CN105772264A - 用于产生喷射射流的方法，和双组分喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于产生喷射射流的方法，和双组分喷嘴。具体而言，本发明涉及一种用于利用具有喷嘴壳体的双组分喷嘴产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法，所述方法具有混合供应的液体和供应的气体以及产生包括气体和液滴的喷射射流的步骤，其中，提供了气体射流的产生和所述气体射流与所述喷射射流的混合。

Description

用于产生喷射射流的方法，和双组分喷嘴

技术领域

本发明涉及一种用于利用具有喷嘴壳体的双组分喷嘴产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法，所述方法具有混合供应的液体和供应的气体以及产生包括气体和液滴（gasandliquiddrops）的喷射射流的步骤。本发明还涉及一种用于利用喷嘴壳体来喷射液体/气体混合物的双组分喷嘴，其中，所述喷嘴壳体具有至少一个液体入口、至少一个气体入口和至少一个出口开口，并且其中，在所述喷嘴的操作期间，包括气体和液滴的喷射射流存在于所述至少一个出口开口的下游。

背景技术

具有内混合室的双组分喷嘴具有喷射射流，所述喷射射流具有核心射流和围绕所述核心射流的外部射流。所述核心射流和所述外部射流能够完全合并在一起；一般而言，所述核心射流在双组分喷嘴的情况下是明显的。如果这样的喷射射流进入过程的周围环境，则核心射流中的液滴仅具有延迟地进入到与所述过程的周围环境（processsurroundings）的热和物质交换中。结果，蒸发距离被延伸。首先，能够观察到的是，在具有内混合室的常规的双组分喷嘴的情况下，大的液滴在从喷嘴壳体离开之后形成在喷射射流的核心射流中。

发明内容

利用本发明，意在关于避免喷射射流的核心射流中的大的液滴来改进用于产生喷射射流的方法和双组分喷嘴。

为此，根据本发明，提供了一种用于利用具有喷嘴壳体的双组分喷嘴产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法，所述方法具有混合供应的液体与供应的气体以及产生包括气体和液滴的喷射射流的步骤，所述方法还包括产生至少一个气体射流，并且使所述气体射流与所述喷射射流混合；并且还提供了一种用于利用喷嘴壳体来喷射液体/气体混合物的双组分喷嘴，其中，所述喷嘴壳体具有至少一个液体入口、至少一个气体入口和至少一个出口开口，并且其中，在所述喷嘴的操作期间，包括气体和液滴的喷射射流存在于所述至少一个出口开口的下游，设置至少一个另外的气体出口开口用于产生气体射流，其中，所述另外的气体出口开口以使得所述气体射流与所述喷射射流混合的方式来设计和布置。本发明的有利的发展在从属权利要求中规定。

在根据本发明的用于利用具有喷嘴壳体的双组分喷嘴产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法的情况下，所述方法具有混合供应的液体和供应的气体以及产生包括气体和液滴的喷射射流的步骤，提供了至少一个气体射流的产生和气体射流与喷射射流的混合。

因此，通过气体射流与所述喷射射流混合，存在于所述喷射射流中的液滴能够通过所述气体射流被附加地雾化。结果，能够防止大的液滴在所述喷射射流中形成。

在本发明的发展中，所述喷射射流具有核心射流和围绕所述核心射流的外部射流，其中，所述气体射流首先与所述喷射射流的核心射流混合。

由于大的液滴可特定地在双组分喷嘴的喷射射流的核心射流中出现，所以气体射流首先与喷射射流的核心射流混合是特别有利的。这是因为所述气体射流随后可靠地提供对所述核心射流中大的液滴的进一步的雾化或分解（division）。尽管所述气体射流在进入到外部射流的区域中之前已经失去动能，但这并不要紧，因为例如通过设置围绕所述喷嘴壳体的环形喷嘴，并且因此，通过使用环形的空气，能够防止位于所述外部射流中的大的液滴。

