CN110538735A - 一种内混与外混相结合的雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，包括喷嘴主体和喷嘴罩；喷嘴罩固定罩装在喷嘴主体的喷射端，并与喷嘴主体之间设置相互隔开的内混腔体和外混腔体；喷嘴主体内部设有进水腔和进气腔，进水腔和进气腔一端分别与供水和供气系统连通，进水腔和进气腔的另一端延伸至喷嘴主体的喷射端，分别形成出水口和出气口，出气口包括内混出气口和外混出气口；出水口和内混出气口位于内混腔体内，喷嘴罩上设有与内混腔体连通的雾化出口，外混出气口位于外混腔体内，喷嘴罩上设有将外混腔体内部气流引流喷射到雾化出口外侧的外混出气管。本发明雾化效果好，喷出水雾粒径小，耗水量小，极大的节约了成本，并且大大的提高了除尘率。

Description

一种内混与外混相结合的雾化喷嘴

技术领域

本发明涉及一种内混与外混相结合的雾化喷嘴。

背景技术

在现有的采煤行业，煤矿中由于环境的闭塞以及采挖过程不可避免的因素会产生大量的粉尘，使得在煤矿掘进面工作的矿工们条件十分艰苦，甚至由于长期吸入灰尘而最终导致患上“尘肺病”，危害身体健康；同时当密闭的环境中粉尘浓度达到一定的界限，碰到一点明火将容易引发爆炸，从而发生矿难，这都是粉尘无法处理而带来的隐患。

现阶段煤矿大多采用喷雾降尘，所使用的喷雾系统都是单相流喷雾降尘，此种方法除尘效率不佳且耗水量大，不论从效果还是成本方面考虑都不是好的选择。通过研究发现，当水雾颗粒与呼吸性粉尘粒径相近时，除尘的效率将十分可观，甚至能几乎完全清除粉尘。但是市面上普遍使用的喷雾装置所产生的雾化颗粒太大，对于呼吸性粉尘的作用不明显，根据空气动力学的原理，当水雾粒径与粉尘粒径相接近时，两者才更容易相结合从而发生沉降，达到除尘的目的，无论是高压喷嘴还是现有的两相流喷嘴在喷雾粒径方面都无法满足接近呼吸性粉尘(<10μm)的条件。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有喷嘴喷出的水雾粒径对呼吸性粉尘喷雾降尘效果不明显的问题，提供一种采用内混和外混相结合的雾化喷嘴。

本发明采用如下技术方案实现：

一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，包括喷嘴主体1和喷嘴罩3；

所述喷嘴罩3固定罩装在喷嘴主体1的喷射端，并与喷嘴主体1之间设置相互隔开的内混腔体100和外混腔体101；

所述喷嘴主体1内部设有进水腔11和进气腔12，所述进水腔11和进气腔12一端分别与供水和供气系统连通，所述进水腔11和进气腔12的另一端延伸至喷嘴主体1的喷射端，分别形成出水口13和出气口，所述出气口包括内混出气口14和外混出气口15；

其中，所述出水口13和内混出气口14位于内混腔体100内，所述喷嘴罩3上设有与内混腔体100连通的雾化出口31，所述外混出气口15位于外混腔体101内，所述喷嘴罩3上设有将外混腔体101内部气流引流喷射到雾化出口31外侧的外混出气管33。

进一步的，所述喷嘴主体1的喷射端设有隔环16，所述喷嘴罩3固定罩装在喷嘴主体1的喷射端后，其内壁与隔环16顶部密封接触，将喷嘴罩3和喷嘴主体1之间隔开形成内混腔体100和外混腔体101。

进一步的，所述隔环16和喷嘴罩3之间装配有密封圈17。

进一步的，所述喷嘴罩3具有与喷嘴主体1之间通过螺纹固定连接的连接筒32。

进一步的，所述喷嘴罩3的外侧圆周均匀设有至少两组外混出气管33，所述外混出气管33一端与外混腔体101连通，另一端的喷射方向延伸至与雾化出口31的喷射方向交叉。

在本发明的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴中，所述进水腔11沿喷嘴主体1的中心轴线布置，所述进气腔12围绕进水腔11均匀分布两组，两组进气腔12的进气端位于同一圆周，其中一组进气腔12的出气端对接至内混腔体100，另一组进气腔12的出气端对接至外混腔体101。

