CN103817027A - 一种防沉积压力雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种防沉积压力雾化喷嘴，通过旋流片将喷嘴内腔分隔为进水室和旋流雾化室，进水室与进水管连接，旋流雾化室设有雾化液喷口，进水室的底面倾斜,进水室入口的水平高度低于其出口的高度；旋流片上设有若干均布的液体分配孔或分配槽，连通进水室和旋流雾化室，分配孔或分配槽的最低点不低于所述进水室底面的最高点；旋流片朝向旋流雾化室的一面设有切向槽，分配孔或分配槽与所述切向槽连通。在本发明中，压力液体从进水室中通过液体分配孔或分配槽进入旋流片的切向槽，切向槽将液体高速切向送入旋流雾化室，高速旋转的液体随之离开喷嘴，最终分散形成一定粒径的雾滴群。本发明结构简单、不容易沉积和堵塞、便于加工制造，雾化效果好，能量损失小。

Description

一种防沉积压力雾化喷嘴

技术领域

本发明属于工业领域使用的一种雾化喷嘴装置,具体为一种适用于含固液体喷洒的防沉积压力雾化喷嘴。

背景技术

液体的雾化是指在外加能量的作用下，液体在气体环境中变成液雾或其它小雾滴的物理过程。雾化技术几乎已经涵盖了所有的工业领域，除了各种燃料（气体、液体和固体燃料）的燃烧外，雾化技术在非燃烧工业如催化造粒、食品加工、粉末涂覆、农药喷洒方面等也有着广泛的应用。

液体雾化方法多种多样，具有代表性的主要有机械雾化、介质雾化、特殊喷嘴雾化。机械雾化主要是靠在压力差作用下产生的高速射流使液体得到雾化，它又可细分为直射式、离心式和旋转式雾化，离心式喷嘴也称压力雾化喷嘴。目前的压力雾化喷嘴大多要求较高的液体压力，且结构不合理，难以加工制造，具有材料消耗量大等缺点，尤其是对于含固液体的喷雾，固体非常容易在喷嘴内沉积，长期使用，造成堵塞或腐蚀的情况。

发明内容

本发明的技术目的是克服现有技术中存在的不足之处，提供一种防沉积的压力雾化喷嘴，适用于含固液体的雾化喷洒。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种防沉积压力雾化喷嘴，通过旋流片将喷嘴内腔分隔为进水室和旋流雾化室，所述进水室与进水管连接，所述旋流雾化室设有雾化液喷口，其特征在于，所述进水室的底面倾斜,进水室入口的水平高度低于其出口的水平高度；所述旋流片上设有若干贯通的液体分配孔或分配槽，连通进水室和旋流雾化室，所述液体分配孔或分配槽的最低点不低于所述进水室底面的最高点；所述旋流片朝向旋流雾化室的一面设有切向槽，所述液体分配孔或分配槽与所述切向槽相连通。

本发明在使用时，压力液体从进水室中通过液体分配孔或分配槽进入雾化旋流室，通过切向槽的引导，压力液体被高速切向送入旋流雾化室腔体中，高速旋转的液体随之离开喷嘴，最终形成一定粒径的雾滴群。且所述进水室的底面水平倾斜角度最好不小于3°。

所述液体分配孔或分配槽的底部壁面可为以下任一种形式的壁面：

1）向进水室或旋流雾化室单向水平倾斜的直型壁面或弧形壁面；

2）向上凸起的圆弧形壁面或尖角形壁面，进水口和出水口水平高度均低于中间凸起点的水平高度。

采用这种设置形式，在喷嘴停止工作时，可避免残液留在旋流片上,优选采用圆锥台形或棱锥台形的液体分配孔或分配槽。当液体分配孔或分配槽为圆锥台形时，其锥角最好不小于6°，当液体分配孔或分配槽为棱锥台形时，其底部壁面水平倾角不小于3°。

作为优选，所述液体分配孔或分配槽设置为2～10个左右，沿圆周均布在旋流片上，一个切向槽对应一个分配孔或分配槽，从分配孔或分配槽流入的液体沿着切向槽方向被导入旋流雾化室。

