CN111558494B - 一种雾化过程中实现液雾分解的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种雾化过程中实现液雾分解的装置及方法，该装置包括超声波雾化承载装置、二次雾化装置、紫外线辐照装置，所述超声波雾化承载装置包括超声波雾化装置、雾化承载外壳，所述超声波雾化装置、二次雾化装置位于所述雾化承载外壳内，且所述二次雾化装置位于所述超声波雾化装置上方，所述紫外线辐照装置与所述二次雾化装置的出口连通。本发明操作原理清晰，有较高的市场实施可能性和经济效益，利用超声波雾化承载装置和二次雾化装置雾化溶液，使其雾化成小液滴，利用紫外线辐照装置将雾化后的液滴中化学物质分解。

Description

一种雾化过程中实现液雾分解的装置及方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种雾化过程中实现液雾分解的装置及方法。

背景技术

化工、生物等领域经常涉及需要将溶液中化学物质进行分解的过程，且希望将含有分解产物的溶液以液雾形式喷入某些装置中。此外，分解过程及分解反应进行的方向受多种因素影响，如何实现所希望的产物的生成量最大化，一直是困扰相关行业的一项难题。

目前缺少一种简单易行的雾化过程中实现液雾分解的装置及方法，现有技术中未发现相关技术公开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雾化过程中实现液雾分解的装置及方法，以解决上述背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，该装置包括超声波雾化承载装置、二次雾化装置、紫外线辐照装置，所述超声波雾化承载装置包括超声波雾化装置、雾化承载外壳，所述超声波雾化装置、二次雾化装置位于所述雾化承载外壳内，且所述二次雾化装置位于所述超声波雾化装置上方，所述紫外线辐照装置与所述二次雾化装置的出口连通。

优选的，所述超声波雾化承载装置还包括液位检测及调节装置，所述液位检测及调节装置包括顺序连接的储液瓶、进液管、储液槽，所述储液槽位于所述雾化承载外壳内，其内设有液位感应器，所述进液管上设有阀门、流量计。当储液槽内液面高度低于所述液位感应器的设定值时，通过流量计控制进液管自动补充液体，从而保证雾化效率不会随液位下降而降低。

优选的，所述储液槽的外围设有恒温水浴，以防止待雾化液因超声波雾化装置的作用被加热而变性，该恒温水浴内设有热电偶，所述热电偶外接有温度控制仪。

优选的，所述雾化承载外壳为椭球形，其外部设有可旋转喷嘴外壳装置，所述可旋转喷嘴外壳装置包括可旋转球型金属喷嘴外壳、旋转中空轴、轴承；所述可旋转球型金属喷嘴外壳位于所述雾化承载外壳之外，两者之间留有空腔，所述旋转中空轴径向贯穿并与可旋转球型金属喷嘴外壳固定，所述旋转中空轴通过所述轴承与雾化承载外壳相连接。

优选的，所述超声波雾化承载装置位于储液槽下方的部分为铁块，在可旋转球型金属喷嘴外壳转动时，可使所述超声波雾化承载装置具有重力自调节能力。

优选的，所述超声波雾化装置包括超声波外扩壳、超声波雾化片、发电器；所述超声波外扩壳是首大尾小的喇叭状，其尾部与所述超声波雾化片镶嵌，所述发电器发电经由超声波雾化片把电能转化成超声波能，从而对储液槽内液体超声雾化。

优选的，所述超声波雾化片分为两组，每组具有两个相同功率的超声波雾化片，且同一组中的两个超声波雾化片倾斜并相向布置。

优选的，所述二次雾化装置包括叶片、电机轴、电机、Y型通道，所述叶片为波纹形状，包括叶片一和叶片二；所述叶片一位于所述超声波雾化承载装置上方，并与所述电机驱动连接，所述叶片二安装在Y型通道空腔内分叉处，所述Y型通道的两端朝下，另一端连通可旋转球型金属喷嘴外壳与雾化承载外壳之间的空腔。波纹形状的叶片可增大与雾化液滴接触面积，更好地让液雾分解。

