CN103742324A - 热泡增压喷液嘴 - Google Patents

Abstract

本发明属于液体喷射技术领域，具体涉及到一种热泡增压喷液嘴。该热泡增压喷液嘴，包括：壳体(5)、喷嘴(1)、电接头(9)、液嘴(10)和热泡增压装置；喷液嘴内液道从上至下依次连接有液嘴(10)、热泡增压装置和喷嘴(1)，热泡增压装置和液嘴间形成储液区(12)；所述热泡增压装置包括喷液管(4)、第一单向阀、第二单向阀和加热装置，第一单向阀设置于喷液管的入口处，第二单向阀设置于喷液管的出口处，加热装置设于喷液管上。该装置结构简单、能耗较低、可靠性高、温度适应范围广，可以迅速的将较低压力的液体以较高的压力进行喷射。

Description

热泡增压喷液嘴

技术领域

本发明属于液体喷射技术领域，具体涉及到一种热泡增压喷液嘴。

背景技术

现有的压燃式动力机，通过高压缩比将气缸内的气体压缩至其体积的十五分之一到二十分之一，压缩到终点后，高压气体的温度升高至超过喷射液体的燃点，喷液嘴将液体以尽可能高的压力和尽可能细的雾化颗粒喷射出去，与压缩的高温高压空气充分混合燃烧，由于压缩高压气体的温度已经超过了液体的燃点，故而液体可以及时充分的燃烧，从而受热膨胀，压力急剧升高，推动活塞进行做功。因此，喷液嘴喷雾的效果越好，与压缩空气的混合越充分，则液体的燃烧越彻底。而喷液嘴的喷雾效果则由喷出的压力决定，只有较高的压力才能喷射出更细致的雾气。

为了增压现有技术中有高压共轨技术，通过不同管路把超高压的压路一个一个连接到喷液嘴上，然而整个过程管路长、环节多、压力不容易保持，造成了装置结构复杂、体积庞大，且传输过程中风险较大。

目前市场上广泛使用的喷液嘴，都是采用简单的电磁阀，当电磁线圈通电时，产生吸力，衔铁运动带动针阀被吸起，从而打开喷孔，液体经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出，形成雾状，这种喷嘴不具有增压功能，只能实现低压的喷射，难以提高喷雾的效果。而现有的具有增压功能的喷液嘴，存在着体积比较庞大、结构较为复杂、生产成本较高，维护较为困难等技术问题。

现有技术中还存在一类膨胀机，和压燃式动力机的工作原理相似，是将超低温液态空气喷入缸体，液态空气和压缩后的高温气体混合充分，立即气化膨胀，开始做功，但是其也存在超低温传输、超低温环境下喷射、传输过程中绝热保护较为困难等诸多问题，且系统的结构也较为复杂。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提出了一种结构简单、能耗较低、可靠性高、温度适应范围广的热泡增压式喷液嘴，可以迅速的将较低压力的液体以较高的压力进行喷射。该喷液嘴可以广泛的应用于压燃式动力装置或类似的膨胀机。

为了解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种热泡增压喷液嘴，包括：壳体、喷嘴、电接头、液嘴和热泡增压装置；喷液嘴内液道从上至下依次连接有液嘴、热泡增压装置和喷嘴；所述热泡增压装置包括喷液管、第一单向阀、第二单向阀和加热装置，第一单向阀设置于喷液管的入口处，第二单向阀设置于喷液管的出口处，加热装置设于喷液管上，电接头用于控制加热装置。

进一步的，所述热泡增压装置和液嘴间形成储液区。

进一步的，在所述壳体内设置有绝热保温层，该保温层包覆整个液道。

进一步的，所述绝热保温层为绝热保温塑料。

进一步的，所述第一单向阀的阈值小于第二单向阀的阈值，且两者的方向都与液体的流向相同。

进一步的，所述第一单向阀由第一复位弹簧和第一单向阀芯构成，所述第二单向阀由第二复位弹簧和第二单向阀芯构成；喷液管的两端直径大于中间直径，形成哑铃型，第一复位弹簧的上方顶在第一单向阀芯上，下方顶在喷液管哑铃型的入口端凸起上；第二单向阀芯安装在喷液管的哑铃型出口端凸起处，其下端顶在第二复位弹簧的上端，第二复位弹簧的下端顶在喷液管的出口端。

进一步的，所述加热装置可以为多个，并分别设置在喷液管的不同高度位置处。

进一步的，在所述液嘴入口处设置有过滤网。

本发明的有益效果：

(1)本发明结构简单，将复杂的高压机械运动简化，通过气体膨胀产生高压，且能耗低，体积小，兼容性高，几乎不改变原有的机械系统。

(2)本发明对输入的基础压力要求不高，适用性强，可以根据两个单向阀的设计压力决定出入口压力，也就是根据两个复位弹簧弹力的不同决定输入的最低压力和输出的最低压力。

(3)本发明由于在液路外采用了绝热保温层，其将液路内的液体和壳体完全隔开，避免壳体将热量传递给液路，造成低温液体的气化，因此可以适用于温度较低的液体喷射，如液氮、液态空气等。

(4)本发明由于采用了在喷液管的不同高度位置处设置多个加热装置，从而可以根据需要，利用电接头选择不同的加热装置进行加热，从而方便控制需要喷出的液体量，调节简单方便。