在本发明的发展中，提供了液体和气体在所述喷嘴壳体的混合室内的混合以及气体射流与喷射射流在所述混合室的下游的混合。

在本发明的发展中，所述气体射流与所述喷射射流的混合发生在所述喷嘴壳体内。

可替代地，所述气体射流与所述喷射射流的混合能够发生在所述喷嘴壳体外。

所述气体射流的混合能够发生在所述喷嘴壳体之内或之外，这取决于现有的空间条件以及取决于关于液滴（drop）大小的相应适用的需求。

在本发明的发展中，提供了以多个分流（partialflow）的形式将所述气体射流引入到所述喷射射流的核心射流中，其中，所述多个分流具有相对于所述喷射射流的中心纵向轴线径向向外导引的主运动成分（mainmovementcomponent）。

所述气体射流分成各自径向向外导引的多个分流使所述核心射流中可能的大的液滴完全分解成较细小的液滴。

在本发明的发展中，提供了在所述喷嘴壳体内将供应到所述双组分喷嘴的气体分成第一气流和第二气流，其中，提供所述第一气流用于产生所述喷射射流，并且提供所述第二气流用于产生与所述喷射射流混合的气体射流。

因此，仅需要用均匀压力的气体来供应所述双组分喷嘴。分成两个气流随后发生在所述喷嘴壳体内。

在根据本发明的用于利用喷嘴壳体来喷射液体/气体混合物的双组分喷嘴的情况下，其中，所述喷嘴壳体具有至少一个液体入口、至少一个气体入口和至少一个出口开口，并且其中，在所述喷嘴的操作期间，包括气体和液滴的喷射射流存在于所述至少一个出口开口的下游，设置至少一个另外的气体出口开口用于产生气体射流，其中，所述另外的气体出口开口以使得所述气体射流与所述喷射射流混合的方式来设计和布置。

通过设置至少一个另外的气体出口开口，所述气体射流能够与所述喷射射流混合，并且通过借助于所述气体射流来附加地雾化所述喷射射流中的液滴，能够可靠地防止大的液滴在所述喷射射流内产生。

在本发明的发展中，所述喷嘴壳体具有混合室，其中，所述液体入口和所述气体入口通到所述混合室中，并且其中，所述至少一个另外的气体出口开口被布置在所述混合室的下游并且相对于所述混合室同心地布置。

借助于这样地布置所述至少一个另外的气体出口开口，所述气体射流能够与所述喷射射流的核心射流混合。

在本发明的发展中，所述喷嘴壳体具有用于所述喷射射流的出口开口，其中，所述至少一个另外的气体出口开口被布置在所述出口开口的下游。

在本发明的发展中，所述至少一个另外的气体出口开口被布置在所述出口开口的上游。

可替代地，所述至少一个另外的气体出口开口被布置在所述出口开口的下游。

取决于现有的空间条件和关于所述喷射射流中的液滴大小的需求，所述至少一个另外的气体出口开口能够被布置在所述喷嘴壳体内，即所述出口开口的上游，或布置在所述喷嘴壳体外，即所述出口开口的下游。

在本发明的发展中，所述至少一个另外的气体出口开口被布置在相对于所述出口开口同心地紧固到所述喷嘴壳体的管的自由端的区域中。

借助于相对所述出口开口同心布置的简单的管，所述至少一个另外的气体出口开口能够以简单的方式实现并且相对于所述核心射流在中央放置。

在本发明的发展中，所述管在其自由端处设有偏转板或偏转体，并且紧靠在所述偏转板或所述偏转体的上游设有多个流出开口。

以这种方式，可以产生多个气体射流，所述多个气体射流被导引成具有径向向外的主成分（maincomponent），并且随后能够引起大的液滴在所述喷射射流内的雾化。例如，沿流动方向扩展的锥体能够被用作偏转体。排出的气体射流的方向能够通过所述锥体的角度变化。

在本发明的发展中，多个流出开口相对于所述管的中心纵向轴线径向向外打开。

结果，所述多个气体射流首先获得径向向外导引的运动，但在所述双组分喷嘴的操作期间随着所述喷射射流传送（carriedalong），其中，所述气体射流的主成分仍保持径向向外导引。

在本发明的发展中，提供了围绕所述出口开口的环形间隙。

借助于环形间隙，如果包围空气（envelopingair）从所述环形间隙离开，则紧接在从所述出口开口离开之后，所述喷射射流仍然能够相对于所述过程的周围环境受到庇护。但是，所述环形间隙也能够被用于例如防止液滴在围绕所述出口开口的区域中形成。

