CN110170393B - 一种高低压混合雾化喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高低压混合雾化喷嘴属于工业领域，涉及的是一种将高压高温介质作为辅助雾化介质预先提高低温低压介质转化为雾化效果佳的介质，然后与第三种介质混合，达到均匀混合介质为目的雾化喷嘴。壳体、锥形阀芯、喷嘴套和喷嘴；喷嘴与壳体前端通过螺纹连接；喷嘴的后部套有喷嘴套；锥形阀芯的前端穿过喷嘴套进入喷嘴，锥形阀芯的后部与斜孔环相连；在斜孔环的环边设有均匀分布的斜向贯穿环边的旋转斜孔；在壳体内的喷嘴套两侧分别与设置在壳体内的环形流道相连；环形流道一侧与高压流道端部相连；在壳体外侧设有螺纹接头，螺纹接头一端与高压流道尾部连通，另一端与外接设备相连；喷嘴套的外圆环上设有一圈流量槽，突出台阶部分为圆弧切角流道。
Description
技术领域
本发明一种高低压混合雾化喷嘴属于工业领域，涉及的是一种将高压高温介质作为辅助雾化介质预先提高低温低压介质转化为雾化效果佳的介质，然后与第三种介质混合，达到均匀混合介质为目的雾化喷嘴，特别适用动力蒸汽管网中过热蒸汽的减温工况，尤其是低温介质压力差偏低情况。
背景技术
在锅炉、动力站等过热蒸汽场合中，经汽轮机至下游装置常需要对过热蒸汽进行多级减温以便满足不同设备对过热蒸汽温度的要求，其中减温介质多为除盐水、凝结水等。不同装置接入的减温压力有多种，而减温介质的压力和过热蒸汽的压力差是喷嘴雾化程度的关键因素并且决定两种介质的最终混合效果。
在低压减温介质与过热蒸汽压力差较小的情况下，一般需要对低压减温介质进行设备单独加压提高减温介质的压力来保证喷嘴的雾化效果，但加压的设备造价高昂同时压力不稳定；如果加压过高容易对喷嘴造成损伤，最终减温效果不佳。文件CN104741256A公开了一种多级减压及微小流量雾化喷嘴，其核心思想是高压减温介质通过雾化喷嘴多级减压再与过热蒸汽混合。没有提出如何解决低压减温介质在压力差较小的情况下同样需要保证喷嘴的雾化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种高低压混合雾化喷嘴，在低压介质进入喷嘴后首先通过喷嘴后端旋转流道环，得到初步旋转雾化，然后锥心缩腔流道进入喷嘴；同时通过另外引入一组高压介质，经过圆弧切角流道，最终与低压介质交汇与喷嘴出口处；两种介质交汇碰撞最大化保证低压介质出口状态的雾化效果。能够使得高低压介质混合，满足低压差情况同时，又能保证雾化介质效果，最大程度便于减温介质和过热蒸汽均匀混合，达到精确控制过热蒸汽减温到设定温度的目标。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高低压混合雾化喷嘴，包括壳体、锥形阀芯、喷嘴套和喷嘴；喷嘴外圆设有螺纹，与壳体前端通过螺纹连接，在喷嘴的前端两侧均设有定位孔，用于喷嘴与壳体连接；喷嘴的后部套有喷嘴套；锥形阀芯的前端穿过喷嘴套进入喷嘴，锥形阀芯的后部与斜孔环相连；在斜孔环的环边设有均匀分布的斜向贯穿环边的旋转斜孔；在壳体内的喷嘴套两侧分别与设置在壳体内的环形流道相连；环形流道的一侧与高压流道端部相连；
在壳体外侧设有插入壳体的螺纹接头，位于壳体内部的螺纹接头的一端与高压流道尾部连通，位于壳体外部的螺纹接头的一端用于与外接设备相连；
所述喷嘴套整体为T形，喷嘴套具有外圆环，在外圆环上设有一圈流量槽，T形下部突出的台阶部分为圆弧切角流道。
进一步的，所述的旋转斜孔与斜孔环的中轴线成60°夹角，均匀分布在斜孔环的环边，旋转斜孔的数量不少于4个，旋转斜孔的数量根据实际情况确定。
所述锥形阀芯的内部为锥形缩腔流道，所述锥形缩腔流道的出口处截面积最小。
所述锥形阀芯的前端出口位于喷嘴内部中心位置。
所述流量槽与高压流道相连通，流量槽为内凹形方形流道，以壳体中心线为中轴环绕一圈。
