CN103752431A

CN103752431A - 模块化多线微射流雾化器

Info

Publication number: CN103752431A
Application number: CN201410059205.7A
Authority: CN
Inventors: 陈晓东; 车黎明; 廖振锴
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: CN103752431B

Abstract

模块化多线微射流雾化器，涉及雾化器。设有第1喷头、第2喷头、玻璃管、衔接头、压电陶瓷管和固定组件；所述第1喷头1和第2喷头安装在玻璃管下端，在第1喷头和第2喷头内部圆周均匀安装至少2个喷嘴；所述衔接头设有内螺纹和密封垫片，衔接头安装在玻璃管上端，衔接头通过内螺纹与装有物料的储料罐相连，衔接头通过密封垫片进行密封；所述压电陶瓷管设在玻璃管下部，压电陶瓷管设在第1喷头和第2喷头之上，压电陶瓷管通过导线与驱动器相连；所述固定组件设在玻璃管中部，用于固定压电陶瓷管的供电导线。对于高粘度物料具有很好的雾化效果，不易堵塞，能够大量生产尺寸均一的液滴，结构简单，制造和维护成本低，产量调节灵活。

Description

模块化多线微射流雾化器

技术领域

本发明涉及雾化器，尤其是涉及一种用于雾化高粘度液体、产生尺寸均一液滴的模块化多线微射流雾化器。

背景技术

目前，公知的压力式雾化器主要由液体切向入口、液体旋转室和喷嘴等构成（Mujumdar,A.S.Handbook of Industrial Drying,third edition.New York:CRC Press,2006）。它利用高压泵使液体获得很高的压力2～20MPa，液体从切线入口进入旋转室中，在旋转室获得旋转运动。根据旋转动量矩守恒定律，旋转速度与漩涡半径成反比。因此，愈靠近轴心，旋转速度愈大，静压力愈小，从而在喷嘴中央形成与大气压相等的空气旋流；而液体则形成绕空气心旋转的环形薄膜。液体静压能在喷嘴处转变为向前运动的动能，液体从喷嘴处高速喷出。液膜伸长变薄，最后分裂为小液滴。

然而，当物料粘度增大时，空气心被液体填充而变小，液膜变厚。当物料粘度增大到一定程度时，空气心被液体充满而消失，这时雾化器堵塞。这种压力式雾化器采用的是随机雾化方式，所得产品的形貌、粒径、密度和含水率等特性参数差异较大。随着产品粒径分布范围加大，喷雾干燥所消耗的能量也逐渐增加。随机雾化方式使液滴在干燥塔内的运行轨迹相互交叉，产生碰撞团聚。此外，随机雾化方式还会产生挂壁现象，导致物料和能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化多线微射流雾化器。

本发明设有第1喷头、第2喷头、玻璃管、衔接头、压电陶瓷管和固定组件；所述第1喷头1和第2喷头安装在玻璃管下端，在第1喷头和第2喷头内部圆周均匀安装至少2个喷嘴；所述衔接头设有内螺纹和密封垫片，衔接头安装在玻璃管上端，衔接头通过内螺纹与装有物料的储料罐相连，衔接头通过密封垫片进行密封；所述压电陶瓷管设在玻璃管下部，压电陶瓷管设在第1喷头和第2喷头之上，压电陶瓷管通过导线与驱动器相连；所述固定组件设在玻璃管中部，用于固定压电陶瓷管的供电导线。

所述第1喷头和第2喷头可采用不锈钢加工而成。

所述第1喷头和第2喷头呈莲蓬状。

所述喷嘴的圆柱形喷孔的孔径在25～150μm之间，喷孔的长径比为（1～3）∶1，喷孔前端的入口呈圆锥形，锥角可为60～120°。

本发明解决了压力式雾化器雾化高粘度液体时喷嘴易堵塞和液滴粒径分布范围大的问题，解决了单线微射流雾化器生产能力低的问题，还解决了非模块化多线微射流雾化器制造维护成本高和生产能力调节不够灵活的问题。本发明提供一种多线微射流雾化方式，将高粘度液体分散成大小均一的液滴。微射流雾化方式有效减少了液滴之间的相互作用和挂壁现象。模块化的多线结构在提高生产能力的同时，还大大降低了微射流雾化器的制造和维护成本，增加了调节产能的灵活性。

与同类产品相比，本发明的有益效果是对于高粘度物料具有很好的雾化效果，不易堵塞，能够大量生产尺寸均一的液滴，结构简单，制造和维护成本低，产量调节灵活。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中喷嘴的剖视图。

