CN105771720B - 一种喷雾型气液静态混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种喷雾型气液静态混合器，包括混合器壳体，混合器壳体上端安装混合器封盖，混合器壳体内部隔成初级混合腔和次级混合腔，初级混合腔内部设置球面挡板和连通管，连通管的第一端部开口并安装在球面挡板上，连通管的第二端部封闭并伸入至次级混合腔，连通管伸入次级混合腔的部分开设小孔，混合器封盖上设置液体入口、第一气体入口、第二气体入口以及混合气出口，液体入口下方设置雾化喷嘴，初级混合腔和次级混合腔下方分别设置第一残余液体排放口和第二残余液体排放口。本发明可用低压进行喷雾，采用双腔结构，雾状液滴与气流得到两次混合，气液能够均匀混合。

Description

一种喷雾型气液静态混合器
技术领域
本发明涉及的是一种气液混合器。
背景技术
在工业生产和科学研究中，经常需要向气流中加入一定量的液体，并要求液体均匀分散于主气流中。通常采用高压喷射的方法，将液体强制性的雾化，喷入到气流中。为使液体充分雾化，需要提高液体的喷射压力。喷射压力的提高，必然带来成本的增加，且对材料的可靠性提出更高的要求。
近年来，气体辅助雾化技术得以广泛的推广。气体辅助雾化技术采用了两套供应管路，使得辅助气体和液体在喷嘴内腔中预先混合，而后喷入到主气流中。该技术利用气液两相的速度差，实现气体对液体的撕裂作用，以完成气液的多级雾化。该技术可以降低喷射所需的压力，但由于辅助气体供应管路的增加，使得生产成本居高不下。
综上所述，高压喷射雾化技术和气体辅助雾化技术都能够完成气液的均匀混合，但是，二者均需较高的生产成本。
现有技术中，主要的船舶尾气污染物脱除技术主要有：
专利“一种预乳化气雾生成系统(201420829119.5)”，通过压缩风机输出压缩空气，利用气液两相的速度差，实现气体对液体的撕裂作用，以完成气液的多级雾化，该技术可以降低喷射所需的压力，但由于辅助气体供应管路的增加，需较高的生产成本。
专利“一种用于柴油机尿素选择性催化还原装置的静态混合器(201010587875.8)”，是通过混合器合理组织排气管中气流运动，形成强烈扰流来实现混合的目的，但此专利为单腔体工作，混合效率不高，特别是对于船舶大型柴油机，尿素喷射量大，易在避免产生结晶，影响尿素与尾气的混合。
发明内容
本发明的目的在于提供完成低喷射压力下气液均匀混合的一种喷雾型气液静态混合器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：包括混合器壳体，混合器壳体上端安装混合器封盖，混合器壳体内部隔成初级混合腔和次级混合腔，初级混合腔内部设置球面挡板和连通管，连通管的第一端部开口并安装在球面挡板上，连通管的第二端部封闭并伸入至次级混合腔，连通管伸入次级混合腔的部分开设小孔，混合器封盖上设置液体入口、第一气体入口、第二气体入口以及混合气出口，液体入口、第一气体入口和第二气体入口位于初级混合腔的上方，混合气出口位于次级混合腔的上方，液体入口下方设置雾化喷嘴，初级混合腔和次级混合腔下方分别设置第一残余液体排放口和第二残余液体排放口。
本发明还可以包括：
1、连通管开设小孔的区域位于连通管的下表面，其截面面积占连通管截面面积的一半，小孔的总面积大于连通管第一端部开口的截面面积。
2、雾化喷嘴的喷射中轴与初级混合腔的中心轴重合。
3、次级混合腔的截面积为初级混合腔截面积的1/3。
本发明的优势在于：1.结构简单，混合效率高。本发明采用双腔结构，雾状液滴与气流得到两次混合，气液能够均匀混合。2.低压喷雾，节约生产成本。本发明采用低压喷雾，降低装置对材料的要求，节约了生产成本。
附图说明
图1a为本发明的纵剖面图，图1b为A-A视图；
图2为连通管与球面挡板的连接示意图；
图3为连通管的结构图；
图4a为本发明的俯视图，图4b为本发明的外形结构图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～4，本发明的结构如图1a和图1b所示，喷雾型气液静态混合器主要包括初级混合腔6、次级混合腔12、雾化喷嘴5、球面挡板7及连通管11。雾化喷嘴5和球面挡板7安装于初级混合腔6内，而初级混合腔6与次级混合腔12由连通管11接通。混合器封装盖4设有两个气体入口1、2，可以输入多元气体。
如图2、3所示，在初级混合腔6内，连通管11一端开口，与球面挡板7连接。连通管11另一端密封，位于次级混合腔12内。连通管11密封端管面下侧开有密集小孔，以在次级混合腔12内形成强烈扰动。连通管11上密集小孔的总面积大于连通管11入口端截面积，以降低管道的节流效应。
本发明的工作流程：气体由入口2进入初级混合腔6，而液体由雾化喷嘴5喷入初级混合器6，成为雾状液滴。由于喷雾的惯性作用，雾状液滴会分散于来流气体中。为使雾状液滴均匀的分散于气流之中，雾化喷嘴5的喷射中轴与初级混合腔6的中心轴重合。气流连同雾状液滴流经初级混合腔5内的球面挡板7，流通面积逐渐减少，使得气流流速增加。高速气流在初级混合腔6下部区域流动方向改变，形成强烈扰流，完成气液的初次混合。初次混合气通过连通管11，进入次级混合腔12。由于连通管11末端的密集小孔结构，气流会在次级混合腔12下部区域形成强烈扰流，使得气液均匀混合。混合气由次级混合腔12下部区域，经过较长的距离的流动，流出气液混合器。由于次级混合腔12的截面积小于初级混合腔6，所以，混合气在次级混合腔12内得到良好的缓冲，消除气流波动，最终得到稳定的均匀混合气。
本发明气液静态混合器采用双腔结构，初级混合腔和次级混合腔。初级混合腔内装有雾化喷嘴和球面挡板；初级混合腔与次级混合腔由管道相连通。在静态混合器中，气体由管路进入混合器初级混合腔，而液体则由安装在初级混合腔中的喷嘴喷入混合器。由于喷雾的惯性作用，初级混合腔内会形成一定强度的扰动，使得雾状液滴分散在气体之中。初级混合腔内的球面挡板会起到一定节流作用，使得气体流通截面积减小，流速增加。混合气在挡板背面区域内形成强烈扰动，从而促进气液混合，完成初级混合。挡板上装有连通管道，以连接两个混合腔。连通管的末端表面开有均匀密集小孔，混合气通过小孔进入次级混合腔。为了降低小孔的总节流效应，小孔面积之和大于连通管开口截面积。混合气流出小孔后会在次级混合腔下端区域形成强烈扰动，从而促使气液二次混合，最终完成气液的混合过程。次级混合腔的截面积要小于初级混合腔，使得二次混合气在混合腔上端区域得到完全缓存，消除气流的压力波动。
本发明采用双腔结构，以提高气流混合效果，降低空间使用率。
本发明所述雾化喷嘴安装初级混合腔的中心轴线上，以最大限度的利用雾化液滴的惯性作用，使其均匀分散在来流气体中。
本发明所述初级混合腔内装有球面挡板，以减小气流流体截面，提高气流流速。
本发明所述连通管安装于球面挡板之上，改变了气流流动方向，在初级混合器底部形成强烈扰动，促进气液混合。
本发明所述连通管的末端开有密集小孔，开孔区域约占整个圆的1/2，且开孔区域位于管道下表面，以增强气流的扰动。小孔总面积大于管道截面积，以降低节流效应。
本发明采用双腔结构，包括初级混合腔和次级混合腔，次级混合腔的截面积为初级混合腔的1/3。初级混合腔内装有雾化喷嘴和球面挡板；初级混合腔与次级混合腔由管道相连通。连通管安装于球面挡板之上，且连通管的末端开有密集小孔，开孔区域位于管道下表面，占整个圆的1/2。