进一步的，所述旋流片朝向旋流雾化室的一面设有圆弧形的中心凸起部，实际使用中，中心凸起部的设置具有减少旋流负压区的效果，降低水压损失,同时抵抗高速过流所带来的磨损现象，延长喷嘴的使用寿命。而所述切向槽分布于所述中心凸起部的外围。

所述旋流片可设计为一体形式或不同材料部件的组合形式，如采用一体形式，可整体采用塑料材料或不锈钢等合金钢材料制成，如316L不锈钢或高镍合金钢，塑料材料优选采用聚苯醚、聚醚砜、聚醚酮、聚苯硫醚砜、聚酮硫醚、聚芳醚腈、高抗冲聚苯乙烯、氟塑料、尼龙、聚砜、聚甲醛、环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚芳醚醚腈等材料中的一种或多种混合制成，也可进一步增加纤维增强；如采用分体组合形式，优选的方案为：

所述旋流片由承压片和过流片组合构成，所述承压片在朝向旋流雾化室的一面按照过流片的轮廓形状开设有过流片卡槽，所述过流片嵌在所述卡槽内；

所述液体分配孔或分配槽开设在所述承压片上，所述切向槽和中心凸起部设置在所述过流片上。

所述过流片包括底盘和从底盘上凸起形成所述切向槽的槽壁，所述中心凸起部位于所述底盘的中间位置，中心凸起部和所述底盘一体成型。

所述承压片包括底盘和从底盘上凸起形成所述液体分配孔或分配槽及所述过流片卡槽的槽壁，承压片底盘中心部朝进水室一侧鼓起，使承压片与过流片底盘中心留有一定距离的空隙，一般控制在0.1-10mm，在承压片受压变形时使压力不会传递到过流片上。

过流片和承压片的底盘结构优选设为等厚，使过流片或承压片在生产过程中不容易变形；也可以为不等厚，如可在流速较高的部位加厚，以增强其耐磨性能。

作为优选的组合方式，所述承压片采用塑料材料，尤其是耐腐蚀的热塑性材料，使喷嘴适用于如石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺中脱硫浆液等具有腐蚀性的液体雾化喷洒。而所述过流片优选采用耐磨材料，如陶瓷材料等。

具体的，所述承压片可采用聚苯醚、聚醚砜、聚醚酮、聚苯硫醚砜、聚酮硫醚、聚芳醚腈、高抗冲聚苯乙烯、氟塑料、尼龙、聚砜、聚甲醛、环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚芳醚醚腈中的一种或多种混合制成，或增加纤维增强。而所述过流片优选采用碳化硅、氮化硅、碳化硼、刚玉、氧化锆或金刚石等陶瓷材料中的一种或多种混合制成。

进一步的，本发明喷嘴的旋流雾化室是通过具有管状腔体的雾化片和上述旋流片构成，所述雾化片设有折边部，通过紧固件将所述折边部压在旋流片上，使雾化片和旋流片贴紧，雾化片的腔体即形成所述旋流雾化室，所述雾化片的管腔出口沿出水方向减缩，将旋流的液体引导至喷口。

所述旋流雾化室渐缩部的出口即为雾化液喷口，或者旋流雾化室可沿出水方向先渐缩再渐扩，渐扩部为与渐缩部一体成型的渐扩管体，或为在渐缩部出口增设的渐扩导流锥管，进一步扩大喷口的喷洒范围。

为避免液压的损失，所述雾化片管腔内壁的弯折部均通过弧形面平滑过渡。

作为优选，所述进水室由一偏心锥形管的内腔构成，所述偏心锥形管的入口截面小于出口截面。

进一步的，所述紧固件包括一环形压盖，所述压盖的环体包括直角卡板部及从直角卡板部向外延伸出的折边部；所述偏心锥形管的出口端设有向外反折的折边，与压盖折边部对应；所述压盖盖在对齐贴放的雾化片和旋流片上，直角卡板部与所述雾化片和旋流片的外缘相契合，通过螺栓或卡夹等将压盖折边部与偏心锥形管折边固定锁紧。本发明中，所述雾化片与环形压盖也可制成一体的结构。