进一步的，与内混腔体100对接的进气腔12沿同一圆周方向倾斜布置，所述内混腔体100对应的喷嘴罩3具有圆锥内壁，所述雾化出口31位于该圆锥内壁的尖端部位。

进一步的，所述进水腔11采用沿出水口13方向渐缩的变径孔或者阶梯孔。

进一步的，所述喷嘴主体1通过气水连接座2与供水和供气系统连接，所述气水连接座2设有与进水腔11对接的进水孔21以及与进气腔12对接的进气环22，所述进水孔21和进气环22分别通过气水连接座2内部的通道连接进水三通接头23和进气三通接头24，若干组雾化喷嘴通过所述进水三通接头23和进气三通接头24串联连接后与供水和供气系统连接。

进一步的，所述喷嘴主体1沿轴线上设有螺纹接头，并通过螺纹接头固定插装在气水连接座2的进水孔21内，所述气水连接座2上的进气环22与喷嘴主体1上的所有进气腔12端部全部覆盖对接。

本发明的喷嘴主体上端加盖一个喷嘴罩，喷嘴罩与喷嘴主体之间形成有内混腔体，使得进水腔中的水与进气腔内的高速气流在内混腔体内混合，气流破碎水滴形成水雾从喷嘴罩的雾化出口处喷出锥形水雾，即为一次内混；同时在喷嘴罩和喷嘴主体之间还隔开设有外混腔体，并在喷嘴罩的侧面焊接连接外混出气管对准喷雾出口处，这样在内混喷出水雾后再经过高速气流的二次破碎，形成更加细微的水雾，即为一次外混。如此经过本发明的喷嘴最终得到的水雾将与呼吸性粉尘粒径相接近，达到好的降尘效果。

综上所述，本发明的雾化喷嘴通过新型的结构实现高速气流和水雾内混和外混的结合，从而喷出更加细小的水雾，能让雾化出的水粒径达到呼吸性粉尘(<10μm)的程度，有利于煤矿内的喷雾降尘效果，喷嘴结构紧凑，喷嘴通过气水连接座能同时串联多个，有利于煤矿巷道内部的快速布置，并且拆卸维护方便。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的雾化喷嘴的主剖视图。

图2为实施例中的喷嘴主体立体结构示意图。

图3为实施例中的喷嘴主体的喷射端俯视图。

图4为实施例中的喷嘴主体内部的进气腔布置示意图。

图5为实施例中的喷嘴罩的主剖视图。

图6为实施例中的气水连接座的俯视图。

图中标号：

1-喷嘴主体，100-内混腔体，101-外混腔体，11-进水腔，12-进气腔，13-出水口，14-内混出气口，15-外混出气口，16-隔环，17-密封圈；

2-气水连接座，21-进水孔，22-进气环，23-进水三通接头，24-进气三通接头；

3-喷嘴罩，31-雾化出口，32-连接筒，33-外混出气管。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的一种内混和外混相结合的雾化喷嘴为本发明的一种具体实施方案，具体包括喷嘴主体1、气水连接座2和喷嘴罩3三部分，其中喷嘴主体1为雾化喷嘴的主体结构，其一端为喷射端，与喷嘴罩3连接，实现内混和外混组合喷射水雾，另一端为进水和进气的一端，与气水连接座2连接，通过气水连接座2接入到供水和供气系统。

具体的，喷嘴罩3固定罩装在喷嘴主体1的喷射端，在喷嘴罩3和喷嘴主体1之间形成内混腔体100和外混腔体101，内混腔体100和外混腔体101之间相互隔开设置，内混腔体100内部由高速气流撞击水滴通过内混形成初步的喷射水雾，外混腔体101内部引出高速气流对内混喷射的水雾进行再次外混，进一步将喷嘴喷出的水雾细化。

结合图2和图3所示，喷嘴主体1内部加工有进水腔11和进气腔12，进水腔11和进气腔12一端分别通过与气水连接座2对接连接至供水和供气系统，进水腔11和进气腔12的另一端延伸至喷嘴主体1的喷射端，分别形成出水口13和出气口，出气口包括内混出气口14和外混出气口15。其中，出水口13和内混出气口14位于内混腔体100内，提供内混过程中的水和高速气流，喷嘴罩3上设有与内混腔体100连通的雾化出口31，内混产生的水雾从雾化出口31出喷射而出。外混出气口15位于外混腔体101内，喷嘴罩3上设有将外混腔体101内部气流引流喷射到雾化出口31外侧的外混出气管33，外混腔体101内部通入的气体通过外混出气管33喷射到雾化出口31喷出的水雾，通过高速气流对喷射水雾的外混作用进一步细化水雾。

