CN105944898B - 一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，该装置包括液气引入壳体和雾化装置发生壳体，液气引入壳体的内部设有液气引入阀芯阀芯外侧形成气流渐缩窄缝通道，液气引入阀芯的中心通孔为射流水渐缩通道，尾部的射流水出口正对水流超声振荡腔，在雾化装置发生壳体的尾端设有气流自激振荡腔，气流自激振荡腔中心设有喇叭状气流挡板，气流挡板内部设有水雾渐缩通道，水雾渐缩通道、水雾导出通道、和水雾射流出口为平滑过渡连接。气流经过气流渐缩窄缝通道加速后进入气流自激振荡腔，气流挡板与气流自激振荡腔配合形成气流自激振荡场，成功实现了液体的高效雾化。本发明具有雾化效率高、结构简单的优点，也适用于其它液体的高效雾化。

Description

一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置

技术领域

本发明涉及一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，具体涉及一种在气流作用下应用超声波原理的水流高效雾化装置。

背景技术

高科技产品的快速更新换代，对其相关零件的加工要求越来越高，加工过程中产生的有害粉尘越来越细微，呼吸性粉尘占得比例越来越大。据相关文献研究普通喷嘴形成的水雾粒度较大，在与微细粉尘作用时存在碰撞概率不高，降尘效率难以满足的缺点，目前最常用的方法是通过细雾化场来降尘。常见的形成雾化场的方式是通过增加压力和减小喷嘴口直径，然而这两种方式都是不可取的。增加压力会带来供压设备的负担；减小喷嘴口直径增加了发生堵塞的概率，因此多是采用频率激振来提高水射流湍流能力来增强雾化效果，目前多为流行的雾化技术是超声雾化技术。

中国专利CN102527567A“一种用于煤矿井下的超声雾化降尘喷嘴”设计了一种利用气流形成的超声波作用于液体的雾化装置，提高了雾化效果，但雾化发生腔内水流湿直线运行，形成的湍流效果不强导致雾化均匀度不高。中国专利CN103362533B“一种锥型气流场雾化喷射装置”利用锥型环缝形成气流速度场，吸引水流进入气流场中搅拌破碎，充分利用起来气流的辅助破碎的作用，但是水流在进入气流场前没有得到雾化，这使得雾化效率不高。

发明内容

本发明旨在提供一种雾化均匀、雾化效率高、易于拆装的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置。

本发明提供了一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，包括液气引入壳体和雾化装置发生壳体，雾化装置发生壳体内部设有水流超声振荡腔和气流自激振荡腔；液气引入壳体的中心为进气口，液气引入壳体内部设有液气引入阀芯，在液气引入阀芯和液气引入壳体之间形成气流渐缩窄缝通道，气流渐缩窄缝通道为环状锥形，液气引入阀芯的中心通孔为射流水渐缩通道，射流水渐缩通道头部连接水流导入弯管，尾部的射流水出口正对水流超声振荡腔，水流超声振荡腔通过四个振荡腔固定竖杆连接四个振荡腔固定横杆，固定横杆和固定竖杆垂直连接，固定横杆固定在液气引入阀芯的连接孔内；在雾化装置发生壳体的尾端设有气流自激振荡腔，气流自激振荡腔中心设有喇叭状气流挡板，气流挡板的入口正对水流超声振荡腔的尾部，气流挡板内部设有水雾渐缩通道，水雾渐缩通道出口连接水雾导出通道，水雾导出通道出口端和水雾射流出口连接，水雾射流出口为外扩的喇叭状，且水雾渐缩通道、水雾导出通道、和水雾射流出口为平滑过渡连接。气流经过气流渐缩窄缝通道加速后进入气流自激振荡腔，气流挡板与气流自激振荡腔配合形成气流自激振荡场。

