CN104624422B - 一种新型三流体喷射器及喷雾方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型三流体喷射器及喷雾方法，喷射器包括主流体管(1)，压缩空气管(2)，辅流体管(3)，垫片(4)及固定螺母(5)，所述主流体管(1)与压缩空气管(2)中间垫有垫片(4)，辅流体管(4)安装于压缩空气管(2)中心孔位置，通过固定螺母(5)固定。喷雾方法为三种流体分别从各自管路流至喷射器出口，利用压缩空气较高的速度与两种液体形成剪切，液滴破碎，液滴克服表面张力互相融合，形成喷雾。本发明结构简单，喷嘴喷射液滴粒径范围在20‑50μm之间，且粒径分布较均匀。主流体管(1)与压缩空气管(2)夹角可变，垫片(4)厚度可变，适用于喷射不同流体。

Description

一种新型三流体喷射器及喷雾方法

技术领域

本发明属于流体喷雾领域，涉及一种新型三流体喷射器，具体涉及一种能够适用于利用压缩空气雾化两种反应剂的流体喷射器及喷射方法。

背景技术

喷射器诞生于19世纪初，距今已经有100多年的历史。常用喷射器是以气体为工作介质来抽吸和压送气体、液体和散装固体的流体输送机械和混合反应器，主要用于制冷技术、通风、化工、纺织工业等方面。同时喷射器用作混合反应器，不但可以实现两种反应剂的雾化，同时不需要专门的反应流程，缩短了流体流经反应装置的时间，节省了生产费用，提高了生产效率。

目前喷射器在很多领域中都得到了广泛应用，许多先进的喷射器应运而生，喷射器结构复杂程度不同。一些结构较简单的喷射器无法实现雾化颗粒大小可调，并且雾化颗粒的粒径不够均匀；结构复杂的喷射器可以实现以上功能，但是喷射器造价成本就随着结构的复杂程度而提高。

专利CN103506233A公开了一种用于循环硫化床半干法脱硫和锅炉选择性非催化脱硝系统的两级雾化双流体喷射装置，该发明设置有两级雾化风管，通过两层雾化区使颗粒更加均匀；专利CN101652186A公开了一种用于硫化催化裂化的喷射器，通过保证喷嘴的尺寸来保证喷雾尺寸的一致统一，同时喷雾的形状为扁平状，因此可以减少下游低压区和涡流以提高混合均匀性；实用新型专利CN201807462U公开了一种自吸气双流高效雾化喷嘴，其特点是采用压缩空气对液体进行雾化，反射椎为圆锥型，具有降低了动力消耗，减小了雾滴直径，提高了雾滴粒径的均匀度和雾化覆盖半径的优点。以上三种专利中第一项专利与本发明最为接近。

但是专利CN103506233A中该装置存在以下缺点：(1)只针对一种液体的喷雾；(2)结构形式固定以后雾化颗粒的大小即已确定，无法根据需要进行适量调整；(3)需要两级雾化才能达到较均匀的效果，结构较复杂。因此需要开发一种新型装置以改善现有喷射装置的现状。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，雾化颗粒均匀的三流体喷射器。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种三流体喷射器，其特征在于包括：主流体管，压缩空气管，辅流体管，垫片及固定螺母，所述主流体管与压缩空气管中间垫有垫片，辅流体管安装于压缩空气管中心孔位置，上端穿过固定螺母，固定螺母与压缩空气管通过螺纹固定。

上述三流体喷射器，所述主流体管为圆柱形结构，内孔主体为圆柱形，内圆柱孔垂直度≤0.005，出口采用圆锥形过渡，端口开有喇叭口；所述主流体管侧壁开有进液孔；所述主流体管上下两端有法兰盘，法兰盘上各开有对称的四个圆孔。

上述三流体喷射器，所述压缩空气管主体为圆柱形结构，下端为圆锥形，内孔主体为圆柱形，通过圆锥过渡到出口，出口处为喇叭形；所述压缩空气管侧壁开有进气孔；所述压缩空气管中间有法兰盘，法兰盘上对称开有四个圆孔，法兰盘下方有凸台，所述压缩空气管上的凸台垂直度≤0.005；所述压缩空气管上端有螺纹结构。

