CN102553746A - 一种气液混合喷嘴结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液混合喷嘴结构，该结构包括喷孔板、雾化结构板和基座块，雾化结构板的上表面与喷孔板相连接，雾化结构板的下表面与基座块的台阶面相连接。在雾化结构板的气液混合腔内，从液体旋转流道进入的液体在压力作用下在气液混合腔内旋转，并与基块进气孔流入的气体混合，形成雾化，经所述喷孔板的喷雾孔喷出，实现液体的喷雾。本发明解决了目前喷嘴中使用超高压液体以及超高压液体雾化所带来的问题，达到低压雾化，同时能够准确控制雾化流量和雾化效果的目的。

Description

一种气液混合喷嘴结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及喷嘴技术领域，尤其是一种微量雾化金属微孔的气液混合喷嘴结构的制作方法。

背景技术

喷嘴已广泛用于空气雾化、吹风、气体调质、喷雾干燥、工业喷枪、槽罐清洗、人工降雪喷嘴等，喷嘴内部的流道结构有圆形、方形等异型直孔形，以及扇形，锥形和螺旋形。扇形，锥形和螺旋形孔是为了控制喷出的液体或气体的方向和分布，达到最佳的使用效果。

目前的喷嘴结构多是采用单一液体喷射形式，通过高压将液体压入喷嘴，在液体高速离开喷嘴后受到压强的迅速变化喷出，实现雾化的效果，也有利用撞针将喷出的液体撞碎，实现雾化。

采用高压的方法，是将液体高压从喷嘴中射出，通过液体在喷嘴处与环境的突变，形成液体的雾化，要达到良好的雾化效果，需要超高压的液体才能上实现。利用撞针的方法，是在液体射出喷嘴处设置一个撞针，使液体与撞针相撞实现液体的雾化。也有利用高速流动的气体，通过流速大压强小的原理，将液体带出，实现喷液的雾化效果。

单一高压喷嘴需要很高的压力驱动，实现液体超高压比较困难，所需成本较高，对有些场合不能够应用，另外高压液体对喷嘴孔德磨损很大，需要经常更换，且由于喷嘴磨损造成孔直径的变大，将会影响喷嘴的稳定性能。撞针似的喷嘴也需要超高压液体，同时对真的形状和位置都有很高的要求，而且对使用环境有一定的限制。利用高速气体将液体带出实现喷雾，由于这一过程中需要大量气体，气液的比例难以控制和调整，液体比例较小，对使用需求有很大的限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种气液混合喷嘴结构及其制作方法，以解决目前喷嘴中使用超高压液体以及超高压液体雾化所带来的问题，达到低压雾化，同时能够准确控制雾化流量和雾化效果的目的。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种气液混合喷嘴结构，该结构包括喷孔板、雾化结构板和基座块，其中，雾化结构板的上表面与喷孔板相连接，雾化结构板的下表面与基座块的结构凸台相连接；所述喷孔板具有一喷雾孔，该喷雾孔是雾化液体喷出的出口；所述雾化结构板包含流体注入的液体进液孔、运输液体的液体旋转流道，以及气液混合腔；所述基座块提供与液体和气体管路相连接的接口，为雾化结构板供应液体和气体，包含与外管路相连接的液体连接螺纹孔和气体连接螺纹孔、与雾化结构板液体进液孔相连接的基块进液孔，以及与雾化结构板气液混合腔相连接的基块进气孔；外接流入的液体通过所述基座块的液体连接螺纹孔和基块进液孔，进入雾化结构板的液体进液孔，经雾化结构板的液体旋转流道进入雾化结构板的气液混合腔；外接气体通过所述基座块的气体螺纹孔和基块进气孔进入雾化结构板的气液混合腔；在雾化结构板的气液混合腔内，从液体旋转流道进入的液体在压力作用下在气液混合腔内旋转，并与从基块进气孔进入的气体混合，形成雾化，经所述喷孔板的喷雾孔喷出，实现液体的喷雾。

