CN111157410A - 喷嘴喷雾粒径检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷嘴喷雾粒径检测装置，包括供气系统、水槽系统、支架系统、激光粒度仪、中控计算机以及待测喷嘴，其中，所述供气系统与待测喷嘴气路连通，用以给待测喷嘴供气加压；所述水槽系统安装在支架系统上并位于待测喷嘴的下方，用以承接待测喷嘴喷出的喷雾以及将水回收利用；所述支架系统用以支撑水槽系统以及安装待测喷嘴；所述激光粒度仪的发射端和接收端分别处于待测喷嘴喷出的喷雾区域的两侧，用以对待测喷嘴喷出的喷雾粒径进行检测；所述中控计算机连接供气系统、水槽系统、支架系统以及激光粒度仪，用以对喷嘴喷雾粒径进行自动检测。具有自动化、智能化，对相关参数进行了精准测量量化，实验结果精准，重复再现性好。
Description
技术领域
本发明涉及喷嘴检测领域，具体地说是一种喷嘴喷雾粒径检测装置。
背景技术
随着城市化和工业化的不断推进,大气污染日益严重。尘类污染在城市大气污染中占有很大比重,特别是重工业城市,尘类污染更加明显,已成为影响城市环境质量的限制因子，空气中的尘埃和悬浮可吸入颗粒物，严重威胁着我们的身心健康。因此，各类治理尘类产品应运而生，在各类不同工况环境条件下，应选用适合的治理产品；其中，喷嘴喷雾降尘治理，具有经济、简便、实用等优点。如在煤矿井下得到广泛应用，喷嘴雾化效果、降尘效率与喷嘴自身参数有关，喷雾压力也是决定雾化粒度大小的关键因素；在喷嘴选定的情况下，喷雾压力与雾化粒度成比例，雾化粒度越小，对呼吸性粉尘捕集效果越好。
目前，产生液体雾化的喷嘴有两种，单液体雾化喷嘴和气液两相雾化喷嘴；单液体雾化喷嘴的雾化机理主要是丝状分裂。液体以很高的速度从喷孔射出，由于表面张力和液体与外界静止空气间的摩擦作用，使液柱变成蛇状振动的液丝，然后断裂成雾。气液两相雾化喷嘴的雾化机理主要是膜状分裂。当气液混合流以相当高的速度从喷嘴喷出时，能形成液包气的薄膜状雾滴群，气体膨胀使液膜破裂成雾。应用时根据现场要求和条件选用，选定喷嘴后，对单相液体喷嘴，需要确定喷雾压力；气液两相喷嘴需要确定压力和气液两相(流量)比。例如：喷雾除尘系统通过对水过滤净化处理，将喷雾化后喷洒到空气当中，致使空气中的尘埃和悬浮颗粒，被喷雾形成的雾滴所覆盖和包裹，颗粒自重增大而坠落，无法再扬起，不但保证了周围环境的湿度，而且不会产生积水，营造了健康宜人的环境，保障生活工作其间的人们呼吸到新鲜纯净湿润的空气。若没有提供相应使用条件，就会达不到理想效果。
喷嘴的作用是使液体雾化，形成直径很小的液雾。为了全面评价喷嘴雾化性能，提出了多项指标参数，主要包括：雾化细度、雾化均匀度，以及雾化锥角等。雾化后的液滴大小反映了雾化的颗粒细度，是评定雾化质量的重要指标。
评定雾化喷头性能优劣的重要指标是其产生的雾滴直径大小及雾滴直径谱分布。喷嘴喷雾形成的雾场是由大小不等的雾滴群颗粒组成，而雾滴尺寸测试的准确性与雾滴采样的方法、检测装置及测量仪器的精度均有很大的关系。
随着喷嘴技术的发展及其相关行业的广泛应用，手工测量是传统手段和方法，原有喷嘴测试台，效率很低，准确性差，工作人员操作繁琐，更换测试喷嘴不便，不能满足技术发展的需要。如何提高检测喷嘴的精度，提高检测效率，减轻工作人员劳动强度，设计自动化、智能化的喷嘴检测装置是需要我们攻克的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷嘴喷雾粒径检测装置，具有自动化、智能化，对相关参数进行了精准测量量化，实验结果精准，重复再现性好。
本发明提出的技术方案