Claims (5)

1.一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：包括混合器壳体，混合器壳体上端安装混合器封盖，混合器壳体内部隔成初级混合腔和次级混合腔，初级混合腔内部设置球面挡板和连通管，连通管的第一端部开口并安装在球面挡板上，连通管的第二端部封闭并伸入至次级混合腔，连通管伸入次级混合腔的部分开设小孔，混合器封盖上设置液体入口、第一气体入口、第二气体入口以及混合气出口，液体入口、第一气体入口和第二气体入口位于初级混合腔的上方，混合气出口位于次级混合腔的上方，液体入口下方设置雾化喷嘴，初级混合腔和次级混合腔下方分别设置第一残余液体排放口和第二残余液体排放口。
2.根据权利要求1所述的一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：连通管开设小孔的区域位于连通管的下表面，其截面面积占连通管截面面积的一半，小孔的总面积大于连通管第一端部开口的截面面积。
3.根据权利要求1或2所述的一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：雾化喷嘴的喷射中轴与初级混合腔的中心轴重合。
4.根据权利要求1或2所述的一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：次级混合腔的截面积为初级混合腔截面积的1/3。
5.根据权利要求3所述的一种喷雾型气液静态混合器，其特征是：次级混合腔的截面积为初级混合腔截面积的1/3。
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