为达到上述目的，本发明还提供了一种气液混合喷嘴结构的制作方法，该方法包括：利用氩弧焊接方法将喷孔板、雾化结构板和基座块焊接起来，焊缝发生在喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面的边缘，三者之间没有液体泄露的间隙，使液体管道通入的高压液体和气体管道通入的气体不会从喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面三者之间的焊缝溢出。

(三)有益效果

本发明提供的气液混合喷嘴结构是将液体和气体分开控制，然后充分混合和雾化后喷出，液体和气体的比例可以方便调节，同时采用微加工技术，液体的流道可以做的很细，能够实现更为精确的流量喷射。而且由于液体和气体分别提供，通过调节液体和气体喷射时间，控制气体晚于液体关闭，就可以实现喷嘴无液滴残留雾化。同时由于采用分离的液体和气体控制，液体雾化的分布控制更加方便，可以更好地实现设计者对雾化分布的要求。因此，解决了目前喷嘴中使用超高压液体以及超高压液体雾化所带来的问题，达到低压雾化，同时能够准确控制雾化流量和雾化效果的目的。

附图说明

图1是本发明提供的气液混合喷嘴结构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明是提出了一种需要高压液体和气体同时工作的复合喷嘴结构，该结构将液体和气体充分混合后喷出，借助于高速旋转的液体和高压气体使液体充分雾化，达到好的液体雾化效果。

如图1所示，图1是本发明提供的气液混合喷嘴结构的结构示意图，该结构包括喷孔板、雾化结构板和基座块，其中，雾化结构板的上表面与喷孔板相连接，雾化结构板的下表面与基座块的结构凸台相连接。喷孔板、雾化结构板和基座块三者通过焊接方式依次无缝紧密连接，三者之间没有液体泄露的间隙。

喷孔板具有一喷雾孔，该喷雾孔是雾化液体喷出的出口。雾化结构板包含流体注入的液体进液孔、运输液体的液体旋转流道，以及气液混合腔。基座块提供与液体和气体管路相连接的接口，为雾化结构板供应液体和气体，包含与外管路相连接的液体连接螺纹孔和气体连接螺纹孔、与雾化结构板液体进液孔相连接的基块进液孔，以及与雾化结构板气液混合腔相连接的基块进气孔。

外接流入的液体通过所述基座块的液体连接螺纹孔和基块进液孔，进入雾化结构板的液体进液孔，经雾化结构板的液体旋转流道进入雾化结构板的气液混合腔。外接气体通过所述基座块的气体螺纹孔和基块进气孔进入雾化结构板的气液混合腔；在雾化结构板的气液混合腔内，从液体旋转流道进入的液体在压力作用下在气液混合腔内旋转，并与从基块进气孔进入的气体混合，形成雾化，经所述喷孔板的喷雾孔喷出，实现液体的喷雾。

喷雾孔为圆截面，直径为0.2毫米至5毫米，喷孔板厚度为0.3毫米至1毫米，材料为镍或不锈钢。液体旋转流道为圆弧形，并与气液混合腔的外边缘相切。液体进液孔位于液体旋转流道一端，并与液体旋转流道相连通。气液混合腔位于液体旋转流道另一端，并与液体旋转流道相连通，同时与所述喷雾孔同圆心。液体从所述液体进液孔流入，经所述液体旋转流道流入所述气液混合腔，并在气液混合腔内旋转和雾化。雾化结构板厚度为0.2毫米至1毫米，材料为镍或不锈钢。液体进液孔为圆截面，孔直径为0.5毫米至2毫米，液体旋转流道宽度为0.05毫米至1毫米，液体旋转流道弯转半径为10毫米至100毫米。气液混合腔为圆截面，直径为1毫米至6毫米。

