CN103826720A - 多旋流喷雾喷嘴 - Google Patents

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Abstract

喷雾喷嘴组件具有喷嘴主体，所述喷嘴主体具有中央入口通道和一对成角度通道，每个所述成角度通道均与中央通道以锐角连通。叶片被设置在每个成角度通道内，且在叶片和成角度通道的排放孔口之间限定旋流室。每个叶片被选择性地设计成向流过叶片且进入旋流室内的液体流动流施加旋涡运动，以使得从排放孔口排出的液体根据单个叶片设计采用预定锥形喷雾样式。喷嘴主体可以具有两个或者更多个成角度通道，每个成角度通道均具有相应单独设计的旋流施加叶片。

Description

多旋流喷雾喷嘴
技术领域
本发明总体上涉及喷雾喷嘴组件，并且更具体地涉及适于为烟道气体洗涤、冷却和其他工业处理而更加有效地引导多个锥形喷雾样式的喷雾喷嘴组件。
背景技术
例如在气体洗涤中，公知的是将多个喷雾喷嘴安装到公共液体供应杆上，所述喷雾喷嘴引导用于从排出的烟道气体移除污染物（例如二氧化硫）的锥形喷雾样式。为了最大化喷雾能力且同时最小化必须被安装且保持在液体供应杆上的喷嘴数量，已知施加双重旋流喷雾样式的双旋流喷雾喷嘴。公知的是，将液体从公共入口引导到这样的双喷雾喷嘴内，其中液体同时地沿切向进入喷雾喷嘴的相应旋流室内以便施加旋流。这种喷雾喷嘴的问题在于，旋流液体喷雾的旋涡可能导致在喷嘴主体上的钻进效应，这会降低喷嘴的磨损寿命。对于高效操作来说，也需要严密地控制喷雾液滴尺寸和喷雾范围。以前，这样的喷雾喷嘴有时在产生适于使处理具有最佳效率的精细的喷雾微粒和喷雾样式方面是低效的。这样的喷嘴通常还需要直角地安装在液体供应管或杆上，这增加了喷嘴上的最终转矩以及对更加耐用的供应管材的需要。这样的喷嘴还会难以制造并且遭受堵塞的风险。
发明内容
本发明的目标是提供一种多旋流喷雾喷嘴组件，其适于排放锥形喷雾排放物，以用于更有效且高效地用于从排出的烟道气体移除污染物以及用于其他处理应用。
另一目标是提供如上表征的多旋流喷雾喷嘴组件，其在使用期间不太易于经受由于旋流液体导致的钻进效应磨损。
又一目标是提供上述种类的喷雾喷嘴组件，其具有容易地适用于引导用于具体喷雾应用的完全锥形或中空锥形喷雾排放的设计。相关目标是提供这样的喷嘴组件，其具有选择性设计的旋流施加叶片以用于从喷嘴组件的多个排放孔口产生不同的锥形喷雾样式和液体分布。
又一个目标是提供这样的喷雾喷嘴组件，其适于产生更广阔的喷雾样式，以有效地用于更加高效的气体洗涤和其他处理应用。
另一个目标是提供这样的喷雾喷嘴组件，其具有液体流动通道，所述液体流动通道被对齐成用于减少喷嘴组件的液体供应管材上的转矩。
又一个目标是上述类型的喷雾喷嘴组件，其不易于被堵塞。
又另一目标是提供上述种类的喷雾喷嘴组件，其在设计上相对简单并且适于经济地制造。
在阅读下述具体描述并且参考附图时将显而易见到本发明的其他目标和优点，在附图中。
附图说明
图1是被安装在液体供应杆上的根据本发明的多旋流喷雾喷嘴组件的侧视图；
图2是图1所示的喷雾喷嘴组件的侧视图；
图3是沿图2中的线3-3的平面截取的所示喷雾喷嘴组件的旋涡截面图；
图4是在轴向流动通道的平面内截取的所示喷雾喷嘴组件的叶片插入件之一的放大局部截面图；
图5是沿图4中的线5-5的平面截取的横向截面图；
图6是所示喷雾喷嘴组件的叶片之一的放大立体图；
图7是适于产生完全锥形喷雾样式的叶片插入件的改进实施例的端视图；
图8是用于产生完全锥形喷雾样式的叶片插入件的替代性改进实施例的端视图；
图9是适于产生中空锥形喷雾样式的叶片插入件的替代性改进实施例的端视图；
图10是根据本发明的喷雾喷嘴组件的替代性实施例的透视图；
图11是图10所示的喷雾喷嘴组件的侧视图；
图12是图11所示的喷雾喷嘴组件的竖直截面图；
图13是根据本发明的喷雾喷嘴组件的另一替代性实施例的透视图；
图14是图13所示的喷雾喷嘴组件的侧视图；以及
图15是图14所示的喷雾喷嘴组件的竖直截面图。
虽然本发明容易有各种改进和替代性构造，但是已经在附图中示出且将在下文中详细地描述本发明的某些示意性实施例。但是应该理解的是，并不试图将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，目的在于涵盖落入本发明的精神和范围内的所有改进、替代性构造和等价物。
具体实施方式