所述超声波雾化装置激发出的水柱撞击到所述叶片一上成为粒径较小的雾化液滴，同所述超声波雾化装置所雾化出的一次雾化液滴一起被高速吸入Y型通道，并在所述Y型通道中间处通过撞击叶片二进一步打散雾化液滴。被进一步雾化的雾化液滴从所述可旋转球型金属喷嘴外壳上的紫外线激发管出口喷出。

优选的，所述紫外线辐照装置包括紫外线灯管、紫外线激发管；所述紫外线激发管为外圆柱、内圆柱构成的中空圆柱，且为反光材质，所述外圆柱、内圆柱之间形成空腔，该空腔顶部封闭，其底部连通可旋转球型金属喷嘴外壳与雾化承载外壳之间的空腔；所述内圆柱表面分布有均匀的小孔以排出含分解产物的雾化液滴，所述紫外线灯管均匀交错布置在所述外圆柱内侧、内圆柱内侧。

本发明的第二个目的是提供一种雾化过程中实现液雾分解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）待雾化液通过流量计控制从进液管进入液位检测及调节装置的储液槽内，经超声波雾化装置的超声波雾化作用变成雾化液滴；

（2）雾化液滴和超声波雾化装置所激发出的水柱从储液槽液面上端出来后，首先撞击到悬挂在储液槽液面上方的波纹形状的叶片一上，被打散成粒径更小的雾化液滴；

（3）被打散的雾化液滴从二次雾化装置中的Y型通道首端进入，撞击到Y型通道中间的波纹形状的叶片二上，被进一步雾化；

（4）被进一步雾化的雾化液滴经过紫外线激发管中的紫外线灯管激发分解，含分解产物的雾化液滴从紫外线激发管出口处喷出。

本发明操作原理清晰，有较高的市场实施可能性和经济效益，具体如下：

第一，利用超声波雾化承载装置和二次雾化装置雾化溶液，使其雾化成小液滴；

第二，利用紫外线辐照装置将雾化后的液滴中化学物质分解。

附图说明

图1为雾化过程中实现液雾分解的装置结构示意图；

图2为液位检测及调节装置结构示意图；

图3为旋转中空轴与雾化承载外壳及可旋转球型金属喷嘴外壳连接局部图；

图4为紫外线辐照装置结构示意图；

图5为液位检测及调节装置俯视图；

图6为超声波雾化装置示意图；

图中：1.1a—超声波外扩壳，1.1b—超声波雾化片，1.1c—发电器，1.2a—进液管，1.2a1—储液瓶，1.2b—阀门，1.2c—流量计，1.2d—液位感应器，1.2e—储液槽，1.2e1—凹型槽、1.2f—分隔板，1.2g—恒温水浴，1.2g1—热电偶，1.2g2—温度控制仪，1.3—雾化承载外壳，2a1—叶片一，2a2—叶片二，2b—电机轴，2c—电机，2d—Y型通道，，3a—可旋转球型金属喷嘴外壳，3b—旋转中空轴，3c—轴承，4a—紫外线灯管，4b1—外圆柱，4b2—内圆柱，5—计算机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明中雾化过程中实现液雾分解的装置，包括超声波雾化承载装置、二次雾化装置、可旋转喷嘴外壳装置、紫外线辐照装置、计算机5。

1、超声波雾化承载装置

超声波雾化承载装置包括超声波雾化装置、液位检测及调节装置和雾化承载外壳1.3。

液位检测及调节装置具体包括进液管1.2a、阀门1.2b、流量计1.2c、液位感应器1.2d、储液槽1.2e、分隔板1.2f、凹型槽1.2e1、恒温水浴1.2g、热电偶1.2g1、温度控制仪1.2g2。待雾化液通过流量计1.2c控制从进液管1.2a进入储液槽1.2e内。储液槽1.2e内可设置多个分隔板，所述分隔板通过储液槽底部的凹型槽1.2e1固定于储液槽内，所述分隔板1.2f将储液槽1.2e分成多个卡槽，可以多种液体同时雾化而不用预混。且所述储液槽1.2e外与雾化承载外壳1.3中间装有一层恒温水浴1.2g，恒温水浴保持常温以防止待雾化液因超声波雾化装置的作用被加热而变性。当储液槽内液面高度低于所述液位感应器设定值时，通过流量计控制进液管自动补充液体，从而保证雾化效率不会随液位下降而降低。这里的液位感应器、热电偶可分别与计算机信号连接，并由计算机分别控制流量计、温度控制仪的工作状态。