所述压盖盖体上设有定位卡槽，所述旋流片上设有对应的定位突起。

所述压盖折边与偏心锥形管折边接触的一面设有定位突起，所述偏心锥形管折边亦设有对应的定位凹槽。

本发明的有益效果：

本发明利用倾斜的进水室、倾斜的分配孔或分配槽，使液体在喷嘴停止工作时回流，将固体带回进水管道，避免沉积。并且具有结构简单、降低加工成本、易于加工制造、雾化效果好、能量损失小等优点，特别适用于烟气脱硫、除尘、化工工艺中含固液体的雾化喷洒。

附图说明

图1是本发明的径向剖视结构示意图；

图2是实施例一旋流片的主视结构示意图；

图3是图2的右视剖面结构示意图；

图4是图2的仰视剖面结构示意图；

图5是实施例二旋流片的主视结构示意图；

图6是图5的右视剖面结构示意图；

图7是图5的仰视剖面结构示意图；

图8是本发明实施例三的径向剖视结构示意图；

图9是实施例三承压片主视结构示意图；

图10是图9的A-A向剖视结构示意图；

图11是实施例三过流片的主视结构示意图；

图12是图11的B-B向剖视结构示意图。

上图中，1、进水室，2、旋流片，2-1、液体分配孔，2-2、液体分配槽，2-3、中心凸起部，2-4、定位突起，2-5、承压片，2-6、过流片，2-7、过流片卡槽，2-8切向槽，3、雾化片，4、压盖。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术效果，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的介绍。

一种防沉积压力雾化喷嘴，包括进水室1和旋流雾化室，具体由以下构件组成：

1）锥形管；

所述锥形管采用偏心锥形管，锥形管横向设置，一端与进水管连接，即水流入口。所述锥形管入口截面小于其出口截面，锥形管入口底面水平高度低于其出口底面，且底面管壁的水平倾角不小于3°，如图1所示，而偏心锥形管的管腔即为进水室1。

2）旋流片2；

所述旋流片2竖向卡固在偏心锥形管的出口，旋流片2上设有若干左右贯通的液体分配孔或分配槽，且任一液体分配孔或分配槽的最低点均不低于所述进水室1底面的最高点（即进水室出口的底面）。所述分配槽可视为开设在旋流片2外缘的缺口，当旋流片2卡在锥形管出口上时，该缺口和锥形管管壁即构成了所述液体分配槽。

旋流片2朝向旋流雾化室的一面还设有若干切向槽2-8，所述液体分配孔或分配槽位于对应的切向槽2-8内，与切向槽2-8连通。

3）雾化片3；

所述雾化片3通过折边和紧固件紧密贴合在旋流片2上，雾化片3的管壁朝出水口方向渐缩，引导高速旋流的液体至喷口，分散成微细的雾粒群。雾化片3管腔内壁的弯折部均通过弧形倒角平滑过渡。

4）压盖4；

所述压盖呈环形，其环体包括直角卡板部及从直角卡板部向外延伸出的折边部，如图1所示。

上述偏心锥形管的出口端设有向外反折的折边，与压盖4折边部对应。本实施例中，雾化片3和旋流片2的外直径相等，安装时，将雾化片3的折边贴在旋流片2上对齐，将压盖4盖在贴合的雾化片3和旋流片2上，其直角卡板部与雾化片3和旋流片2的外缘拐角相契合。盖板4折边与锥形管折边均设有对应的螺孔，通过螺栓将二者锁紧后，雾化片3即被压紧在旋流片2上。

为了使定位精准，所述压盖4的盖体上设有定位卡槽，所述旋流片2上设有对应的定位突起2-4。而所述压盖4的折边与偏心锥形管折边接触的一面亦设有定位突起，所述偏心锥形管折边设有对应的定位凹槽。

在具体实施中，所述旋流片可以有多种形式结构，以以下几个实施方式为例：

例一：

如图2、图3、图4所示的一种圆形的旋流片，其面向旋流雾化室的一侧板面中心部设有圆形凹槽，并沿圆形凹槽的外围均布有六个切向槽2-8，切向凹槽2-8与所述圆形凹槽相连通。所述圆形凹槽的中心部位又设有圆弧形的中心凸起部2-3。