上述三流体喷射器，所述垫片位于压缩空气管法兰盘和主流体管上法兰盘中间，所述垫片的厚度为2～3mm。

上述三流体喷射器，所述辅流体管主体圆柱形结构，中部有圆柱形凸台，辅流体管上的凸台垂直度≤0.005；下端为圆锥形，内孔为阶梯圆柱形孔，出口处为喇叭形；所述辅流体管中孔为阶梯型圆孔；所述辅流体管前端有螺旋形旋流结构。

上述三流体喷射器，所述固定螺母为圆柱形，内壁开有螺纹孔，外壁滚花。

上述三流体喷射器，所述压缩空气管与主流体管接触面、压缩空气管与辅流体管接触面的平行度≤0.01。

上述三流体喷射器，所述主流体管、压缩空气管内孔表面粗糙度为1.6，外表面粗糙度为3.2。

上述三流体喷射器，所述主流体管进液口与压缩空气管进气孔的夹角可变。

利用上述三流体喷射器的喷雾方法，其特征在于，包括：

步骤一：连接主流体管、辅流体管至主流体进液口、辅流体进液口，调节两种流体的温差在0°～50°之间；

步骤二：动力源是压缩空气，连接压缩空气管至压缩空气进气口，打开开关，调节其驱动压力在0.12-0.16MPa范围内；

步骤三：打开主流体管、辅流体管开关，调节流量阀将主流体流量控制在4kg/h-6kg/h之间，辅流体流量控制在10kg/h-30kg/h，两种流体同时通过流道流至喷射口；

步骤四：两种流体在压缩空气作用下被打散，使得两种流体得到充分雾化。

与现有技术相比，本发明的优点是：可以实现两种液体的同时雾化，结构简单，成本较低，并且喷雾颗粒粒径均匀，颗粒大小可调。该优点的实现是依靠以下三方面的技术：(1)两种液体在一定流量下同时进入喷雾场中，通过压缩空气将液滴打散，使得两种液体能够充分分散；(2)通过研究和大量实验发现，改变空气出口与液料出口的距离，以及改变进液口和空气进气口的夹角对颗粒粒径大小有一定的影响，因此增加垫片并且改变进液口和进气口的夹角可以在一定范围内调整喷雾颗粒的大小；(3)在辅流体管外壁上开有螺旋状的旋流结构，压缩空气在流经旋流结构时产生涡流，可以有效提高雾化颗粒的均匀度。

喷雾颗粒的粒径分布为20～50μm，随着径向距离的增加，颗粒的粒径逐渐增大。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1：本发明的新型三流体喷射器的主视结构示意图。

图2：图1所示本发明新型三流体喷射器的剖视图。

图3：图1所示本发明新型三流体喷射器主流体管进液口与压缩空气管进气口不同夹角的布置图。

1、主流体管，2、压缩空气管，3、辅流体管，4、垫片，5、固定螺母，6、主流体进液口，7、压缩空气进气口，8、辅流体进液口。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

请参阅图1，本发明的一种三流体喷射器，从图中可以看出：1为主流体管，2为压缩空气管，3为辅流体管，4为垫片，5为固定螺母，所述主流体管与压缩空气管中间垫有垫片，辅流体管安装于压缩空气管中心孔位置，上端穿过固定螺母，固定螺母与压缩空气管通过螺纹固定。主流体管、压缩空气管、固定螺母的材质为316L，辅流体管、垫片的材质为聚四氟乙烯，均耐强酸腐蚀。

请参阅图2，所述主流体管1为圆柱形结构，内孔主体为圆柱形，出口采用圆锥形过渡，端口开有喇叭口，利于喷雾雾场的形成；主流体管侧壁开有进液孔6，上下两端有法兰盘，用于与前端和后端管路固定，上下两端的法兰盘上各开有对称的四个圆孔。

请参阅图2，所述压缩空气管2主体为圆柱形结构，下端为圆锥形，内孔主体为圆柱形，通过圆锥过渡到出口，出口处为喇叭形；压缩空气管侧壁开有进气孔7，中间有法兰盘，法兰盘上对称开有四个圆孔，用于与上述主流体管连接，法兰盘下方有凸台，用于与主流体管连接时定位使用；压缩空气管上端有螺纹结构。