超声波雾化装置包括超声波外扩壳1.1a、超声波雾化片1.1b、发电器1.1c。所述超声波外扩壳1.1a尾部与所述超声波雾化片1.1b镶嵌。所述超声波外扩壳1.1a的形状是首大尾小的喇叭状，首部直径20-25mm，尾部直径15-20mm，斜长3.5-6mm，以增加超声波的传播，提高超声波强度。所述超声波雾化片1.1b分为两组，每组两个相同功率的超声波雾化片1.1b水平方向相距15-20mm，以每组两个相同功率超声波雾化片1.1b水平方向垂直平分线为基线，两个超声波雾化片1.1b向基线倾斜10-15°，布置在储液槽1.2e底部。不仅可以让超声波进行叠加、增大振幅，进而提高超声波雾化效果，而且可以增大超声波叠加交汇面，从而增加持续的叠加时间来稳定超声波的叠加。所述发电器1.1c发电经由超声波雾化片1.1b把电能转化成超声波能，通过超声波外扩壳1.1a集中超声波作用于储液槽1.2e上方的液面，超声波雾化片1.1b的高频谐振使液面产生剧烈震荡产生雾化液滴。雾化液滴和超声波雾化装置所激发出的水柱从储液槽1.2e液面上端出来。

2、二次雾化装置

所述二次雾化装置包括叶片、电机轴、电机、Y型通道，所述叶片为波纹形状，包括叶片一和叶片二。波纹形状叶片一2a1通过所述电机轴2b与所述电机2c相连，所述电机2c安装在二次雾化装置尾部，所述超声波雾化装置激发出的水柱撞击到上方的叶片一2a1后成为粒径较小的雾化液滴，同所述超声波雾化装置所雾化出的一次雾化液滴一起进入Y型通道2d，并在所述Y型通道2d中间处通过撞击叶片二2a2进一步打散雾化液滴。被进一步雾化的雾化液滴从所述可旋转球型金属喷嘴外壳3a上的紫外线激发管口喷出。所述波纹状叶片可增大与雾化液滴接触面积，更好地让液雾分解。

3、可旋转喷嘴外壳装置

所述可旋转喷嘴外壳装置包括可旋转球型金属喷嘴外壳3a、旋转中空轴3b、轴承3c。所述旋转中空轴3b径向贯穿并与可旋转球型金属喷嘴外壳3a固定。所述旋转中空轴3b与所述轴承3c相连，所述轴承3c与雾化承载外壳1.3相连接。所述进液管1.2a轴向安装在旋转中空轴3b内，延伸至所述储液槽上方。

超声波雾化承载装置位于储液槽下的部分为铁块，铁块重量远大于所述液位检测及调节装置和二次雾化装置重量总和，以保证可旋转喷嘴外壳装置旋转时，雾化承载外壳1.3因为其重力自调节作用保持不动。

4、紫外线辐照装置

所述紫外线辐照装置包括紫外线灯管4a、紫外线激发管。所述紫外线激发管包括外圆柱4b1和内圆柱4b2，且为反光材质，所述外圆柱4b1顶部和所述内圆柱4b2的顶部相连，可以增加雾化液滴与紫外线的接触反应时间。所述内圆柱4b2表面分布有均匀的小孔以排出含分解产物的雾化液滴。所述紫外线灯管4a均匀交错布置在所述紫外线激发管两同心圆柱内侧上。所述紫外线激发管布置在可旋转球型金属喷嘴外壳3a两侧并通过旋转中空轴3b随可旋转球型金属喷嘴外壳3a一起旋转。