现在更加具体地参考附图，示出了根据本发明的示意性喷雾喷嘴组件10，其以从液体供应杆11悬下的方式安装，以用于引导多个锥形喷雾排放样式。将理解的是，液体供应杆11可以将浆或其他液体从液体源供应到从所述杆悬下的多个这样的喷嘴组件10，以用于引导到气体洗涤系统的排放烟道气体中或用于其他处理应用。
所示喷嘴组件10包括喷嘴主体15，所述喷嘴主体具有入口或上游主体部分16以及一对向外扩开的下游中空主体部分19，其中该入口或上游主体部分16具有与液体供应杆11连通的中央液体通路18，每个所述下游中空主体部分19均限定与相应排放孔口21连通的相应向外成角度通道20。这种情况下，排放孔口21由圆筒形通道区段限定，该通道区段具有向内会聚的锥形进入区段21a和用于引导锥形喷雾排放的向外辐射型终端区段21b。在这种情况下，中空主体部分19具有圆筒形构造，其中相应流动轴线24相对于彼此以锐角Φ取向并且被设置成与中央流体通道18的流动轴线25处于公共的平面内。如图1所示，上游主体部分16具有向内成角度侧壁26，其进入圆筒形主体部分19的外部圆筒形侧壁内。在这种情况下，如图3所示，圆筒形主体部分19具有相应内侧壁，所述内侧壁限定上游V形分隔壁部分28，以将来自中央流动通道18的液体流动流分流到相应圆筒形主体部分通道20内。
根据本发明的一个方面，每个成角度通道具有相应选择性设计的叶片插入件，以用于施加旋流运动到流过成角度通道的液体，以便以具有用于具体喷雾应用的预定流动特征的锥形喷雾样式从排放孔口引导。在所示实施例中，每个成角度流动通道20均具有相应叶片插入件30，其嵌套地装纳在流动通道20内。这种情况下，每个叶片插入件30均被设置成与相应圆筒形主体部分15内的沉孔31（图4）处于安置式接合，以便限定在叶片插入件30和排放孔口21之间的下游圆筒形旋流室32。在所示实施例中，每个叶片插入件30均限定一对螺旋形通道31a、31b以用于在液体被引导通过叶片插入件30时施加旋流运动至该液体。在这种情况下，一个叶片30被设计成沿一个旋涡方向向液体施加旋流运动，而另一个叶片30被设计成沿相反的旋涡方向施加旋流运动，以致来自成角度通道的排放喷雾样式的旋流动作试图彼此抵消而对排放的烟道气体流动没有不良影响。
每个所示的叶片插入件30均具有单件式铸件构造，其包括四个叶片节段32a、32b和34a、34b，每个节段均被设置在成角度通道20的相应象限内。节段32a、32b被设置在与叶片插入件30的上游端相邻的直径上对置的象限内，并且节段34a、34b被设置在与叶片插入件的下游端相邻的直径上对置的象限内。此外，节段32a、34a被设置在通道20的一个直径纵向侧上，并且节段32b、34b被设置在通道20的相对的直径纵向侧上。换言之，节段32a、34a与节段32b、34b被穿过叶片纵向轴线的直径平面33分开。
每个叶片插入件30的上游节段32a、32b被形成为在其上游侧上分别具有基本平坦倾斜表面37a、37b和36a、36b，其与喷嘴主体20的圆筒形通道20一起来限定至相应流动通道31a、31b的入口。沿下游方向倾斜的倾斜表面36a、36b将进入流体沿大体轴向方向引导到叶片通道31a、31b内。
每个倾斜表面36a、36b延伸到在节段34a、34b的上游侧上形成的相应凹入辐射表面44a、44b，所述凹入辐射表面再次被设置成相对彼此在直径上对置。为了将切向运动施加至被引导通过叶片流动通道31a、31b的流动流，凹入表面44a、44b具有部分圆筒形构造且其弯曲轴线垂直于叶片轴线且平行于相应上游倾斜表面36a、36b的平面。凹入表面44a、44b优选地具有大约为叶片直径的一半的半径。
为了能够最大化固体自由地通过叶片通道31a、31b，限定倾斜表面36a、36b的节段32a、32b的下游或下侧被形成为具有凹入辐射表面45a、45b。凹入表面45a、45b再次是部分圆筒形形式并且优选地具有与凹入表面44a、44b相同的半径且其弯曲轴线平行于凹入表面44a、44b的弯曲轴线。在所示实施例中，限定凹入表面44a、44b的节段34a、34b的下侧表面被形成为具有平坦倾斜表面51a、51b，其类似于节段32a、32b的倾斜表面36a、36b的前端但是相反地倾斜。如本领域技术人员将意识到的，叶片30的设计将使得可能存在于被供应到喷嘴组件的浆或其他液体流动流中的相对大的固体能够自由通过。