所述圆弧切角流道沿着喷嘴套的内孔外圆相切，圆弧切角流道的中心均布在喷嘴套凸台侧，圆弧切角流道的数量不少于3个，圆弧切角流道的数量根据实际情况确定。
工作原理：
高低压混合雾化喷嘴在工作时，低压减温介质通过旋转斜孔第一次进行旋转雾化，再通过锥形阀芯内部的锥形缩腔流道，直接到达喷嘴内腔；同时，高温高压介质通过螺纹接头进入壳体内部高压流道后进入环形流道，经圆弧切角流道，最终到达喷嘴。
上述两种介质，即低压减温介质和高温高压介质最终在喷嘴出口处交汇，高温高压介质流速大，在喷嘴出口处形成虹吸现象，不会造成低压减温介质倒流。由于两种介质交汇时因各自的流速、雾化程度不一致，在喷嘴出口处会进行混合雾化，保证低温低压介质最终进入过热蒸汽最佳的雾化状态。
发明优点：
本发明高低压混合雾化喷嘴设计合理，在遇到低压差又要保证减温介质雾化效果同时不增加成本的情况下，采用引入一组高压介质，预先在喷嘴处和低压减温介质提前混合，大大提高提高减温介质雾化效果。同时低压减温介质和高压介质均采用圆弧切角流道，增加减温介质在喷嘴处的雾化效果，最大程度便于减温介质和过热蒸汽均匀混合，达到精确控制过热蒸汽减温到设定温度的目标。
本发明大大节约了制造成本，并解决了低压差工况下喷嘴雾化效果不好的问题；内部组件全部采用可更换、模块化设计，无需另外提高减温介质压力的增压设备。随着市场对产品可控性和集成度要求的提高，本发明能充分满足更广的市场需求。本发明在实际应用中可以适应更多的工作场合比如锅炉系统、蒸汽管网以及化工装置等蒸汽场合。随着对提高能源利用率和设备智能化的要求，本发明具有广阔的前景。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明高低压混合雾化喷嘴结构示意图；
图2是本发明的喷嘴套的结构俯视图；
图3是本发明的喷嘴套的结构主视图；
图4是本发明高低压混合雾化喷嘴工作时，高低压介质混合流向示意图。
图中：1、壳体，2、螺纹接头，3、高压流道，4、喷嘴，5、旋转斜孔，6、斜孔环，7、锥形阀芯，8、喷嘴套，8-1、圆弧切角流道，8-2、流量槽，9、环形流道，10、定位孔。
具体实施方式
参照附图1~4，本发明包括壳体1、锥形阀芯7、喷嘴套8和喷嘴4；喷嘴4外圆设有螺纹，与壳体1前端通过螺纹连接，在喷嘴4的前端两侧均设有定位孔10，用于喷嘴4与壳体1连接；喷嘴4的后部套有喷嘴套8；锥形阀芯7的前端穿过喷嘴套8进入喷嘴4，锥形阀芯7的后部与斜孔环6相连；锥形阀芯7的内部为锥形缩腔流道，所述锥形缩腔流道的出口处截面积最小；所述锥形阀芯7的前端出口位于喷嘴4内部中心位置。
在斜孔环6的环边设有均匀分布的斜向贯穿环边的旋转斜孔7；在壳体1内的喷嘴套8两侧分别与设置在壳体1内的环形流道9相连；环形流道9的一侧与高压流道3端部相连；在壳体1外侧设有插入壳体1的螺纹接头2，位于壳体1内部的螺纹接头的一端与高压流道3尾部连通，位于壳体1外部的螺纹接头的一端用于与外接设备相连。
所述喷嘴套8整体为T形，喷嘴套8具有外圆环，在外圆环上设有一圈流量槽8-2，所述流量槽8-2与高压流道3相连通，流量槽8-2为内凹形方形流道，以壳体中心线为中轴环绕一圈；T形下部突出的台阶部分为圆弧切角流道8-1。
所述的旋转斜孔5与斜孔环6的中轴线成60°夹角，均匀分布在斜孔环6的环边，一般旋转斜孔5的数量为4个，使用时，旋转斜孔的数量根据实际情况确定。
所述圆弧切角流道8-1沿着喷嘴套8的内孔外圆相切，圆弧切角流道8-1的中心均布在喷嘴套8凸台侧，一般圆弧切角流道8-1的数量为3个，实际使用时，圆弧切角流道8-1的数量根据实际情况确定。
实施例：
本发明喷嘴在工作时，低压减温介质通过旋转斜孔5第一次进行旋转雾化，再通过锥形阀芯7内部的锥形缩腔流道，直接到达喷嘴4内腔，锥形缩腔流道可最大限度提高出口处流速，有于低压减温介质雾化。