请参阅图2，所述主流体管进液口6与压缩空气进气口7的夹角为0°。

请参阅图2，所述垫片4位于压缩空气管法兰盘和主流体管上法兰盘中间，垫片厚度为2mm。

请参阅图2，所述辅流体管3主体圆柱形结构，下端为圆锥形，内孔为阶梯圆柱形孔，出口处为喇叭形；辅流体管中孔为阶梯型圆孔，外壁前端有螺旋形旋流结构。

请参阅图3，所述主流体进液口6与压缩空气进气口7的夹角为0°。

此实施例中所述三流体喷射器的喷雾方法，压缩空气喷雾驱动压力为1.2kg，最终所得喷雾液滴粒径范围在30-50μm之间。

步骤一：使用主流体为甘油，辅流体为水，连接主流体管、辅流体管至主流体进液口、辅流体进液口，调节两种流体的温差在30°之间；

步骤二：动力源是压缩空气，连接压缩空气管至压缩空气进气口，打开开关，调节其驱动压力在0.12MPa范围内；

步骤三：打开主流体管、辅流体管开关，调节流量阀将甘油流量设为4kg/h之间，水流量为20kg/h，两种流体同时通过流道流至喷射口；

步骤四：两种流体在压缩空气作用下被打散，使得两种流体得到充分雾化。

在其他一些实施例中，所述垫片的厚度为2～3mm，主流体管进液口与压缩空气管进气孔的夹角可为0°,90°,180°；所述主流体可为流量在4kg/h-6kg/h的任意流体，粘度≤9.54×10³Pa·s；辅流体为水，流量为20kg/h，压缩空气驱动压力为1.2-1.6kg，最终所得的喷雾液滴粒径范围在20-50μm之间。

Claims (2)

1.一种三流体喷射器，包括主流体管(1)，压缩空气管(2)，辅流体管(3)，垫片(4)及固定螺母(5)，所述主流体管(1)与压缩空气管(2)中间垫有垫片(4)，辅流体管(3)安装于压缩空气管(2)中心孔位置，上端穿过固定螺母(5)，固定螺母(5)与压缩空气管(2)通过螺纹固定；

所述主流体管(1)为圆柱形结构，内孔主体为圆柱形，内圆柱孔垂直度≤0.005，出口采用圆锥形过渡，端口开有喇叭口；所述主流体管(1)侧壁开有进液孔(6)；所述主流体管(1)上下两端有法兰盘,法兰盘上各开有对称的四个圆孔；

所述压缩空气管(2)主体为圆柱形结构，下端为圆锥形，内孔主体为圆柱形，通过圆锥过渡到出口，出口处为喇叭形；所述压缩空气管(2)侧壁开有进气孔(7)；所述压缩空气管(2)中间有法兰盘，法兰盘上对称开有四个圆孔,下方有凸台；所述压缩空气管(2)上的凸台垂直度≤0.005；所述压缩空气管(2)上端有螺纹结构；

所述垫片(4)位于压缩空气管(2)法兰盘和主流体管(1)上法兰盘中间，所述垫片(5)的厚度为2～3mm；

所述辅流体管(3)主体为阶梯型圆柱形结构，中部有圆柱形凸台，辅流体管(3)上的凸台垂直度≤0.005，下端为圆锥形；内孔为阶梯圆柱形孔，出口处为喇叭形；所述辅流体管(3)上端为辅流体进液口(8)；所述辅流体管(3)中孔为阶梯型圆孔；所述辅流体管(3)下端有螺旋形旋流结构；

所述固定螺母(5)为圆柱形，内壁开有螺纹孔，外壁滚花；

所述压缩空气管(2)与主流体管(1)接触面、压缩空气管(2)与辅流体管(3)接触面的平行度≤0.01；

所述主流体管(1)、压缩空气管(2)内孔表面粗糙度为1.6，外表面粗糙度为3.2；

所述主流体管进液孔(6)与压缩空气管进气孔(7)的夹角可 变。

2.根据权利要求1所述的三流体喷射器的喷雾方法，其特征在于，包括：

步骤一：连接主流体管、辅流体管至主流体进液口、辅流体进液口，调节两种流体的温差在0°～50°之间；

步骤二：动力源是压缩空气，连接压缩空气管至压缩空气进气口，打开开关，调节其驱动压力在0.12-0.16MPa范围内；

步骤三：打开主流体管、辅流体管开关，调节流量阀将主流体流量控制在4kg/h-6kg/h之间，辅流体流量控制在10kg/h-30kg/h，两种流体同时通过流道流至喷射口；

步骤四：两种流体在压缩空气作用下被打散，使得两种流体得到充分雾化。