基座块的基块进液孔与外接液体管道相连通，液体由外接液体管道进入，流经所述液体连接螺纹孔后流出基座块的基块进液孔，进入所述雾化结构板的液体进液孔。基座块的基块进气孔与外接气体管道相连通，气体由外接气体管道进入，流经所述气体连接螺纹孔后流出基座块的气体进气孔，进入所述雾化结构板的气液混合腔并在此与液体混合形成雾化。基座块的气体进气孔与雾化结构板的气液混合腔同圆心。基座块的基块进液孔为圆截面，直径为0.2毫米至2毫米。基座块的基块进气孔为圆截面，直径为0.2毫米至1毫米。基座块材料为铜、镍或不锈钢材料。

基于图1所示的气液混合喷嘴结构的结构示意图，本发明还提供了一种气液混合喷嘴结构的制作方法，该方法是利用氩弧焊接方法将喷孔板、雾化结构板和基座块焊接起来，焊缝发生在喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面的边缘，三者之间没有液体泄露的间隙，使液体管道通入的高压液体和气体管道通入的气体不会从喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面三者之间的焊缝溢出。

其中，喷孔板和雾化结构板采用光刻和电铸工艺方法制作而成，所述基座块采用车铣钻机械加工手段制作而成。光刻和电铸工艺过程如下：在一厚度1毫米的钛片上涂0.5毫米厚光刻胶，利用光刻技术制造成相应的胶模结构，以钛片为导电基进行电铸，将胶结构的缝隙填满镍，从而获得金属镍结构；将基片和镍结构整体放入稀释的氢氟酸中浸泡，将钛基片完全腐蚀掉，然后再利用光刻胶去胶液将光刻胶溶解掉，从而释放出金属镍结构，获得镍结构零件。基座块为长方形结构，上表面为长方形凸台，凸台表面尺寸与喷孔板和雾化结构板尺寸一致，基座块左右二侧为液体和气体管道连接螺纹孔，材料为不锈钢或铜。

以下结合一个具体实施例对本发明制作气液混合喷嘴结构的方法进一步详细说明。

步骤1：在1毫米钛片上涂光刻胶，以喷孔板和雾化结构板图形为掩模进行曝光、显影，得到喷孔板和雾化结构板图形胶结构。

步骤2：利用步骤1得到的胶结构作为电铸模进行电铸镍，电铸完成后得到喷孔板和雾化结构镍结构与光刻胶的混合结构。

步骤3：将步骤2得到的混合结构放置在稀释的HF酸中浸泡，1毫米钛片将被HF酸溶解掉，得到喷孔板和雾化结构和光刻胶的混合结构。

步骤4：将步骤3的喷孔板和雾化结构和光刻胶的混合结构放入去胶液中，光刻胶将被溶解掉，从而获得镍材料的喷孔板和雾化结构板。

步骤5：将步骤4得到的喷孔板与雾化结构板用点焊固定在一起，再用氩弧焊将周围的缝隙焊住，使喷孔板和雾化结构完全密封在一起；

步骤6：将步骤5完成的喷孔板与雾化结构板一同焊接到基座块的相应位置上，并用氩弧焊将周围缝隙焊住，保证完全密封。从而完成了气液混合喷嘴结构。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种气液混合喷嘴结构，其特征在于，该结构包括喷孔板、雾化结构板和基座块，其中，雾化结构板的上表面与喷孔板相连接，雾化结构板的下表面与基座块的基块台阶面相连接；

所述喷孔板具有一喷雾孔，该喷雾孔是雾化液体喷出的出口；

所述雾化结构板包含流体注入的液体进液孔、运输液体的液体旋转流道，以及气液混合腔；

所述基座块提供与液体和气体管路相连接的接口，为雾化结构板供应液体和气体，包含与外管路相连接的液体连接螺纹孔和气体连接螺纹孔、与雾化结构板液体进液孔相连接的基块进液孔，以及与雾化结构板气液混合腔相连接的基块进气孔；