根据本发明的一种实施例，喷雾喷嘴组件10适于针对选择性喷雾应用被经济地制造。喷嘴主体15和叶片插入件30均可以由坯料碳化硅和适当粘合剂被单独模制，之后叶片插入件30以坯料状态被组装到喷嘴主体15内。一旦组装，则可以通过本领域公知技术来脱粘和烧结喷嘴组件，以用于去除粘合剂并且将叶片插入件紧密且气密地粘结在喷嘴主体通道20内。
根据本发明，叶片插入件30进一步使得其本身易于针对具体喷雾应用进行设计改进。在图4-6所示的实施例中，节段32a、34a和34a、34b具有横向边缘，其限定在延伸通过叶片中心的叶片直径平面33内的直线。已经发现这样的喷嘴设计产生排放完全锥形喷雾样式，其中精细微粒遍布所述锥形样式分布。为了增加锥形样式内的微粒分布，节段32a、34a和32b、34b的径向边缘可以从所述直线凹入一个小的角度，如图7所示，以致在节段32a、34a和32b、34b之间限定间隙60。在优选实施例中，如图7所示，下游节段34a、34b中的一个或两个被形成为具有成角度凹入以限定间隙60。在这种情况下，叶片30将以遍布所述样式具有微粒的更密集分布的方式引导完全锥形喷雾样式。替代性地，可以在下游叶片节段的中心部分内可提供矩形切口或者开口61以用于限定间隙，如图8所示。这个切口优选地应该被限制成在长度和宽度方面不大于叶片直径的1/4。另一方面，通过将叶片节段34a、34b的圆周宽度延长成彼此部分重叠的关系，如图9所示，则意外地，叶片插入件30能产生基本中空喷雾锥形喷雾样式，其中在中空锥形的内部几乎没有或没有液体微粒分布。因此，能够看出，能够针对具体喷雾应用容易地改变和制造叶片的设计。当然，一个叶片可以被设计成用于产生完全锥形喷雾排放，而在很小的修改之后，另一叶片就可以被设计成产生中空锥形喷雾样式。
虽然在图1-4的实施例中，喷雾喷嘴具有两个相反地引导的喷雾排放，但是可替代地，喷雾喷嘴可以具有更多个所述液体引导中空主体部分15，例如如图10-12所示，其中喷嘴10包括与公共中央通道18连通的三个液体排放中空主体部分15，以及如图13-15所示，其中喷雾喷嘴具有与中央通道18连通的四个液体排放中空主体部分15。在每种实施例中，由中空主体部分15限定的成角度通道20与中央通道18的轴线成锐角地延伸，并且包括如上所述的针对具体喷雾应用而选择性设计的旋流施加叶片30。

Claims (19)

1. 一种喷雾喷嘴组件，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体具有用于连接到液体源的中央入口通道以及一对成角度通道，每个成角度通道均与所述中央通道以一定角度连通，每个所述成角度通道与相应排放孔口连通，
被设置在每个所述成角度通道内的叶片，每个所述成角度通道限定在所述叶片和所述排放孔口之间的旋流室，并且
所述叶片被选择性地设计成向流过所述叶片且进入所述旋流室内的液体流动流施加旋涡运动，以使得液体以根据单个叶片设计的预定锥形喷雾样式从所述排放孔口排出。
2. 根据权利要求1所述的喷雾喷嘴组件，其中，每个所述成角度通道具有相对于中央通道的流动轴线以锐角布置的流动轴线。
3. 根据权利要求1所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述中央通道和成角度通道均具有被设置在公共平面内的流动轴线。
4. 根据权利要求1所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述叶片均是被特定设计的叶片插入件，所述叶片插入件中的一个被安装在所述成角度通道中的第一通道内，以用于向流过所述叶片且来自与所述第一通道连通的所述排放孔口的液体施加预定旋涡运动，所述叶片中的第二叶片被安装在所述成角度通道中的第二通道内，以用于向流过所述叶片的液体施加旋涡运动和从与所述第二通道连通的所述排放孔口排放的锥形喷雾样式，并且从与所述第一通道连通的所述排放孔口排放的所述锥形喷雾样式不同于从与所述第二通道连通的所述排放孔口排放的锥形喷雾样式。
5. 根据权利要求3所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述第一叶片产生液体沿一个旋转方向的旋涡运动，并且所述第二叶片产生传送液体沿与所述第一叶片的方向相反的方向的旋涡运动。
6. 根据权利要求4所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述第一叶片产生液体的旋涡运动和完全锥形喷雾排放，并且所述第二叶片产生液体的旋涡运动和中空锥形喷雾排放。
7. 根据权利要求1所述的喷雾喷嘴组件，其中，每个叶片限定一对螺旋形流动通道。