上述装置中，所述液气引入壳体外表面设有外螺纹，雾化装置发生壳体内表面设有内螺纹，液气引入壳体和雾化装置发生壳体之间通过壳体连接螺纹进行连接，通过调节啮合壳体连接螺纹的水平方向位移来调节雾化装置发生场空间的大小，且通过螺纹连接的壳体便于拆装或更换零件。

上述装置中，所述气流渐缩窄缝通道的环形气流入口宽度为2-4mm，通道的锥形母线与中心轴线的夹角为10°～20°，环形气流出口的宽度为0.5-0.8mm。气流经过气流渐缩窄缝通道冲击气流自激振荡腔，并与气流挡板作用形成气流自激振荡效果。

上述装置中，所述射流水渐缩通道为锥形，水流入口直径为4-8mm，水流出口直径为2-4mm，锥形母线与轴线的夹角为15°～30°。

上述装置中，所述振荡腔固定竖杆两端设有外螺纹，下端与水流超声振荡腔进行螺纹连接，上端与振荡腔固定横杆进行螺纹连接，振荡腔固定横杆端部设有外螺纹，通过螺纹固定在液气引入阀芯内部的连接孔中，通过调节固定横杆与液气引入阀芯的水平位移来调节水流超声振荡腔相对于射流水出口的距离，距离调节范围为20～30mm。

上述装置中，所述气流自激振荡腔为渐缩弧形，与喇叭状气流挡板连接，气流挡板端部的母线与中心轴线的夹角为30°～45°。气流挡板中心的水雾渐缩通道对雾化气流具有导出引流作用。

上述装置中，所述水雾导出通道的直径为1.2-2.5mm。

上述装置中，所述液气引入壳体的端部设有外螺纹实现与外接气源的快速连接，水流导入弯管与液气引入阀芯的入口端通过螺纹连接。

本发明在利用气流窄缝加速后形成的自激振荡波的基础上作用于水流经过超声雾化形成的雾化场，并进行充分的搅拌作用，进而形成水雾混合高效雾化装置。窄缝加速后自激振荡气流的搅拌推动具有以下优点：a气流形成的自激振荡波有助于周围的水流破碎雾化；b自激振荡气流和液场形成混合场，在整个过程，气流一直搅拌液流并使其充分破碎，增大了雾化能力并使得雾化更为均匀；c自激振荡气流运动方向能够有效的导出雾化水流。本发明在整个雾化装置发生壳体内部存在气流的自激振荡波、水流的超声波、以及经过窄缝空间加速下气流对水流的搅拌作用，气流的自激振荡波、水流的超声波成倍的增强了搅拌效果，成功实现了液体的高效雾化。

本发明的有益效果：

（1）本发明实现了无需外接提供高频振动能源和机械传递元件，且能够能水流低压下能够达到高效的雾化效果。

（2）具有雾化粒度小，雾化场均匀，且结构简单，使用方便，工作安全可靠等优点，对于气流作用下水射流高效雾化领域提供了实用价值。

（3）本发明可以根据不同的应用环境进行流量和雾化能力的调节，也可适用于其它液体的高效雾化。

附图说明

图1为高效雾化装置的整体剖面结构示意图。

图2为水流超声振荡腔的结构示意图。

图中：1 外螺纹；2 进气口； 3 液气引入壳体； 4 液气引入阀芯； 5 连接孔； 6固定横杆； 7 固定竖杆； 8 水流超声振荡腔； 9 气流挡板； 10 气流自激振荡腔； 11 水雾射流出口； 12 水雾导出通道；13 水雾渐缩通道； 14 雾化装置发生壳体； 15 壳体连接螺纹； 16 射流水出口； 17 射流水渐缩通道； 18 气流渐缩窄缝通道； 19 连接螺纹； 20水流入口； 21 水流导入弯管； 22 竖杆连接螺纹。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例：