附图说明

图1热泡增压喷液嘴结构示意图；

1、喷嘴2、第二复位弹簧3、第二单向阀芯4、喷液管，

5、金属壳体6、第一电加热片7、第二电加热片

8、第三电加热片9、电接头10、液嘴11、过滤网12、储液区

13、第一单向阀芯14、第一复位弹簧15、绝热保温塑料层。

具体实施方式

如图1所示，一种热泡增压喷液嘴，包括金属壳体5、喷嘴1、电接头9、液嘴10、过滤网11、绝热保温塑料层15和热泡增压装置。喷液嘴内液道从上至下依次连接有液嘴10、热泡增压装置和喷嘴1，在液嘴入口处设有过滤网11，热泡增压装置和液嘴间形成储液区12，绝热保温塑料层15设置于壳体内，包覆整个液道。

热泡增压装置包括：喷液管4、第一单向阀、第二单向阀、第一电加热片6、第二电加热片7、第三电加热片8。第一单向阀设置于喷液管的入口处，由第一复位弹簧14和第一单向阀芯13构成，第二单向阀设置于喷液管的出口处，由第二复位弹簧2和第二单向阀芯3构成。喷液管的两端直径大于中间直径，形成哑铃型，第一复位弹簧14的上方顶在第一单向阀芯13上，下方顶在喷液管哑铃型的入口端凸起上；第二单向阀芯3安装在喷液管的哑铃型出口端凸起处，其下端顶在第二复位弹簧2的上端，第二复位弹簧2的下端顶在喷液管4的出口端。第一单向阀的阈值小于第二单向阀的阈值，且两者的方向都与液体的流向相同。第一、二、三电加热片6、7、8分别安装在喷液管4的不同高度位置上。喷液嘴的金属壳体5上设置的电接头9用于控制第一、二、三电加热片6、7、8分别进行加热与否。

本发明的原理：本发明沿用现有的喷液嘴设计，将较低压力的液体供入喷液嘴，喷液嘴里的热泡增压装置使得液体的压力增加，通过对喷液时机和喷液量的控制，在喷液嘴的喷液管内储存极高压力的液体，在需要时将高压液体喷射出去。

本发明的工作过程如下：

具有较低压力的液体从液嘴10中输入，经过滤网11后，进入储液区12。当喷液管中没有液体时，较低压力的液体顶开喷液管入口处的第一单向阀进入喷液管4，液体充满喷液管后，准备工作就绪。当需要进行喷液时，根据不同的喷液量需求，通过电接头9选择合适高度位置处的电加热片进行加热，则喷液管内开始加热的电加热片附近的液体迅速气化，液体变成气体后迅速膨胀，体积可以膨胀至一千倍，从而产生巨大的压力，而喷液嘴入口处的第一单向阀则保证了喷液管内的高压液体无法回流至液嘴10处，而只能单方向的向喷液管的出口处运动；当喷液管4内的压力足够大，超越了出口处第二单向阀的阈值时，高压液体顶开第二单向阀，通过喷嘴1喷射出去，从而形成了高压喷雾，完成一次工作循环。通过继续输入液体，调整需要加热的电加热片，重复上述工作过程。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种热泡增压喷液嘴，包括：壳体(5)、喷嘴(1)、电接头(9)和液嘴(10)，其特征在于还包括热泡增压装置；喷液嘴内液道从上至下依次连接有液嘴(10)、热泡增压装置和喷嘴(1)；所述热泡增压装置包括喷液管(4)、第一单向阀、第二单向阀和加热装置，第一单向阀设置于喷液管(4)的入口处，第二单向阀设置于喷液管(4)的出口处，加热装置设于喷液管(4)上；电接头(9)用于控制加热装置。

2.如权利要求1所述的热泡增压喷液嘴，所述热泡增压装置和液嘴(10)之间形成储液区(12)。

3.如权利要求1或2所述的热泡增压喷液嘴，所述壳体(5)内设置有绝热保温层，该保温层包覆整个液道。

4.如权利要求3所述的热泡增压喷液嘴，所述的绝热保温层由绝热保温塑料或其它具有绝热保温作用的物质填充(15)。

5.如权利要求1、2或4所述的热泡增压喷液嘴，所述第一单向阀的阈值小于第二单向阀的阈值，且两者的方向都与液体的流向相同。

6.如权利要求5所述的热泡增压喷液嘴，所述第一单向阀由第一复位弹簧(2)和第一单向阀芯(3)构成，所述第二单向阀由第二复位弹簧(14)和第二单向阀芯(13)构成；喷液管(4)的两端直径大于中间直径，形成哑铃型，第一复位弹簧(2)的上方顶在第一单向阀芯(3)上，下方顶在喷液管哑铃型的入口端凸起上；第二单向阀芯(13)安装在喷液管(4)的哑铃型出口端凸起处，其下端顶在第二复位弹簧(14)的上端，第二复位弹簧(14)的下端顶在喷液管(4)的出口端。

7.如权利要求1、2、4或6所述的热泡增压喷液嘴，所述加热装置可以为多个，并分别设置在喷液管(4)的不同高度位置处。

8.如权利要求7所述的热泡增压喷液嘴，在所述液嘴入口处设置有过滤网(11)。