一种喷嘴喷雾粒径检测装置，包括供气系统、水槽系统、支架系统、激光粒度仪、中控计算机以及待测喷嘴，其中，
所述供气系统与待测喷嘴气路连通，用以给待测喷嘴供气加压；
所述水槽系统安装在支架系统上并位于待测喷嘴的下方，用以承接待测喷嘴喷出的喷雾以及将水回收利用；
所述支架系统用以支撑水槽系统以及安装待测喷嘴；
所述激光粒度仪的发射端和接收端分别处于待测喷嘴喷出的喷雾区域的两侧，用以对待测喷嘴喷出的喷雾粒径进行检测；
所述中控计算机连接供气系统、水槽系统、支架系统以及激光粒度仪，用以对喷嘴喷雾粒径进行自动检测。
所述供气系统包括螺杆空压机、储气罐、气体过滤器以及供气软管，所述螺杆空压机与储气罐相连，用以给储气罐加压，所述储气罐通过供气软管连接到喷嘴连接管上，喷嘴连接管下端通过变径接头连接待测喷嘴，所述储气罐和供气软管之间安装有空气过滤器。
所述水槽系统包括水槽、变频调压水泵、供水管路以及供水过滤器，所述水槽的底部设置有供水口和排水口，所述水槽通过供水口连接到供水过滤器，供水过滤器将水槽内的水过滤后输送到变频调压水泵，变频调压水泵通过供水管路连接到喷嘴连接管上，喷嘴连接管下端通过变径接头连接待测喷嘴，所述排水口连接到废水收集管道。
所述水槽上还开设有溢流口，溢流口与废水收集管道连通，所述溢流口位于允许最高水位上20mm处，防止实验用水从水槽上边檐溢出，所述水槽底板设计有3～5°的斜度，排水口位于水槽最低处，利于沉渣清理。
所述变频调压水泵包括水泵本体，水泵本体上开设有进水口和出水口，在水泵本体上还设置有水泵控制面板以及隔膜气压罐，所述出水口出还安装有出水压力表。
所述水槽的边沿折成圆角卷边，避免尖锐角边划伤伤害。
所述供水管路上设置有供水流量计，且供水管路与喷嘴连接管通过软水管连通。
所述支架系统包括用以支撑水槽系统的底部托架，在底部托架的固定安装有纵向支架，在纵向支架的顶部设置有管缆活动环支架，在管缆活动环支架上设置有用以将水管、气管以及电缆拖住的管缆活动环，所述纵向支架的上部还设置有丝杆托架，丝杆托架上安装有横向丝杆，横向丝杆上的滑块与横纵丝杆连接座相连，所述横纵丝杆连接座上安装有纵向丝杆，纵向丝杆的滑块连接喷嘴连接管的上端，横向丝杆控制横纵丝杆连接座左右移动，纵向丝杆控制待测喷嘴上下移动。
所述纵向支架上还安装有方便对横向丝杆和纵向丝杆进行手动控制的丝杆操作面板。
所述储气罐和供气软管之间还安装有调节阀以及供气流量计。
本发明具有以下优点：本装置可进行单液相和气液两相喷嘴检测，通过配置系列喷嘴变径连接头，可对多种联结形式的喷嘴检测，本装置配置了先进的喷雾激光粒度仪和流量压力等测量仪表，构成测量系统，具有自动化、智能化，对相关参数进行了精准测量量化，实验结果精准，重复再现性好，本装置设计有支架系统，通过可编程控制器可以控制喷嘴自由停靠任何位置，方便安装更换喷嘴，换完喷嘴，按启动按钮，自动回到水槽中央位置，不用涉水攀高，大大减轻了劳动强度。当喷嘴喷角较大时，可降低喷嘴高度，防止水雾喷到水槽外部，本装置水槽设计有溢流嘴，当用自来水供水实验时，水位达到溢流口高度自动溢流，与水槽排水管三通连接，通过管道按指定路线排放，长时间工作，免管理。
附图说明
图1是本发明的装置原理示意图。
图2是本发明的整体结构示意图。
图3是本发明检测装置结构示意图。
图4是图3的K向结构示意图。
图5是本发明水槽结构示意图。
图6是本发明供水口结构示意图。
图7是本发明排水口结构示意图。
图8是本发明圆角卷边结构示意图。
图9是本发明变频调压水泵结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图9所示，一种喷嘴喷雾粒径检测装置，包括供气系统1、水槽系统2、支架系统3、激光粒度仪4、中控计算机5以及待测喷嘴6，其中，