外接流入的液体通过所述基座块的液体连接螺纹孔和基块进液孔，进入雾化结构板的液体进液孔，经雾化结构板的液体旋转流道进入雾化结构板的气液混合腔；外接气体通过所述基座块的气体螺纹孔和基块进气孔进入雾化结构板的气液混合腔；在雾化结构板的气液混合腔内，从液体旋转流道进入的液体在压力作用下在气液混合腔内旋转，并与从基块进气孔进入的气体混合，形成雾化，经所述喷孔板的喷雾孔喷出，实现液体的喷雾。

2.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述喷孔板、雾化结构板和基座块三者通过焊接方式依次无缝紧密连接，三者之间没有液体泄露的间隙。

3.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述喷雾孔为圆截面，直径为0.2毫米至5毫米，喷孔板厚度为0.3毫米至1毫米，材料为镍或不锈钢。

4.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述液体旋转流道为圆弧形，并与气液混合腔的外边缘相切；所述液体进液孔位于液体旋转流道一端，并与液体旋转流道相连通；所述气液混合腔位于液体旋转流道另一端，并与液体旋转流道相连通，同时与所述喷雾孔同圆心；液体从所述液体进液孔流入，经所述液体旋转流道流入所述气液混合腔，并在气液混合腔内旋转和雾化。

5.根据权利要求4所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述雾化结构板厚度为0.2毫米至1毫米，材料为镍或不锈钢；所述液体进液孔为圆截面，孔直径为0.5毫米至2毫米，所述液体旋转流道宽度为0.05毫米至1毫米，液体旋转流道弯转半径为10毫米至100毫米，所述气液混合腔为圆截面，直径为1毫米至6毫米。

6.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述基座块的基块进液孔与外接液体管道相连通，液体由外接液体管道进入，流经所述液体连接螺纹孔后流出基座块的基块进液孔，进入所述雾化结构板的液体进液孔；所述基座块的基块进气孔与外接气体管道相连通，气体由外接气体管道进入，流经所述气体连接螺纹孔后流出基座块的气体进气孔，进入所述雾化结构板的气液混合腔并在此与液体混合形成雾化。

7.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述基座块的气体进气孔与所述雾化结构板的气液混合腔同圆心。

8.根据权利要求1所述的气液混合喷嘴结构，其特征在于，所述基座块的基块进液孔为圆截面，直径为0.2毫米至2毫米；所述基座块的基块进气孔为圆截面，直径为0.2毫米至1毫米；所述基座块材料为铜、镍或不锈钢材料。

9.一种气液混合喷嘴结构的制作方法，其特征在于，该方法包括：利用氩弧焊接方法将喷孔板、雾化结构板和基座块焊接起来，焊缝发生在喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面的边缘，三者之间没有液体泄露的间隙，使液体管道通入的高压液体和气体管道通入的气体不会从喷孔板、雾化结构板和基座块的台阶面三者之间的焊缝溢出。

10.根据权利要求9所述的气液混合喷嘴结构的制作方法，其特征在于，所述喷孔板和雾化结构板采用光刻和电铸工艺方法制作而成，所述基座块采用车铣钻机械加工手段制作而成。

11.根据权利要求10所述的气液混合喷嘴结构的制作方法，其特征在于，所述光刻和电铸工艺过程如下：在一厚度1毫米的钛片上涂0.5毫米厚光刻胶，利用光刻技术制造成相应的胶模结构，以钛片为导电基进行电铸，将胶结构的缝隙填满镍，从而获得金属镍结构；将基片和镍结构整体放入稀释的氢氟酸中浸泡，将钛基片完全腐蚀掉，然后再利用光刻胶去胶液将光刻胶溶解掉，从而释放出金属镍结构，获得镍结构零件。

12.根据权利要求10所述的气液混合喷嘴结构的制作方法，其特征在于，所述基座块为长方形结构，上表面为长方形凸台，凸台表面尺寸与喷孔板和雾化结构板尺寸一致，基座块左右二侧为液体和气体管道连接螺纹孔，材料为不锈钢或铜。

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