附图说明

结合附图，从权利要求和下面的描述呈现本发明的另外的特征和优点。参考附图在描述中说明的各实施例的个别特征能够以任何方式彼此组合，而不超过本发明的范围。附图中：

图1示出了根据本发明的双组分喷嘴的侧视图；

图2示出了图1中的平面II-II的剖视图；

图3示出了图1中的平面III-III的剖视图；

图4示出了图1的双组分喷嘴的细节的放大视图；

图5示出了根据本发明的第二实施例的根据本发明的双组分喷嘴的剖视图；

图6示出了根据第三实施例的根据本发明的双组分喷嘴的剖视图；以及

图7示出了根据本发明的第四实施例的根据本发明的双组分喷嘴的剖视图。

具体实施方式

图1的图示示出了具有喷嘴壳体12的根据本发明的双组分喷嘴10。喷嘴壳体12具有出口开口14，液滴和气体的喷射射流（sprayjet）在双组分喷嘴10的操作期间从所述出口开口14排出。待雾化的液体经由液体入口16被供应到双组分喷嘴10，其中，所述液体被引导到液体入口16的下游至混合室中，并且在那里雾化。液体入口16设有用于液体供应管路的连接的外螺纹。

液体入口16设有环形的气体入口18，通过所述气体入口18，例如压缩空气或水蒸气的气体被供应到喷嘴壳体12。所述喷嘴壳体在所述气体入口的外壁上设有内螺纹，以便能够连接气体供应管路。

喷嘴壳体12具有两部分的设计，并且具有外壳20和插入件22。插入件22在图1中其左端处具有液体入口16，并且被插入到外壳20中。环形的气体入口18形成在插入件22和外壳20之间。

如在图1中能够看到的，紧接在外壳20的开端部分之前，插入件22设有径向向内导引的总共八个气体通道24。气流借助于气体通道24分支，所述气流随后再从出口开口14下游的多个流出开口26离开，并且形成多个气体射流，所述多个气体射流随后与从出口开口14排出的喷射射流混合。为此，气体通道24通到管30中，所述管30相对于中心纵向轴线28同心地布置，并且偏转板32被布置在所述管30的自由端处。所述多个流出开口26紧靠在偏转板32的上游布置。

图2的图示示出了图1中的剖面II-II的视图。能够看到来自外壳20和插入到外壳20中的插入件22的喷嘴壳体12的两部分构造。能够容易地看到环形的气体入口18和液体入口16。气体通道24位于剖面II-II之外，并且因此，在图2的视图中无法看到它们。但是，气体通道24通到环形通道36中，所述环形通道36被设置在限位器（stopper）38中，所述限位器38又相对于所述中心纵向轴线同心地螺接到插入件22中。从环形通道36，借助于气体通道24分支的气流进入到管30的内部空间中，并且由此传送到处于管30的自由端处的流出开口26。如已经说明的，基本上径向导引的气体射流在管30的端部处从流出开口26中的每一个排出。在双组分喷嘴10的操作期间，所述多个气体射流随后横交（cross）从出口开口14排出的喷射射流。

在喷嘴的操作期间，喷射射流通过在混合室40中混合气体和液体产生，管30穿过所述混合室40。气体入口18通到环形空间42中，多个气体入口44从所述环形空间42通到所述混合室中。这些气体入口径向地通到混合室40中，所述混合室40具有以圆锥形形状（circular-conical-shaped）的方式变宽的形状。结果，从气体入口44排出的气流被径向向内导引，并且基本上成直角地横交进入混合室40的液体流。

限位器38设有围绕管30同心地布置的多个液体入口46。这能够在图3的视图中看到，其示出了图1中的剖面III-III的视图。

因此，从总共八个液体入口46，相应的液体流与纵向轴线28平行地进入混合室40。来自气体入口44的气流以直角撞击所述多个液体流，并且在混合室40内产生气体/液滴混合物（gas/dropmixture）。所述混合室在位于下游的其端部处逐渐变细，其中，所述逐渐变细由圆锥形形状的部段48引起。圆锥形形状的部段48基本上短于混合室40。在图示实施例中，锥形48的长度小于混合室40的长度的十分之一。锥形48邻接圆筒形部段50，所述圆筒形部段50在喷嘴壳体12内形成最窄的剖面。圆筒形部段50的长度是混合室40的长度的大约三分之一。圆筒形部段50邻接部段52，其成锥形地变宽并且终止于出口开口14处。部段52的长度是圆筒形部段50的长度的大约三到四倍，并且在图示实施例中，大约对应于混合室40的长度。