所述切向槽2-2的外缘挖通至旋流片2的另一侧，构成所述液体分配槽2-2。如图3所示，液体分配槽2-2的壁面朝向进水室1方向倾斜，呈锥台状，其壁面水平倾角≥3°。

压力液体从所述液体分配槽2-2进入切向槽2-8后，在切向槽2-8的作用下，形成旋流送入旋流雾化室，最后高速旋转的液体随之从喷口离开，分散成一定粒径的雾滴群。

所述旋流片优选采用不锈钢或其它合金钢材料制成。

例二：

如图5、图6、图7所示的一种圆形的旋流片，其面向旋流雾化室的一侧板面中心部设有环形凹槽，并沿圆周均布有六个切向槽2-8，所述环形凹槽的内圆向上凸起形成圆弧形的中心凸起部2-3，所述切向槽2-8位于中心凸起部2-3的外围，并与所述环形凹槽连通。

所述切向槽2-2的外侧设有贯通至旋流片2另一侧的液体分配孔2-1。如图6所示，所述液体分配孔2-1的壁面朝向进水室1方向倾斜，呈圆锥台状，且其锥角≥6°。

上述实施例中，所述旋流片2的中心凸起部2-3可以和旋流片本体一体成型，也可单独加工后，固定在所述旋流片的槽心中部。且所述旋流片的高速过流部件，优选采用耐磨性较好的材料制作，如陶瓷、碳化硅、氮化硅、碳化硼、刚玉、氧化锆或金刚石陶瓷材料中的一种或多种混合制成，而其它部件（即非高速过流部位）优选采用耐腐蚀的材料。

例三：

如图8至图12所示，所述旋流片2由承压片2-5和过流片2-6组合构成。所述承压片2-5卡固在偏心锥形管的出口，承压片2-5在朝向旋流雾化室的一面按照过流片2-6的轮廓形状开设有过流片卡槽2-7，过流片2-6嵌装在所述卡槽内。

所述液体分配槽2-2开设在所述承压片2-5上，所述切向槽2-8和圆弧形的中心凸起部2-6设置在所述过流片2-6上。

所述过流片2-6包括底盘和从底盘上凸起形成所述切向槽2-8的槽壁，如图12所示，所述中心凸起部2-3位于所述底盘的中心位置，中心凸起部2-3和所述底盘一体成型且等厚。而实际使用中，如液体过流速度较高，中心凸起部2-3在其过流面可适当加厚。

所述承压片2-5包括底盘和从底盘上凸起形成所述液体分配槽2-2及过流片卡槽的槽壁，如图10所示，承压片底盘盘体等厚且中心部朝进水室一侧鼓起。在压力液体进水的冲压作用下，承压片2-5无可避免的会产生些许变形，平面的承压片应用在1MPa以下的低压进水时，其中心部一般会向旋流雾化室方向产生0.1-1mm左右的变形量，故所述承压片2-5与过流片之间需预留一定空隙，吸收变形，以其中心部的中心点（即变形量最大的部位）为参照，其预留的空隙可控制在0.2-3mm。

所述承压片2-5采用耐腐蚀的塑料材料，所述过流片2-6采用耐磨的陶瓷材料。具体的，所述承压片2-5可采用氟塑料、尼龙、聚砜、聚甲醛、环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚芳醚醚腈中的一种（或多种混合制成）或者增加纤维增强。所述过流片2-6为碳化硅、氮化硅、碳化硼、刚玉、氧化锆或金刚石陶瓷材料中的任一种或多种混合制成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书、附图及其等效物界定。

Claims (21)

1.一种防沉积压力雾化喷嘴，通过旋流片将喷嘴内腔分隔为进水室和旋流雾化室，所述进水室与进水管连接，所述旋流雾化室设有雾化液喷口，其特征在于，所述进水室的底面倾斜,进水室入口的水平高度低于其出口的水平高度；所述旋流片上设有若干贯通的液体分配孔或分配槽,连通进水室和旋流雾化室，所述液体分配孔或分配槽的最低点不低于所述进水室底面的最高点；所述旋流片朝向旋流雾化室的一面设有切向槽，所述液体分配孔或分配槽与所述切向槽连通。