所述供气系统1与待测喷嘴6气路连通，用以给待测喷嘴6供气加压；
所述水槽系统2安装在支架系统3上并位于待测喷嘴6的下方，用以承接待测喷嘴6喷出的喷雾以及将水回收利用；
所述支架系统3用以支撑水槽系统2以及安装待测喷嘴6；
所述激光粒度仪4的发射端和接收端分别处于待测喷嘴6喷出的喷雾区域的两侧，用以对待测喷嘴6喷出的喷雾粒径进行检测；
所述中控计算机5连接供气系统1、水槽系统2、支架系统3以及激光粒度仪4，用以对喷嘴喷雾粒径进行自动检测。
所述供气系统1包括螺杆空压机100、储气罐101、气体过滤器102以及供气软管103，所述螺杆空压机100与储气罐101相连，用以给储气罐101加压，所述储气罐101通过供气软管103连接到喷嘴连接管7上，喷嘴连接管7下端通过变径接头连接待测喷嘴6，所述储气罐101和供气软管103之间安装有空气过滤器102。
螺杆空压机、储气罐是气液两相喷嘴实验、工作时的重要部件，向喷嘴提供稳定的高压气体，是气液两相喷嘴喷雾的保证。设计选定螺杆空压机排气量不低于1.1m3/min、压力不低于0.8MPa；储气罐容积1m3左右，压力不低于0.8MPa。设定压力自动充气。保证压力稳定，不间断供气。
所述水槽系统2包括水槽200、变频调压水泵201、供水管路202以及供水过滤器203，所述水槽200的底部设置有供水口205和排水口206，所述水槽200通过供水口205连接到供水过滤器203，供水过滤器203将水槽200内的水过滤后输送到变频调压水泵201，变频调压水泵201通过供水管路202连接到喷嘴连接管7上，喷嘴连接管7下端通过变径接头连接待测喷嘴6，所述排水口206连接到废水收集管道。
所述水槽200上还开设有溢流口204，溢流口204与废水收集管道连通，所述溢流口204位于允许最高水位上20mm处，防止实验用水从水槽上边檐溢出，所述水槽200底板设计有3～5°的斜度，排水口206位于水槽200最低处，利于沉渣清理。
所述变频调压水泵201包括水泵本体2010，水泵本体2010上开设有进水口2012和出水口2013，在水泵本体2010上还设置有水泵控制面板2011以及隔膜气压罐2015，所述出水口2013出还安装有出水压力表2014。
所述水槽200的边沿折成圆角卷边207，避免尖锐角边划伤伤害。
所述供水管路202上设置有供水流量计，且供水管路202与喷嘴连接管7通过软水管连通。
水槽长、宽各约2米左右，水槽深度约0.3米左右
所述支架系统3包括用以支撑水槽系统2的底部托架300，在底部托架300的固定安装有纵向支架301，在纵向支架301的顶部设置有管缆活动环支架302，在管缆活动环支架302上设置有用以将水管、气管以及电缆拖住的管缆活动环303，所述纵向支架301的上部还设置有丝杆托架，丝杆托架上安装有横向丝杆305，横向丝杆305上的滑块与横纵丝杆连接座304相连，所述横纵丝杆连接座304上安装有纵向丝杆306，纵向丝杆306的滑块连接喷嘴连接管7的上端，横向丝杆305控制横纵丝杆连接座304左右移动，纵向丝杆306控制待测喷嘴6上下移动。
所述纵向支架301上还安装有方便对横向丝杆305和纵向丝杆306进行手动控制的丝杆操作面板307。
所述储气罐101和供气软管103之间还安装有调节阀以及供气流量计。
激光粒度仪仪器是一款大量程、开放式针对雾滴粒度测定的喷雾激光粒度仪，采用了夫琅禾费衍射原理和典型的平行光路设计，配备高性能大功率激光器，能够满足测样环境复杂、粒径分布较大的测试需求。
性能特点:
①采用分体式的结构设计，测量区间0.1-10m可调，使用功率更大的半导体激光器，抗干扰能力得到极大增强。
②采用典型的平行光测试技术和频谱放大技术，并添加多个辅助极成光电探测器，能有效采集测试量程所对应的各个角度的散射光。
③软件功能强大，可以通过移动喷嘴，实时记录和统计分析测量区域内所有雾滴的粒度分布，并获得雾场在不同截面和高度的雾滴粒度分布。具有多重散射自动校正功能，保证了测试结果的准确性和重复性，可适应不同浓度喷雾的测量。
④本款仪器通用性和适用性强，具有自动对中系统，可便捷的完成仪器的光路对中工作。
⑤针对喷雾测试中雾滴易对镜头污染的问题，设计研发了气流保护系统，可有效保护镜头，在测试中避免了雾滴对镜头的污染，延长了仪器的使用寿命。
喷嘴喷雾粒径检测装置工作过程：
(1)设备使用前，水槽清洗干净，放入自来水100～200mm水深，供水口放入滤网，水中不得有渣滓泥沙污染物，防止细小颗粒物混入影响水泵和喷嘴的正常使用。
(2)仔细阅读喷雾激光粒度仪使用说明书，调试喷雾激光粒度仪，保证喷雾激光粒度仪正常使用。
(3)安装被测喷嘴：丝杠启动前，喷嘴应处于丝杠托架中心线下方，若不在丝杠托架中心线下方，启动水平丝杠按钮，在水平丝杠控制器上用手动功能键，点动移动喷嘴至丝杠托架中心线下方为止；喷嘴高度调节：启动纵向丝杠按钮，在纵向丝杠控制器上按启动，纵向丝杠带动喷嘴运动，运动至合适高度按停止键即可；装喷嘴时，启动横向丝杠控制器上的启动按钮，横向丝杠带动喷嘴运动至水槽边方便安装喷嘴处，按控制器上停止键，即停止，更换喷嘴，再按启动键自动复位至丝杠托架中心线处，待检测。
(4)启动气、液源，喷嘴喷雾
①单液相喷嘴：按下水泵启动按钮，即供水喷雾；调整变频调压抽水泵控制面板上的调压增减按键，改变供水压力，观察喷嘴喷雾效果，记录达到最佳喷雾效果时的压力。
②气液两相喷嘴：首先启动螺杆空压机，设定储气罐压力，空压机向储气罐充气，达到设定压力空压机自动关停，低于设定压力自动充气，保持压力恒定，不间断供气；储气罐充满气待用。按下水泵启动按钮供水，打开供气阀，调整气液流量比，使喷嘴喷雾达到最佳效果记录气、液流量、压力参数。
(5)按喷雾激光粒度仪的检测操作要求，连接数据检测计算机，检测喷雾粒径数据，实时记录和统计分析测量区域内所有雾滴的粒度分布，测算出喷嘴的喷雾角，自动存储或打印结果数据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，包括供气系统(1)、水槽系统(2)、支架系统(3)、激光粒度仪(4)、中控计算机(5)以及待测喷嘴(6)，其中，
所述供气系统(1)与待测喷嘴(6)气路连通，用以给待测喷嘴(6)供气加压；
所述水槽系统(2)安装在支架系统(3)上并位于待测喷嘴(6)的下方，用以承接待测喷嘴(6)喷出的喷雾以及将水回收利用；
所述支架系统(3)用以支撑水槽系统(2)以及安装待测喷嘴(6)；
所述激光粒度仪(4)的发射端和接收端分别处于待测喷嘴(6)喷出的喷雾区域的两侧，用以对待测喷嘴(6)喷出的喷雾粒径进行检测；
所述中控计算机(5)连接供气系统(1)、水槽系统(2)、支架系统(3)以及激光粒度仪(4)，用以对喷嘴喷雾粒径进行自动检测。
2.根据权利要求1所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述供气系统(1)包括螺杆空压机(100)、储气罐(101)、气体过滤器(102)以及供气软管(103)，所述螺杆空压机(100)与储气罐(101)相连，用以给储气罐(101)加压，所述储气罐(101)通过供气软管(103)连接到喷嘴连接管(7)上，喷嘴连接管(7)下端通过变径接头连接待测喷嘴(6)，所述储气罐(101)和供气软管(103)之间安装有空气过滤器(102)。