出口开口14被槽54围绕，所述槽54在剖面中是三角形的，并且意在防止液滴在围绕出口开口14的区域中粘附到壳体12。

在图3的图示中，能够看到喷嘴壳体12的插入件22和外壳20之间的环形空间42。气体被引入到所述环形空间42中。如已说明的，气流借助于设置在插入件22中并且径向向内延伸的总共八个气体通道24从所述环形空间42分支。气体通道24通到形成在限位器38中的环形通道36中。参见图2，限位器38被嵌入到插入件22中。从环形通道36开始，四个另外的气体通道56被设置在限位器38中，所述气体通道径向向内导引并且通到管30的内部空间中。因此，气体从环形空间42穿过气体通道24，到环形通道36中，到气体通道56中以及到管30的内部空间中。如已经说明的，所述气体随后通过所述多个流出开口26在管30的自由端处基本上径向地排出。

如已说明的，气体/液滴混合物在混合室40内产生，并且随后穿过圆筒形部段50和锥形变宽部52，一直到出口开口14并且在那里排出作为喷射射流。双组分喷嘴10的喷射射流具有核心射流和围绕所述核心射流的外部射流。大的液滴这里可出现在喷射射流的核心射流中；首先，对大的液滴而言，在从出口开口14排出之后有可能再形成在喷射射流的核心射流中。所述喷射射流的核心射流中的这种大的液滴被从流出开口26基本上径向向外排出的气体射流再次分成较小的液滴。因此，从出口开口26排出的气体射流横交所述喷射射流，以便防止大的液滴在所述喷射射流内形成或逆转（reverse）其形成。由于管30布置在双组分喷嘴10的中心纵向轴线上，所以从流出开口26排出的气体射流首先横交所述喷射射流的核心射流，并且随后横交所述喷射射流的外部射流。

图4的图示示出了图1的双组分喷嘴10的放大的细节。具体而言，详细地图示了管30的具有偏转板32和多个径向向外导引的流出开口26的自由端。参见图2，偏转板32设有延伸部，其被推到管30的自由端中并且被固定在那里。流出开口26也被设置在所述插入件上。因此，管30在结构上能够以非常简单的方式来构建。所述插入件被推到所述管的自由端中，其结果是，偏转板32和流出开口26被放置在管30的自由端上。

图5的图示示出了根据本发明的第二实施例的双组分喷嘴60。双组分喷嘴60与图1的双组分喷嘴10区别仅在于管30的具有偏转板32和流出开口26的自由端被布置在出口开口14的上游。因此，管30的自由端和流出开口26仍被布置在喷嘴壳体12的外壳20内。因此，从流出开口26排出的气体射流仍在喷嘴壳体12内就横交喷射射流，所述喷射射流存在于喷嘴壳体12的成锥形变宽的部段52中。

但是，在其他方面，双组分喷嘴60与图1的双组分喷嘴10相同地构建。因此，不再说明双组分喷嘴60的个别部件和操作方式。

图6的图示示出了根据本发明的第三实施例的双组分喷嘴70的剖视图。双组分喷嘴70与图1的双组分喷嘴10不同仅在于存在环形间隙帽72，所述环形间隙帽72与喷嘴壳体76形成围绕出口开口14的环形间隙74。环形间隙74用包围空气来供给。由此，能够相对于过程的周围环境紧靠在出口开口14的下游庇护从出口开口14排出的喷射射流。此外，借助于从环形间隙74排出的包围空气，还可以使形成在喷嘴壳体76的围绕出口开口14的区域上的液滴雾化成细小的液滴。与双组分喷嘴10的喷嘴壳体12相比，喷嘴壳体76在其围绕出口开口14的区域中形成有显著更薄的壁。如沿流动方向看到的，环形间隙帽76延伸到喷嘴壳体76的端部之外一定距离。结果，促进了在围绕出口开口14的区域中的喷嘴壳体12上积聚的液滴的雾化，并且保护喷嘴壳体76的外边缘免受机械损伤。