如图1~2所示，一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，包括液气引入壳体（3）和雾化装置发生壳体（14），雾化装置发生壳体（14）内部设有水流超声振荡腔（8）和气流自激振荡腔（10）；液气引入壳体（3）的中心为进气口（2），液气引入壳体（3）内部设有液气引入阀芯（4），在液气引入阀芯（4）和液气引入壳体（3）之间形成气流渐缩窄缝通道（18），气流渐缩窄缝通道（18）为环状锥形，液气引入阀芯（4）的中心通孔为射流水渐缩通道（17），射流水渐缩通道（17）头部连接水流导入弯管（21），尾部的射流水出口（16）正对水流超声振荡腔（8），水流超声振荡腔（8）通过四个振荡腔固定竖杆（7）连接四个振荡腔固定横杆（6），固定横杆（6）和固定竖杆（7）垂直连接，固定横杆（6）固定在液气引入阀芯（4）的连接孔（5）内；在雾化装置发生壳体（14）的尾端设有气流自激振荡腔（10），气流自激振荡腔（10）中心设有喇叭状气流挡板（9），气流挡板（9）的入口正对水流超声振荡腔（8）的尾部，气流挡板（9）内部设有水雾渐缩通道（13），水雾渐缩通道（13）出口连接水雾导出通道（12），水雾导出通道（12）出口端和水雾射流出口（11）连接，水雾射流出口（11）为外扩的喇叭状，且水雾渐缩通道（13）、水雾导出通道（12）、和水雾射流出口（11）为平滑过渡连接。气流经过气流渐缩窄缝通道（18）加速后进入气流自激振荡腔（10），气流挡板（9）与气流自激振荡腔（10）配合形成气流自激振荡场。

上述装置中，所述液气引入壳体（3）外表面设有外螺纹，雾化装置发生壳体（14）内表面设有内螺纹，液气引入壳体（3）和雾化装置发生壳体（14）之间通过壳体连接螺纹（15）进行连接，通过调节啮合壳体连接螺纹（15）的水平方向位移来调节雾化装置发生场空间的大小，且通过螺纹连接的壳体便于拆装或更换零件。

上述装置中，所述气流渐缩窄缝通道（18）的环形气流入口宽度为2-4mm，通道的锥形母线与中心轴线的夹角为10°～20°，环形气流出口的宽度为0.5-0.8mm。气流经过气流渐缩窄缝通道（18）冲击气流自激振荡腔（10），并与气流挡板（9）作用形成气流自激振荡效果。

上述装置中，所述射流水渐缩通道（17）为锥形，水流入口直径为4-8mm，水流出口直径为2-4mm，锥形母线与轴线的夹角为15°～30°。

上述装置中，所述振荡腔固定竖杆（7）两端设有外螺纹，下端与水流超声振荡腔（8）进行螺纹连接，上端与振荡腔固定横杆（6）进行螺纹连接，振荡腔固定横杆（6）端部设有外螺纹，通过螺纹固定在液气引入阀芯（4）内部的连接孔（5）中，通过调节固定横杆（6）与液气引入阀芯（4）的水平位移来调节水流超声振荡腔（8）相对于射流水出口（16）的距离，距离调节范围为20～30mm。

上述装置中，所述气流自激振荡腔（10）为渐缩弧形，与喇叭状气流挡板（9）连接，气流挡板（9）端部的母线与中心轴线的夹角为30°～45°。气流挡板（9）中心的水雾渐缩通道（13）对雾化气流具有导出引流作用。

上述装置中，所述水雾导出通道（12）的直径为1.2-2.5mm。

上述装置中，所述液气引入壳体（3）的端部设有外螺纹（1）实现与外接气源的快速连接，水流导入弯管（21）与液气引入阀芯（4）的入口端通过连接螺纹（19）连接。

本发明所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置的工作原理是：该装置以压缩空气和低压水流为动力；压缩空气从进气口（2）进入，经过气流渐缩窄缝通道（18）进行加速，加速后的气流冲击气流自激振荡腔（10），并在气流挡板（9）的作用下形成自激振动气流波；低压水流从水流入口（20）经水流导入弯管（21）进入装置中，经过射流水渐缩通道（17）进行加速，水流冲击水流超声振荡腔（8）后形成水流超声波雾化液滴，雾化后的液滴很快进入自激振动气流波场，并在其搅拌作用下实现了液体的高效雾化，经水雾渐缩通道（13）、水雾导出通道（12）和水雾射流出口（11）扩散出去。