3.根据权利要求1所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述水槽系统(2)包括水槽(200)、变频调压水泵(201)、供水管路(202)以及供水过滤器(203)，所述水槽(200)的底部设置有供水口(205)和排水口(206)，所述水槽(200)通过供水口(205)连接到供水过滤器(203)，供水过滤器(203)将水槽(200)内的水过滤后输送到变频调压水泵(201)，变频调压水泵(201)通过供水管路(202)连接到喷嘴连接管(7)上，喷嘴连接管(7)下端通过变径接头连接待测喷嘴(6)，所述排水口(206)连接到废水收集管道。
4.根据权利要求3所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述水槽(200)上还开设有溢流口(204)，溢流口(204)与废水收集管道连通，所述溢流口(204)位于允许最高水位上20mm处，防止实验用水从水槽上边檐溢出，所述水槽(200)底板设计有3～5°的斜度，排水口(206)位于水槽(200)最低处，利于沉渣清理。
5.根据权利要求3所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述变频调压水泵(201)包括水泵本体(2010)，水泵本体(2010)上开设有进水口(2012)和出水口(2013)，在水泵本体(2010)上还设置有水泵控制面板(2011)以及隔膜气压罐(2015)，所述出水口(2013)出还安装有出水压力表(2014)。
6.根据权利要求1所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述水槽(200)的边沿折成圆角卷边(207)，避免尖锐角边划伤伤害。
7.根据权利要求1所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述供水管路(202)上设置有供水流量计，且供水管路(202)与喷嘴连接管(7)通过软水管连通。
8.根据权利要求1所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述支架系统(3)包括用以支撑水槽系统(2)的底部托架(300)，在底部托架(300)的固定安装有纵向支架(301)，在纵向支架(301)的顶部设置有管缆活动环支架(302)，在管缆活动环支架(302)上设置有用以将水管、气管以及电缆拖住的管缆活动环(303)，所述纵向支架(301)的上部还设置有丝杆托架，丝杆托架上安装有横向丝杆(305)，横向丝杆(305)上的滑块与横纵丝杆连接座(304)相连，所述横纵丝杆连接座(304)上安装有纵向丝杆(306)，纵向丝杆(306)的滑块连接喷嘴连接管(7)的上端，横向丝杆(305)控制横纵丝杆连接座(304)左右移动，纵向丝杆(306)控制待测喷嘴(6)上下移动。
9.根据权利要求8所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述纵向支架(301)上还安装有方便对横向丝杆(305)和纵向丝杆(306)进行手动控制的丝杆操作面板(307)。
10.根据权利要求2所述的一种喷嘴喷雾粒径检测装置，其特征在于，所述储气罐(101)和供气软管(103)之间还安装有调节阀以及供气流量计。
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