上述设计因低压减温介质与过热蒸汽压力差较小，不足靠压力差达到满意的雾化效果，故需要引入另一路高温高压介质辅助，高温高压介质通过螺纹接头2进入壳体1内部高压流道3再进入环形流道9，再经圆弧切角流道8-1，最终达到旋转雾化目的。
上述低压减温介质和高温高压介质交汇于喷嘴4的出口处，高温高压介质流速大在喷嘴4出口处形成虹吸现象不会造成低压减温介质倒流。两种介质交汇时因各自的流速、雾化程度不一致，在喷嘴4出口处会进行混合雾化，保证低温低压介质最终进入过热蒸汽最佳的雾化状态。
上述实施例其展示的是一种高低压混合雾化喷嘴，注重是在压力差较低不足靠压力使介质雾化时，依靠引入高压介质一体式解决雾化效果的喷嘴。本发明展示的是利用本发明生产类似以实现本发明的目的和特征的一种装置，本发明的一种高低压混合雾化喷嘴在于节约成本和解决低压差工况下喷嘴雾化效果不好的情况，在无需增加提压设备的情况下，满足过热蒸汽的减温效果。这情况在化工装置、过热蒸汽管网、减温减压等场合中经常出现，本发明体现一种全新的一体式解决思路，上述实施仅仅是本发明的一个具体表现，而不应视为收到实施例的描述限制。由于本领域技术人员可以通过本发明为基础进行很多简单的修改和变动，因此本发明将不限制具体到结构、操作和描述，类似适当修改或者等同物均在所附的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：包括壳体、锥形阀芯、喷嘴套和喷嘴；喷嘴外圆设有螺纹，与壳体前端通过螺纹连接，在喷嘴的前端两侧均设有定位孔，用于喷嘴与壳体连接；喷嘴的后部套有喷嘴套；锥形阀芯的前端穿过喷嘴套进入喷嘴，锥形阀芯的后部与斜孔环相连；在斜孔环的环边设有均匀分布的斜向贯穿环边的旋转斜孔；在壳体内的喷嘴套两侧分别与设置在壳体内的环形流道相连；环形流道的一侧与高压流道端部相连；
在壳体外侧设有插入壳体的螺纹接头，位于壳体内部的螺纹接头的一端与高压流道尾部连通，位于壳体外部的螺纹接头的一端用于与外接设备相连；
所述喷嘴套整体为T形，喷嘴套具有外圆环，在外圆环上设有一圈流量槽，T形下部突出的台阶部分设有圆弧切角流道。
2.根据权利要求1所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述的旋转斜孔与斜孔环的中轴线成60°夹角，旋转斜孔均匀分布在斜孔环的环边。
3.根据权利要求1或2所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述的旋转斜孔的数量不少于4个。
4.根据权利要求1所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述锥形阀芯的内部为锥形缩腔流道。
5.根据权利要求4所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述锥形缩腔流道的出口处截面积最小。
6.根据权利要求1所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述锥形阀芯的前端出口位于喷嘴内部中心位置。
7.根据权利要求1所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述流量槽与高压流道相连通，流量槽为内凹形方形流道，以壳体中心线为中轴环绕一圈。
8.根据权利要求1所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：所述圆弧切角流道与喷嘴套的内孔外圆相切，圆弧切角流道的中心均布在喷嘴套凸台侧。
9.根据权利要求1或8所述的一种高低压混合雾化喷嘴，其特征在于：圆弧切角流道的数量不少于3个。
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