CN104147733A - 一种气液混合装置 - Google Patents

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王靖
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Abstract

本发明公开了一种气液混合装置。包括气体入口、液体入口和混合液出口，气体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环形喷口形成的夹角a为45～80度，环形喷口入口端有环绕的环形液体腔，环形液体腔与液体入口连接；环形喷口可开闭、形成的宽度可调节；液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压，吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，流体流动无阻力，装置无后坐力，喷射距离更远，混合液出口可调节甚至关闭，从而调节液体流量，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。

Description

一种气液混合装置
技术领域
本发明属于消防设备设计制造领域，尤其属于压缩空气、泡沫、水消防用混合设备的设计制造领域，特别涉及一种气液混合装置。
背景技术
在消防灭火设备中，空气、泡沫、水混合在实现多类火灾灭火时常常应用，现有的混合装置通常采用文丘里原理设计结构，气液混合装置采用气体入口开口在喷射管的侧面、进气方向在液体的外层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。
如中国专利申请201310060259.0公开了一种气液混合装置，包括实现气液混合的混合腔，混合腔为空心圆柱体，圆柱体的一端是液体进口，另一端是混合液出口，混合腔圆柱体侧壁有气体入口，混合腔与液体进口结合部有挡板构成的旋流发生装置，挡板上有沿混合腔圆柱体轴向倾斜对称设置的多个通孔，混合腔与混合液出口结合部设置有圆筒形滤网发泡装置。该申请采用了在混合腔圆柱体侧壁设置气体入口的结构。
中国专利200720052344.2公开了负压式压缩空气A类泡沫灭火装置，其中包括气液混合器，如该专利说明书附图5所示，该泡沫混合器是负压式混合器，在泡沫混合器壳体上安装混合器喷嘴，在泡沫混合器喷嘴前端形成一个负压腔，喉管与负压腔相通，在泡沫混合器上设置的泡沫进口连通在负压腔上，当水流经过泡沫混合器上的混合器喷嘴时，喷嘴的喷射口突然缩小，使水流加速，水流射向喷嘴前端的喉管，水流形成的水柱通过负压腔时，将负压腔内的空气带走，在负压腔内产生真空，从而将泡沫液吸入。泡沫液通过负压式混合器与水混合。不管管路中水压高还是低，泡沫液都能与水充分混合。
上述气液混合装置均采用了气体入口开口在喷射管的侧面、进气方向在液体的外层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。该结构的气液混合装置形成真空能力小，气液混合均匀度不高，喷射距离近，发泡倍数低等缺点。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种气液混合装置。本发明要解决的问题是提出一种发泡倍数更高，喷射压力进一步提高，操作更方便的气液混合装置。
本发明通过以下技术方案实现：
一种气液混合装置，包括气体入口、液体入口和混合液出口，其特征在于：所述气体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45～80度，环形喷口入口端有环绕的环形液体腔，环形液体腔一侧与液体入口连接。
所述环形喷口可开闭、形成的宽度可调节。
所述环形喷口的流道壁上设置有弹性密封圈。
所述环形喷口由气体入口与混合液出口结合部相互匹配的斜面构成。
所述混合液出口可沿轴向线移动。
所述气体入口与混合液出口管径相同。
所述液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。
本发明有益性：本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压。吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，实验证明可提高发泡倍数1～5倍；混合腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10～40％；采用可调节的混合液出口结构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
附图说明
图1是本发明气液混合装置横截面结构示意图；
图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；
图3是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图；
图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；
图5是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。
图中，1是气体入口，2是液体入口，3是弹性密封圈，4是环形喷口，5是混合液出口，6是环形液体腔，a是环形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角，H是环形喷口宽度。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合图1至图5。
气液混合装置，包括气体入口1、液体入口2和混合液出口5，气体入口1与混合液出口5设置在同一轴向线上，气体入口1与混合液出口5结合部是环形喷口4，环形喷口4形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45～80度，环形喷口4入口端有环绕的环形液体腔6，环形液体腔6一侧与液体入口2连接。