5、雾化过程中实现液雾分解的步骤如下：

（1）待雾化液通过流量计1.2c控制从进液管1.2a进入液位检测及调节装置的储液槽1.2e内，经超声波雾化装置的超声波雾化作用形成雾化液滴；

（2）雾化液滴和超声波雾化装置所激发出的水柱从储液槽1.2e液面上端出来后，撞击到悬挂在储液槽1.2e液面上端的叶片一2a1上，被打散成粒径更小的雾化液滴；

（3）被打散的雾化液滴从二次雾化装置中的Y型通道2d首端进入，撞击到Y型通道2d中间的叶片二2a2上，进一步实现雾化；

（4）被进一步雾化的雾化液滴经过紫外线激发管中的紫外线灯管4a激发进行分解。含分解产物的雾化液滴从紫外线激发管出口处喷出。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，该装置包括超声波雾化承载装置、二次雾化装置、紫外线辐照装置，所述超声波雾化承载装置包括超声波雾化装置、雾化承载外壳，所述超声波雾化装置、二次雾化装置位于所述雾化承载外壳内，且所述二次雾化装置位于所述超声波雾化装置上方，所述紫外线辐照装置与所述二次雾化装置的出口连通；

所述雾化承载外壳为椭球形，其外部设有可旋转喷嘴外壳装置，所述可旋转喷嘴外壳装置包括可旋转球型金属喷嘴外壳、旋转中空轴、轴承；所述可旋转球型金属喷嘴外壳位于所述雾化承载外壳之外，两者之间留有空腔，所述旋转中空轴径向贯穿并与可旋转球型金属喷嘴外壳固定，所述旋转中空轴通过所述轴承与雾化承载外壳相连接；

所述超声波雾化承载装置位于储液槽下方的部分为铁块，在可旋转球型金属喷嘴外壳转动时，可使所述超声波雾化承载装置具有重力自调节能力；

所述二次雾化装置包括叶片、电机、Y型通道，所述叶片为波纹形状，包括叶片一和叶片二；所述叶片一位于所述超声波雾化承载装置上方，并与所述电机驱动连接，所述叶片二安装在Y型通道空腔内分叉处，所述Y型通道的两端朝下，另一端连通可旋转球型金属喷嘴外壳与雾化承载外壳之间的空腔；

所述紫外线辐照装置包括紫外线灯管、紫外线激发管；所述紫外线激发管为外圆柱、内圆柱构成的中空圆柱，且为反光材质，所述外圆柱、内圆柱之间形成空腔，该空腔顶部封闭，其底部连通可旋转球型金属喷嘴外壳与雾化承载外壳之间的空腔；所述内圆柱表面分布有均匀的小孔以排出含分解产物的雾化液滴，所述紫外线灯管均匀交错布置在所述外圆柱内侧、内圆柱内侧。

2.根据权利要求1所述的一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，所述超声波雾化承载装置还包括液位检测及调节装置，所述液位检测及调节装置包括顺序连接的储液瓶、进液管、储液槽，所述储液槽位于所述雾化承载外壳内，其内设有液位感应器，所述进液管上设有阀门、流量计。

3.根据权利要求2所述的一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，所述储液槽的外围设有恒温水浴，该恒温水浴内设有热电偶，所述热电偶外接有温度控制仪。

4.根据权利要求1所述的一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，所述超声波雾化装置包括超声波外扩壳、超声波雾化片、发电器；所述超声波外扩壳是首大尾小的喇叭状，其尾部与所述超声波雾化片镶嵌，所述发电器发电经由超声波雾化片把电能转化成超声波能，从而对储液槽内液体超声雾化。

5.根据权利要求4所述的一种雾化过程中实现液雾分解的装置，其特征在于，所述超声波雾化片分为两组，每组具有两个相同功率的超声波雾化片，且同一组中的两个超声波雾化片倾斜并相向布置。

6.一种雾化过程中实现液雾分解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）待雾化液通过流量计控制从进液管进入液位检测及调节装置的储液槽内，经超声波雾化装置的超声波雾化作用变成雾化液滴；

（2）雾化液滴和超声波雾化装置所激发出的水柱从储液槽液面上端出来后，撞击到悬挂在储液槽液面上方的波纹形状的叶片一上，被打散成粒径更小的雾化液滴；

（3）被打散的雾化液滴从二次雾化装置中的Y型通道首端进入，撞击到Y型通道空腔内分叉处的波纹形状叶片二上，被进一步雾化；

（4）被进一步雾化的雾化液滴经过紫外线激发管中的紫外线灯管激发分解，含分解产物的雾化液滴从紫外线激发管出口处喷出。

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