衡孔(4f)与水压平衡突柱(6a)均布在同一圆周上，且该圆周分布5枚水压平衡孔(4f)与水压平衡突柱(6a)。

5.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述阶梯喷嘴(4a)与喷水孔(6c)均布在1至4个圆周上，每个圆周分布5至9枚阶梯喷嘴(4a)与喷水孔(6c)。

6.根据权利要求5所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述阶梯喷嘴(4a)与喷水孔(6c)为均布在2个圆周上，每个圆周分别分布6和8枚阶梯喷嘴(4a)与喷水孔(6c)。

7.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述阶梯喷嘴(4a)小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12－18度。

8.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述上弹簧(2)套置在浮动喷嘴板(4)向上凸起的弹簧定位杆(4c)上。

9.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于所述下弹簧(5)套置在下罩壳圆盒的下底面向上伸出的水压平衡突柱(6a)根部。

10.根据权利要求1所述水压波动自调节流量的雾化喷头结构，其特征在于在所述上壳体(1)和下罩壳(6)连接处嵌入密封圈(3)。