喷嘴主体1的喷射端设有圆形的隔环16，该隔环16凸出于喷嘴主体1的喷射端设置，并且外径小于喷嘴主体喷射端的端面直径，喷嘴罩3固定罩装在喷嘴主体1的喷射端后，其内壁与隔环16顶部密封接触，在隔环16和喷嘴罩3之间装配有密封圈17，密封圈17采用具有卡槽的环形密封圈，固定嵌装在隔环16的顶部，喷嘴罩3和隔环16内部围成内混腔体100，喷嘴罩3和隔环16的外部空间围成环形的外混腔体101，通过隔环16将喷嘴罩3和喷嘴主体1之间隔开形成内混腔体100和外混腔体101。

喷嘴罩3的具体结构如图5所示，包括一个圆锥形的罩体，罩体的顶部尖端设置雾化出口31，罩体的底部同轴固定设置连接筒32，连接筒32内壁设置内螺纹，喷嘴罩3通过连接筒32固定螺接在喷嘴主体1的喷射端，直至将喷嘴罩3的内壁与喷嘴主体1顶部的隔环接触限位。喷嘴罩3的外侧圆周设有两组外混出气管33，外混出气管33采用不锈钢气管，通过焊接的方式与喷嘴罩3固定连接，防止漏气且能承受高压，外混出气管33直接与喷嘴罩3和喷嘴主体1之间的外混腔体101连通，另一端折弯延伸至喷嘴罩3的雾化出口31外侧，从外混出气管33喷出的气流喷射方向延伸至与雾化出口31的水雾喷射方向交叉，外混出气管33的气流喷射方向与雾化出口31的喷射方向之间形成锐角夹角，避免外混喷射的气流阻挡水雾的喷射，以便外混出气管33喷出的高速气流和雾化出口31喷射的水雾实现外混。外混出气管33的数量可以根据实际雾化要求进行设计，两个以上的外混出气管33应当以雾化出口31为中心均匀对称分布，以保证外混过程中的高速气流对水雾的均匀冲击。

具体如图3所示，本实施例中的进水腔11沿喷嘴主体1的中心轴线布置，其出水口13延伸至内混腔体100的顶部中间位置，与喷嘴罩3上的雾化出口同轴对齐，进水腔11采用沿出水口13方向渐缩的变径孔或者阶梯孔，可以提高水流从出水口13喷射的速度，进气腔12围绕进水腔11均匀分布两组，每组四个进水腔孔道，两组进气腔12的进气端位于喷嘴主体底部的同一圆周上，其中一组进气腔12的出气端对接至内混腔体100，并在内混腔体底部围绕出水口13均匀形成四个内混出气口14，另一组进气腔12的出气端对接至外混腔体101，在外混腔体101的底部形成四个外混出气口15。

为了提高内混腔体100内的内混出气口14喷出的高速气流与出水口13喷出的水流之间的雾化效果，本实施例将与内混腔体100对接的进气腔12沿同一圆周方向倾斜布置，如图4中所示，内混腔体100对应的喷嘴罩3具有圆锥内壁，雾化出口31位于该圆锥内壁的尖端部位，从内混出气口14喷出的气流在内混腔体100内部形成旋转气流，对中间位置的出水口13喷出的水滴进行均匀冲击混合(内混)后，通过喷嘴罩3中间的雾化出口31喷出锥形水雾，有效提高内混过程中的雾化效果。外混出气口15喷出的气流进入外混腔体101后，从外混出气管33引流射出，从外侧对雾化出口31喷出的水雾进行冲击混合(外混)，使得最终喷射到周边环境的水雾颗粒达到更小的粒径要求。

结合参见图1和图6，喷嘴主体1的底部通过气水连接座2与供水和供气系统连接，这里所指的供水和供气系统均可参考现有的雾化喷嘴实现供水和供气的系统，本实施例在此不对其进行赘述。气水连接座2设有与进水腔11对接的进水孔21以及与进气腔12对接的进气环22，在喷嘴主体1的底部沿轴线上设有螺纹接头，该螺纹接头为凸出喷嘴主体端部的台阶结构，进水腔11位于该端部的进水端位于螺纹接头端面轴心，进气腔12位于该端部的进气端围绕螺纹接头外圆周布置，螺纹接头固定插装在气水连接座2的进水孔21内，气水连接座2上的进气环22与喷嘴主体1上的所有进气腔12端部全部覆盖对接，实现进水和进气的分别连通，进水孔21和进气环22分别通过气水连接座2内部的通道连接进水三通接头23和进气三通接头24，三通接头优选通过焊接与气水连接座2固定，这样能保证不会漏气漏水而减少水压气压影响雾化效果。若干组雾化喷嘴通过进水三通接头23和进气三通接头24串联连接后与供水和供气系统连接，形成煤矿巷道内部的喷雾降尘系统。采用三通接头的好处在于可以同时串联多个喷嘴，并且能实现方便更换的目的，接头处采用的是快插接头，方便与管道插头快速拔插，从而可以定期更换喷嘴。