2.根据权1所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述进水室的底面水平倾斜角度不小于3°。

3.根据权1所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述液体分配孔或分配槽的底部为以下任一种形式的壁面：

1）向进水室或旋流雾化室单向水平倾斜的直型壁面或弧形壁面；

2）向上凸起的圆弧形壁面或尖角形壁面，进水口和出水口水平高度均低于中间凸起点的水平高度。

4.根据权3所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述液体分配孔或分配槽为圆锥台形或棱锥台形。

5.根据权3所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述液体分配孔或分配槽为2～10个，沿圆周均布在旋流片上，一个切向槽对应一个液体分配孔或分配槽。

6.根据权1所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流片朝向旋流雾化室的一面设有圆弧形的中心凸起部，所述切向槽分布于所述中心凸起部的外围。

7.根据权6所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流片为合金钢、聚苯醚、聚醚砜、聚醚酮、聚苯硫醚砜、聚酮硫醚、聚芳醚腈、高抗冲聚苯乙烯、氟塑料、尼龙、聚砜、聚甲醛、环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚芳醚醚腈中的一种或多种混合制成。

8.根据权6所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流片由承压片和过流片组合构成，所述承压片在朝向旋流雾化室的一面按照过流片的轮廓形状开设有过流片卡槽，所述过流片嵌在所述卡槽内；

所述液体分配孔或分配槽开设在所述承压片上，所述切向槽和中心凸起部设置在所述过流片上。

9.根据权8所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述过流片包括底盘和从底盘上凸起形成所述切向槽的槽壁，所述中心凸起部位于所述底盘的中间位置，中心凸起部和所述底盘一体成型且等厚。

10.根据权8所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述承压片包括底盘和从底盘上凸起形成所述液体分配孔或分配槽及所述过流片卡槽的槽壁，承压片底盘中心部朝进水室一侧鼓起，承压片与过流片底盘中心留有空隙。

11.根据权10所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，承压片底盘盘体等厚。

12.根据权8-11中任一权项所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述承压片为塑料或合金钢材料，所述过流片为陶瓷材料。

13.根据权12所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述承压片为聚苯醚、聚醚砜、聚醚酮、聚苯硫醚砜、聚酮硫醚、聚芳醚腈、高抗冲聚苯乙烯、氟塑料、尼龙、聚砜、聚甲醛、环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚芳醚醚腈中的一种或多种混合制成。

14.根据权12所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述过流片为碳化硅、氮化硅、碳化硼、刚玉、氧化锆或金刚石陶瓷材料中的一种或多种混合制成。

15.根据权1-11中任一权项所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，设有具有管状腔体的雾化片，所述雾化片设有折边部，通过紧固件将所述折边部压在旋流片上，雾化片的腔体即构成所述旋流雾化室，所述旋流雾化室沿出水方向渐缩。

16.根据权15所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流雾化室沿出水方向先渐缩再渐扩，渐扩部为与渐缩部一体成型的渐扩管体，或为在渐缩部出口增设的渐扩导流锥管。

17.根据权16所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述雾化片管腔内壁的弯折部通过弧形面平滑过渡。

18.根据权15所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述进水室由一偏心锥形管的内腔构成，所述偏心锥形管的入口截面小于出口截面。

19.根据权15所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述紧固件包括一环形压盖，所述压盖的环体包括直角卡板部及从直角卡板部向外延伸出的折边部；所述偏心锥形管的出口端设有向外反折的折边，与压盖折边部对应；所述压盖盖在对齐贴放的雾化片和旋流片上，直角卡板部与所述雾化片和旋流片的外缘相契合，通过螺栓或卡夹将压盖折边部与偏心锥形管折边固定锁紧。

20.根据权19所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述压盖盖体上设有定位卡槽，所述旋流片侧面上设有对应的定位突起。

21.根据权19所述的一种防沉积压力雾化喷嘴，其特征在于，所述压盖折边与偏心锥形管折边接触的一面设有定位突起，所述偏心锥形管折边设有对应的定位凹槽。

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