环形喷口4可开闭、形成的宽度H可调节。
环形喷口4的流道壁上设置有弹性密封圈3。
环形喷口4由气体入口1与混合液出口5结合部相互匹配的斜面构成。
混合液出口5可沿轴向线移动。
气体入口1与混合液出口5管径相同。
如图1所示，气液混合装置可以采用套管结构，即气体入口1套管，液体入口2套管和混合液出口5套管。气体入口1套管与液体入口2套管的构成环形液体腔6的管道通过螺纹密封固定连接，固定连接后气体入口1套管外壁与液体入口2套管内壁形成部分环形液体腔6，气体入口1套管前端的端面是与混合液出口5套管匹配的结合部，端面为斜面，斜面上嵌入了环形的弹性密封圈3；混合液出口5套管同样与液体入口2套管构成环形液体腔6的管道通过螺纹密封连接，混合液出口5套管可通过旋转沿轴线前后移动，混合液出口5套管外壁与液体入口2套管内壁形成部分环形液体腔6，混合液出口5套管后端的端面是与气体入口1套管匹配的结合部，端面为斜面；气体入口1斜面与混合液出口5斜面配合构成环形喷口4，环形喷口4可通过混合液出口5套管旋转沿轴线前后移动调节宽度大小甚至关闭，关闭时弹性密封圈3可较好实现密封。
气体入口1斜面与混合液出口5斜面的倾斜决定环形喷口4的液体射流方向，通过研究发现环形喷口4形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45～80度可实现较好的气液混合。环形喷口4入口端宽度大于或等于出口端宽度，所谓入口端是环形喷口4位于环形液体腔6一端，当环形喷口4入口端宽度等于出口端宽度时的出流系数大约为0.63，当环形喷口4入口端宽度大于出口端宽度形成夹角为12.5度喷口时出流系数可达到0.9。
图1中箭头方向是流体移动方向。气体入口1箭头是气体流动方向，气体入口1与气源连接，气源可以是气泵或高压气瓶；液体入口2箭头是液体进入方向，液体入口2与灭火水源或泡沫水混合液连接，通过加压泵输送，有一定压力的水或混合好的泡沫液从液体入口2进入管段，再通过环形喷口4以一定倾斜度的喷出，产生负压，被吸入的空气从气体入口1加压吸入混合，产生具有一定发泡倍数的气液混合体，再从混合液出口5喷出。从液体入口2进入管段的液体压力为0.1～1.6MPa，液体流量在(5～6000L/min)之间。
气体入口1和混合液出口5管径相同，可在5～400mm变化。气体入口1和混合液出口5管径相同减少了由于管径变化对流体的影响，降低液体、气体以及气液混合流体的阻力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10～40％。
混合液出口5管道的调节距离可在1～50mm变化以调节环形喷口4的宽度。
图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；图3是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图。如图所示，液体入口2沿环形液体腔6径向方向设置。
本发明环形喷口4采用一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压。吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，实验证明可提高发泡倍数1～5倍。气液混合腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10～40％。采用可调节的混合液出口结构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；图5是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。如图所示，液体入口2沿环形液体腔6切线方向设置。液体从切线方向流入环形液体腔6，液体环形液体腔6高速绕旋流动，再由具有一定斜度环形喷口4喷射，进一步增加空气与泡沫液混合时间，产生更高倍泡沫液。提高灭火剂的发泡效率，增加灭火效能。

Claims (8)

1.一种气液混合装置，包括气体入口(1)、液体入口(2)和混合液出口(5)，其特征在于：所述气体入口(1)与混合液出口(5)设置在同一轴向线上，气体入口(1)与混合液出口(5)结合部是环形喷口(4)，环形喷口(4)形成的液体射流方向与轴向线的夹角(a)为45～80度，环形喷口(4)入口端有环绕的环形液体腔(6)，环形液体腔(6)与液体入口(2)连接。
2.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口(4)可开闭、形成的宽度(H)可调节。
3.根据权利要求1或2所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口(4)的流道壁上设置有弹性密封圈(3)。
4.根据权利要求3所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口(4)由气体入口(1)与混合液出口(5)结合部相互匹配的斜面构成。
5.根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述混合液出口(5)可沿轴向线移动。
6.根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述气体入口(1)与混合液出口(5)管径相同。
7.根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口(4)入口端宽度大于或等于出口端宽度。
8.根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述液体入口(2)沿环形液体腔(6)径向或切线方向设置。
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