在其他方面，双组分喷嘴70与图1的双组分喷嘴10相同地形成，并且不再说明双组分喷嘴10的个别部件及其功能。

图7示出了根据本发明的第四实施例的根据本发明的双组分喷嘴80。与图6的双组分喷嘴70对比，管30的自由端被布置在喷嘴壳体76内。因此，在管30的自由端处从流出开口26排出的气体射流仍在喷嘴壳体76内就横交喷射射流，如已参考图5的双组分喷嘴60说明的。同样，在双组分喷嘴80的情况下，在环形间隙帽72和喷嘴壳体76之间设置环形间隙74确保了积聚在喷嘴壳体76的围绕出口开口14的区域中的液滴能够被分裂开，并且因此，雾化成小的液滴。在其他方面，双组分喷嘴80的个别部件和功能与图1的双组分喷嘴10相同，并且因此不再说明。

Claims (15)

1.一种用于利用具有喷嘴壳体（12；72）的双组分喷嘴（10；60；70；80）产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法，所述方法具有混合供应的液体与供应的气体以及产生包括气体和液滴的喷射射流的步骤，其特征在于，产生至少一个气体射流，并且使所述气体射流与所述喷射射流混合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷射射流具有核心射流和围绕所述核心射流的外部射流，其中，所述气体射流首先与所述喷射射流的核心射流混合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述喷嘴壳体（12；72）的混合室（40）内混合所述液体和所述气体，并且在所述混合室的下游使所述气体射流与所述喷射射流混合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使所述气体射流在所述喷嘴壳体（12；72）内与所述喷射射流混合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使所述气体射流在所述喷嘴壳体（12；72）外与所述喷射射流混合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以多个分流的形式将所述气体射流引入到所述喷射射流的核心射流中，其中，所述多个分流具有相对于所述喷射射流的中心纵向轴线（28）径向向外导引的主运动成分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述喷嘴壳体（12；72）内将供应到所述双组分喷嘴的气体分成第一气流和第二气流，其中，提供所述第一气流用于产生所述喷射射流，并且提供所述第二气流用于产生与所述喷射射流混合的气体射流。

8.一种用于利用喷嘴壳体（12；72）来喷射液体/气体混合物的双组分喷嘴，其中，所述喷嘴壳体（12；72）具有至少一个液体入口（16）、至少一个气体入口（18）和至少一个出口开口（14），并且其中，在所述喷嘴的操作期间，包括气体和液滴的喷射射流存在于所述至少一个出口开口（14）的下游，其特征在于，设置至少一个另外的气体出口开口（26）用于产生气体射流，其中，所述另外的气体出口开口（26）以使得所述气体射流与所述喷射射流混合的方式来设计和布置。

9.根据权利要求8所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述喷嘴壳体（12；72）具有混合室（40），其中，所述液体入口（16）和所述气体入口（18）通到所述混合室（40）中，并且其中，所述至少一个另外的气体出口开口（26）被布置在所述混合室（40）的下游并且相对于所述混合室（40）同心地布置。

10.根据权利要求9所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述喷嘴壳体具有用于所述喷射射流的出口开口（14），其中，所述至少一个另外的气体出口开口（26）被布置在所述出口开口（14）的上游。

11.根据权利要求10所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述喷嘴壳体具有用于所述喷射射流的出口开口（14），其中，所述至少一个另外的气体出口开口（26）被布置在所述出口开口（14）的下游。

12.根据权利要求10或11所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述至少一个另外的气体出口开口（26）被布置在相对于所述出口开口（14）同心地紧固到所述喷嘴壳体（12；72）的管（30）的自由端的区域中。

13.根据权利要求12所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述管（30）在所述管（30）的自由端处设有偏转板（32）或偏转体，并且紧靠在所述偏转板（32）或所述偏转体的上游设有多个流出开口（26）。

14.根据权利要求13所述的双组分喷嘴，其特征在于，所述多个流出开口（26）相对于所述管（30）的中心纵向轴线（28）径向向外打开。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的双组分喷嘴，其特征在于，设置围绕所述出口开口（14）的环形间隙（74）。