CN103769324A - 内混式两相流喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适应性强、节能性能突出、大流量时也能雾化效果良好的内混式两相流喷嘴。一种内混式两相流喷嘴，包括喷嘴体和喷嘴帽，喷嘴体具有液体通道和气体通道，喷嘴帽头部具有多个喷孔，喷嘴帽具有混合区和喷腔，喷嘴帽头部设有靶钉，靶钉从喷嘴帽头部伸入喷腔内，液体通道及气体通道均与混合区相通。

Description

内混式两相流喷嘴
技术领域
    本发明涉及一种两相流喷嘴，具体涉及一种内混式两相流喷嘴。
背景技术
喷雾降温是一种降温过程。其中涉及雾滴形成及蒸发降温两种。它涉及将一种或几种液体雾化成细小雾滴并使得雾滴与降温介质之间大范围全面接触。雾滴受热蒸发，体积变小，直至完全蒸发。目前喷嘴是实现液体雾化及与降温介质完全接触的最简单装置，现有喷嘴为了保证雾化颗粒尽可能小，一般孔径不超过2mm，会存下结垢、堵塞的现象，且存在不易拆卸维护，喷雾流量小，消耗气体量大，雾化效果不好的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种适应性强、节能性能突出、大流量时也能雾化效果良好的内混式两相流喷嘴。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案：
一种内混式两相流喷嘴，包括喷嘴体和喷嘴帽，喷嘴体具有液体通道和气体通道，喷嘴帽头部具有多个喷孔，喷嘴帽具有混合区和喷腔，喷嘴帽头部设有靶钉7，靶钉7从喷嘴帽头部伸入喷腔内，液体通道及气体通道均与混合区相通。 
进一步地，气体通道包括多个气体通孔、一个过渡区和一个气体压缩区，气体通孔为阶梯孔，设置在液体通道周围， 过渡区分别连通气体通孔和气体压缩区，气体压缩区为从靠近过渡区一端向混合区一端逐渐缩小的锥形结构。
进一步地，气体通孔前端设置带有多个孔的导流片。
进一步地，喷嘴体远离喷嘴帽的一端设有凹槽，该凹槽内安装有密封圈。
进一步地，液体通道为设置在喷嘴体中心的供液管，供液管头部为锥形结构，且供液管具有进入腔和内腔，进入腔为锥形结构，内腔为圆柱状结构。
进一步地，混合区为锥形结构，且靠近喷腔的一端小。
进一步地，喷嘴体和喷嘴帽之间通过螺母连接为一体。
进一步地，螺母内部中心依次设置有螺纹孔、第一内孔和第二内孔；第一内孔直径大于和第二内孔直径，且二者呈台阶布置；喷嘴帽中部为圆柱状，且末端具有凸出台阶，喷嘴帽外径与第二内孔直径相配合。
本发明的有益效果：气体和液体进入降温室之前就混合这两种流体；喷嘴节能性能突出，大流量达20T/H时也能具有雾化效果良好，颗粒平均直径40-150um。同时这种喷嘴即使在启动时也可以雾化产生小液滴。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图。
图2为本发明另一面立体结构示意图。
图3为本发明剖视示意图。
图4为本发明主视示意图。
图中1、喷嘴体，2、导流片，3、密封圈，4、螺母，5、供液管，6、喷嘴帽，7、靶钉，a、进入腔，b、内腔，c、气体通孔，d、过渡区，e、气体压缩区，f、混合区，g、喷腔，h、喷孔，401、螺纹孔，402、第一内孔，403、第二内孔，601、凸出台阶。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
一种内混式两相流喷嘴，包括喷嘴体1和喷嘴帽6，喷嘴体1具有液体通道和气体通道，喷嘴帽6头部具有6-8个喷孔h，喷嘴帽6具有混合区f和喷腔g，混合区f为锥形结构，且靠近喷腔g的一端小，喷嘴帽6头部还设有靶钉78，靶钉78从喷嘴帽6头部伸入喷腔g内，液体通道及气体通道均与混合区f相通。 
气体通道包括8-12个气体通孔c、一个过渡区d和一个气体压缩区e，气体通孔c为阶梯孔，设置在液体通道周围， 过渡区d分别连通气体通孔c和气体压缩区e，气体压缩区e为从靠近过渡区d一端向混合区f一端逐渐缩小的锥形结构。
气体通孔c前端设置带有6-8个孔的导流片2，在高速其他通过时会高速旋转，使该气体在同一顺时针或逆时针方向上围绕气体通道运动，增强了该气体的漩涡运动，起到切割气流，起到稳流，均布气流的作用。通过混合后作用于液体，使该液体的雾化又得到极大改善。
喷嘴体1远离喷嘴帽6的一端设有凹槽，该凹槽内安装有密封圈3，起到喷嘴体1和进气通道密封的作用。
液体通道为设置在喷嘴体1中心的供液管5，供液管5头部为锥形结构，且供液管5具有进入腔a和内腔b，进入腔a为锥形结构，内腔b为圆柱状结构。