Claims (8)

1.一种窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：包括液气引入壳体（3）和雾化装置发生壳体（14），雾化装置发生壳体（14）内部设有水流超声振荡腔（8）和气流自激振荡腔（10）；液气引入壳体（3）的中心为进气口（2），液气引入壳体（3）内部设有液气引入阀芯（4），在液气引入阀芯（4）和液气引入壳体（3）之间形成气流渐缩窄缝通道（18），气流渐缩窄缝通道（18）为环状锥形，液气引入阀芯（4）的中心通孔为射流水渐缩通道（17），射流水渐缩通道（17）头部连接水流导入弯管（21），尾部的射流水出口（16）正对水流超声振荡腔（8），水流超声振荡腔（8）通过四个振荡腔固定竖杆（7）连接四个振荡腔固定横杆（6），振荡腔固定横杆（6）和振荡腔固定竖杆（7）垂直连接，振荡腔固定横杆（6）固定在液气引入阀芯（4）的连接孔（5）内；在雾化装置发生壳体（14）的尾端设有气流自激振荡腔（10），气流自激振荡腔（10）中心设有喇叭状气流挡板（9），气流挡板（9）的入口正对水流超声振荡腔（8）的尾部，气流挡板（9）内部设有水雾渐缩通道（13），水雾渐缩通道（13）出口连接水雾导出通道（12），水雾导出通道（12）出口端和水雾射流出口（11）连接，水雾射流出口（11）为外扩的喇叭状，且水雾渐缩通道（13）、水雾导出通道（12）、和水雾射流出口（11）为平滑过渡连接。

2.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述液气引入壳体（3）外表面设有外螺纹，雾化装置发生壳体（14）内表面设有内螺纹，液气引入壳体（3）和雾化装置发生壳体（14）之间通过壳体连接螺纹（15）进行连接，通过调节啮合壳体连接螺纹（15）的水平方向位移来调节雾化装置发生场空间的大小。

3.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述气流渐缩窄缝通道（18）的环形气流入口宽度为2-4mm，通道的锥形母线与中心轴线的夹角为10°～20°，环形气流出口的宽度为0.5-0.8mm。

4.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述射流水渐缩通道（17）为锥形，水流入口直径为4-8mm，水流出口直径为2-4mm，锥形母线与轴线的夹角为15°～30°。

5.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述振荡腔固定竖杆（7）两端设有外螺纹，下端与水流超声振荡腔（8）进行螺纹连接，上端与振荡腔固定横杆（6）进行螺纹连接，振荡腔固定横杆（6）端部设有外螺纹，通过螺纹固定在液气引入阀芯（4）内部的连接孔（5）中，通过调节振荡腔固定横杆（6）与液气引入阀芯（4）的水平位移来调节水流超声振荡腔（8）相对于射流水出口（16）的距离，距离调节范围为20～30mm。

6.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述气流自激振荡腔（10）为渐缩弧形，与喇叭状气流挡板（9）连接，气流挡板（9）端部的母线与中心轴线的夹角为30°～45°。

7.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述水雾导出通道（12）的直径为1.2-2.5mm。

8.根据权利要求1所述的窄缝气流振荡搅拌下水流超声高效雾化装置，其特征在于：所述液气引入壳体（3）的端部设有外螺纹（1）实现与外接气源的快速连接，水流导入弯管（21）与液气引入阀芯（4）的入口端通过螺纹连接。