工作原理及过程：水和高速气流分别通过气水连接座2的进水三通接头23和进气三通接头24进入喷嘴主体1内部的进水腔11和进气腔12，其中水流沿进水腔11和一组进气腔内导流的高速气流最终在喷嘴罩3和喷嘴主体1喷射端之间的内混腔体100进行内混，通过碰撞破碎经过喷嘴罩3上的雾化出口31喷射出来，其中另一组进气腔导流的高速气流进入到喷嘴罩3和喷嘴主体1喷射端之间的外混腔体101，最终通过外混出气管33喷出，并与雾化出口31喷出的水雾再次碰撞，在雾化出口31的外侧空间进行外混，两次破碎水雾，从而达到粒径小于10μm的目标颗粒水雾。

喷嘴主体1、气水连接座2和喷嘴罩3均选用不锈钢材质，耐腐蚀，耐高压，使用寿命长。整个喷嘴内部结构连接性好，且耗水量耗气量小，并且高压冲刷孔径，避免堵塞等情况。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，其特征在于：包括喷嘴主体(1)和喷嘴罩(3)；

所述喷嘴罩(3)固定罩装在喷嘴主体(1)的喷射端，并与喷嘴主体(1)之间设置相互隔开的内混腔体(100)和外混腔体(101)；

所述喷嘴主体(1)内部设有进水腔(11)和进气腔(12)，所述进水腔(11)和进气腔(12)一端分别与供水和供气系统连通，所述进水腔(11)和进气腔(12)的另一端延伸至喷嘴主体(1)的喷射端，分别形成出水口(13)和出气口，所述出气口包括内混出气口(14)和外混出气口(15)；

其中，所述出水口(13)和内混出气口(14)位于内混腔体(100)内，所述喷嘴罩(3)上设有与内混腔体(100)连通的雾化出口(31)，所述外混出气口(15)位于外混腔体(101)内，所述喷嘴罩(3)上设有将外混腔体(101)内部气流引流喷射到雾化出口(31)外侧的外混出气管(33)。

2.根据权利要求1所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述喷嘴主体(1)的喷射端设有隔环(16)，所述喷嘴罩(3)固定罩装在喷嘴主体(1)的喷射端后，其内壁与隔环(16)顶部密封接触，将喷嘴罩(3)和喷嘴主体(1)之间隔开形成内混腔体(100)和外混腔体(101)。

3.根据权利要求2所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述隔环(16)和喷嘴罩(3)之间装配有密封圈(17)。

4.根据权利要求2所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述喷嘴罩(3)具有与喷嘴主体(1)之间通过螺纹固定连接的连接筒(32)。

5.根据权利要求1所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述喷嘴罩(3)的外侧圆周均匀设有至少两组外混出气管(33)，所述外混出气管(33)一端与外混腔体(101)连通，另一端的喷射方向延伸至与雾化出口(31)的喷射方向交叉。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述进水腔(11)沿喷嘴主体(1)的中心轴线布置，所述进气腔(12)围绕进水腔(11)均匀分布两组，两组进气腔(12)的进气端位于同一圆周，其中一组进气腔(12)的出气端对接至内混腔体(100)，另一组进气腔(12)的出气端对接至外混腔体(101)。

7.根据权利要求6所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，与内混腔体(100)对接的进气腔(12)沿同一圆周方向倾斜布置，所述内混腔体(100)对应的喷嘴罩(3)具有圆锥内壁，所述雾化出口(31)位于该圆锥内壁的尖端部位。

8.根据权利要求6所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述进水腔(11)采用沿出水口(13)方向渐缩的变径孔或者阶梯孔。

9.根据权利要求1所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述喷嘴主体(1)通过气水连接座(2)与供水和供气系统连接，所述气水连接座(2)设有与进水腔(11)对接的进水孔(21)以及与进气腔(12)对接的进气环(22)，所述进水孔(21)和进气环(22)分别通过气水连接座(2)内部的通道连接进水三通接头(23)和进气三通接头(24)，若干组雾化喷嘴通过所述进水三通接头(23)和进气三通接头(24)串联连接后与供水和供气系统连接。

10.根据权利要求9所述的一种内混与外混相结合的雾化喷嘴，所述喷嘴主体(1)沿轴线上设有螺纹接头，并通过螺纹接头固定插装在气水连接座(2)的进水孔(21)内，所述气水连接座(2)上的进气环(22)与喷嘴主体(1)上的所有进气腔(12)端部全部覆盖对接。