8. 根据权利要求7所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述叶片均包括被设置在相应通道的不同象限内的一对节段，每个叶片的所述节段限定上游进入倾斜表面和下游凹入表面，以使得流过所述叶片的液体流动流由所述倾斜表面沿向下游轴向方向引导到切向地引导所述液体流动流的所述凹入表面上。
9. 根据权利要求7所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述叶片均包括被设置在供安装所述叶片的所述成角度通道的相应象限内的四个节段，所述节段中的两个均限定上游倾斜表面并且所述节段中的两个均限定凹入表面，每个凹入表面均位于所述倾斜表面中的相应一个倾斜表面的下游，以使得流过所述叶片的液体流动流由所述倾斜表面沿向下游轴向方向引导到切向地引导所述液体流动流的所述凹入表面上。
10. 根据权利要求10所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述倾斜表面是平坦的。
11. 根据权利要求9所述的喷雾喷嘴组件，其中，每个叶片包括在所述叶片的一个直径侧上的一对节段和在所述叶片相对的直径侧上的一对节段，每个节段均具有在延伸通过所述叶片的中心的所述节段的直径平面内的对齐边缘。
12. 根据权利要求11所述的喷雾喷嘴组件，其中，成对节段具有限定在延伸通过所述叶片的中心的直径平面内的间隙的边缘，以用于产生完全锥形喷雾排放样式。
13. 根据权利要求11所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述成对节段以彼此重叠关系延伸，以用于产生被引导通过所述叶片的液体的中空锥形喷雾样式。
14. 一种喷雾喷嘴组件，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体具有用于连接到液体源的中央入口通道以及一对成角度通道，每个所述成角度通道均与所述中央通道以一定角度连通，每个所述成角度通道与相应排放孔口连通，
被设置在每个所述成角度通道内的叶片，每个所述成角度通道限定在所述叶片和所述排放孔口之间的旋流室，
所述叶片均限定一对螺旋形流动通道并且被选择性地设计成向流过所述叶片且进入所述旋流室内的液体流动流施加旋涡运动，以使得液体以根据单个叶片设计的预定锥形喷雾样式从所述排放孔口排出，并且
所述中央通道和成角度通道具有被设置在公共平面内的轴线。
15. 根据权利要求14所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述叶片均是被特定设计的叶片插入件，所述叶片插入件中的一个被安装在所述成角度通道中的第一通道内，以用于向流过所述叶片且来自与所述第一通道连通的所述排放孔口的液体施加预定旋涡运动，所述叶片中的第二叶片被安装在所述成角度通道中的第二通道内，以用于向流过所述叶片的液体施加旋涡运动和从与所述第二通道连通的所述排放孔口排放的锥形喷雾样式，并且从与所述第一通道连通的所述排放孔口排放的所述锥形喷雾样式不同于从与所述第二通道连通的所述排放孔口排放的锥形喷雾样式。
16. 根据权利要求14所述的喷雾喷嘴组件，其中，所述叶片中的一个产生来自供设置所述叶片的所述成角度通道的所述排放孔口的中空锥形喷雾样式，并且另一叶片产生来自供安装所述叶片的所述成角度通道的所述排放孔口的完全锥形喷雾样式。
17. 一种喷雾喷嘴组件，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体具有用于连接到液体源的中央入口通道以及至少三个成角度通道，每个所述成角度通道均与所述中央通道以一定角度连通，每个所述成角度通道与相应排放孔口连通，
被设置在每个所述成角度通道内的叶片，每个所述成角度通道限定在所述叶片和所述排放孔口之间的旋流室，并且
所述叶片被选择性地设计成向流过所述叶片且进入所述旋流室内的液体流动流施加旋涡运动，以使得液体以根据单个叶片设计的预定锥形喷雾样式从所述排放孔口排出。
18. 根据权利要求17所述的喷雾喷嘴组件，其中，每个所述成角度通道具有相对于所述中央通道的流动轴线以锐角布置的流动轴线。
19. 根据权利要求17所述的喷雾喷嘴组件，其中，每个所述叶片均限定一对螺旋形流动通道。
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