喷嘴体1和喷嘴帽6之间通过螺母4连接为一体，螺母4内部中心依次设置有螺纹孔401、第一内孔402和第二内孔403；第一内孔402直径大于和第二内孔403直径，且二者呈台阶布置；喷嘴帽6中部为圆柱状，且末端具有凸出台阶601，喷嘴帽6外径相配合与第二内孔403直径。
本发明的材质可根据工艺要求除采用316L、310外，也可采用陶瓷，哈斯合金，254SMo等耐磨耐高温耐腐蚀材料，适用于处理高温及磨蚀性供料。在含有较高的CL-、CO3  2- 、SO4 2- 等酸性腐蚀物质的环境下，此类喷嘴更具耐腐蚀性。本发明喷孔孔径为4.8-6.3mm，其独特的超大喷孔设计，对水中杂质颗粒具有更大的适应性，对于使用河水，工业循环水用户可减少水质预处理的费用。
压缩气体和液体首先通过气体通道和液体通道在混合区f内部混合，高速液体通过靶钉7g完成激烈机械碰撞后，完成一次分散撞击破碎。射流中的液体和气体通道的压缩气体在混合区f不断剪切，剧烈碰撞，反复融合，完成二次破碎。产生膨胀的气泡由于在喷孔h的压力降爆破，将液滴再次破碎后喷出。完成第三次破碎。随着三次破碎，在从喷孔h向外喷出的多个小圆锥形雾区总和形成一个大圆锥形喷雾。锥角（一般有20度和55度两种规格）分散喷出，压力骤降，随着射程和喷射面积逐渐扩大，液滴越来越分散至雾状，达到微米级。破碎更完全，空气辅助雾化的效果更显著。可广泛用于钢铁、冶金、石油炼制、制药、化工、水泥、环保、除尘雾化降温、脱硫脱硝及其它相关领域。
本发明气液采用高速低加压气体冲击辅助液体雾化。压能转换成动能，该高速低加压气体产生高摩擦力和剪切力，使液体分裂破碎成越来越小的液滴直至雾滴。雾化颗粒非常细小、均匀，能确保完全蒸发。气液两相是相互影响的，在液压不变的情况下，液相流量随着气压的增大而减小。在一定气相压力下，气相流量随着液压力的增大而减小，液相压力不变的情况下，气相流量随着气压的增大而增大。单个喷嘴流量范围大，液体调节比可达10:1，且在液体流量变化范围内，雾化颗粒基本保持不变，确保了大水量条件下的烟气调质效果。
由于是低压（气压一般不会超过4BAR），解决了压缩空气的高成本和低的喷雾效率。而且本发明是机加工的，喷嘴精度更高。因此，相同雾化效果下消耗的气量更小。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内混式两相流喷嘴，其特征在于：包括喷嘴体（1）和喷嘴帽（6），喷嘴体（1）具有液体通道和气体通道，喷嘴帽（6）头部具有多个喷孔（h），喷嘴帽（6）具有混合区（f）和喷腔（g），喷嘴帽（6）头部设有靶钉（8），靶钉（8）从喷嘴帽（6）头部伸入喷腔内，液体通道及气体通道均与混合区（f）相通。 
2.根据权利要求1所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：气体通道包括多个气体通孔（c）、一个过渡区（d）和一个气体压缩区（e），气体通孔（c）为阶梯孔，设置在液体通道周围， 过渡区（d）分别连通气体通孔（c）和气体压缩区（e），气体压缩区（e）为从靠近过渡区（d）一端向混合区（f）一端逐渐缩小的锥形结构。
3.根据权利要求1所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：气体通孔（c）前端设置带有多个孔的导流片（2）。
4.根据权利要求1所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：喷嘴体（1）远离喷嘴帽（6）的一端设有凹槽，该凹槽内安装有密封圈（3）。
5.根据权利要求1所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：液体通道为设置在喷嘴体（1）中心的供液管，供液管头部为锥形结构，且供液管具有进入腔（a）和内腔（b），进入腔（a）为锥形结构，内腔（b）为圆柱状结构。
6.根据权利要求1所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：混合区（f）为锥形结构，且靠近喷腔（g）的一端小。
7.根据权利要求1至6任意一项所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：喷嘴体（1）和喷嘴帽（6）之间通过螺母（4）连接为一体。
8.根据权利要求7所述内混式两相流喷嘴，其特征在于：螺母（4）内部中心依次设置有螺纹孔（401）、第一内孔（402）和第二内孔（403）；第一内孔（402）直径大于和第二内孔（403）直径，且二者呈台阶布置；喷嘴帽（6）中部为圆柱状，且末端具有凸出台阶（601），喷嘴帽（6）外径与第二内孔（403）直径相配合。
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