图3为图2的B局部放大图。

图4为本发明实施例中第1喷头的俯视图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～4所示，本发明设有第1喷头1、第2喷头2、玻璃管6、衔接头5、压电陶瓷管3和固定组件4。所述第1喷头1和第2喷头2安装在玻璃管6下端，在第1喷头1和第2喷头2内部圆周均匀安装至少2个喷嘴7；所述衔接头5设有内螺纹和密封垫片，衔接头5安装在玻璃管6上端，衔接头5通过内螺纹与装有物料的储料罐相连，衔接头5通过密封垫片进行密封；所述压电陶瓷管3设在玻璃管6下部，压电陶瓷管3设在第1喷头1和第2喷头2之上，压电陶瓷管3通过导线与驱动器相连；所述固定组件4设在玻璃管6中部，用于固定压电陶瓷管3的供电导线。

所述第1喷头1和第2喷头2可采用不锈钢加工而成。

所述第1喷头1和第2喷头2呈莲蓬状。

所述喷嘴7的圆柱形喷孔的孔径在25～150μm之间，喷孔的长径比为（1～3）∶1，喷孔前端的入口呈圆锥形，锥角可为60～120°。

如图2所示，本发明所设计的喷嘴7采用不锈钢材质，喷孔前端的入口呈圆锥形，锥角90°。

如图3所示，本发明所设计的喷嘴7，其前端的圆柱形喷孔长度为200μm，孔径为100μm，即长径比为2∶1。

如图4所示，本发明所设计的第1喷头1，其内部圆周均匀分布4个通孔，通孔直径与喷嘴7的外径相匹配。因此，第1喷头1内部可圆周均匀安装4个喷嘴7。

本发明使用时，物料在压缩空气的压力约2bar作用下，沿着玻璃管6向下运动，并从喷孔喷出，在第1喷头1和第2喷头2下方形成多串均匀的垂直向下液束。信号发生器产生的弱正弦信号经过功率放大器放大后，传输到环形压电陶瓷。在正弦电信号的作用下，压电陶瓷产生有规律的机械振动。此振动通过玻璃管6传递给直线向下的液束，液束受迫振动，分散形成微小的液滴。当电信号的频率与雾化器固有频率匹配时，该雾化器能稳定地将液束分散成尺寸均一的液滴。由于喷孔孔径较小，液体静压能转换为动能，使液体从喷孔高速喷出，物料的雾化效果较好。同时，喷孔长度较短200μm，物料不易在喷孔内堵塞，堵塞后易于疏通。通过增减喷嘴7的个数，可以任意调节该雾化器的生产能力。

信号发生器产生周期性的弱电信号，如正弦波、方波或锯齿波。信号发生器产生的信号经功率放大器放大后，传输到环形压电陶瓷。压电陶瓷具有压电效应，在周期性电信号的作用下产生有规律的机械振动。压电陶瓷的振动通过玻璃管6传递给液束。液束受迫振动，分散形成均一的液滴。液滴的大小与物料浓度、物料密度、物料粘度、物料表面张力、压缩空气压力、喷孔尺寸和电信号频率等因素有关，通过调节这些参数就可以得到不同大小的液滴。当电信号的频率与雾化器固有频率相同时，雾化器实现共振，雾化效果最好。

本发明所述的喷嘴7用不锈钢精密加工，喷孔尺寸误差可控制在±5%以内。各个喷嘴7工作在相同的条件下，可保证雾化器产生的液滴大小均一。由于喷嘴7的喷孔较短（25～450μm），即长径比1～3∶1，且喷孔入口为锥形，物料不易在喷孔内堵塞。对于喷嘴7的喷孔，若孔径过大，则液束难以被分散；若孔径过小，则需要提供很大的压力或者高粘度物料难以从喷孔喷出。因此，本发明所采用的喷孔孔径在25～150μm之间，其雾化效果较佳。对于喷孔的锥形入口，若锥角过小，则导流效果不明显；若锥角过大，则物料中的不溶物易在锥角内沉积，造成堵塞。因此，在本发明中，喷孔锥形入口的锥角为60～120°，导流效果良好，不易堵塞。

Claims

1.模块化多线微射流雾化器，其特征在于设有第1喷头、第2喷头、玻璃管、衔接头、压电陶瓷管和固定组件；所述第1喷头1和第2喷头安装在玻璃管下端，在第1喷头和第2喷头内部圆周均匀安装至少2个喷嘴；所述衔接头设有内螺纹和密封垫片，衔接头安装在玻璃管上端，衔接头通过内螺纹与装有物料的储料罐相连，衔接头通过密封垫片进行密封；所述压电陶瓷管设在玻璃管下部，压电陶瓷管设在第1喷头和第2喷头之上，压电陶瓷管通过导线与驱动器相连；所述固定组件设在玻璃管中部，用于固定压电陶瓷管的供电导线。

2.如权利要求1所述模块化多线微射流雾化器，其特征在于所述第1喷头和第2喷头采用不锈钢加工而成。

3.如权利要求1所述模块化多线微射流雾化器，其特征在于所述第1喷头和第2喷头呈莲蓬状。

4.如权利要求1所述模块化多线微射流雾化器，其特征在于所述喷嘴的圆柱形喷孔的孔径在25～150μm之间，喷孔的长径比为（1～3）∶1，喷孔前端的入口呈圆锥形，锥角为60～120°。