CN112246462A - 一种单分散油性气溶胶发生喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单分散油性气溶胶发生喷嘴，包括撞击环体和喷嘴内体；撞击环体内形成有贯通孔，撞击环体的周壁上设有泄流口；喷嘴内体穿设于贯通孔内，撞击环体的内壁与喷嘴内体的外壁之间形成有供流体流通的间隙和气溶胶出口，喷嘴内体的内部设有气体流道、液体流道以及气液加速流道，气液加速流道分别与气体流道和液体流道连通，气液加速流道的出口与撞击环体的内壁之间形成有撞击距离D；气液加速流道的出口位于泄流口和气溶胶出口之间，泄流口、气溶胶出口以及间隙连通。该喷嘴产生的单分散气溶胶能够满足标准要求，有助于提高口罩过滤效果的检测准确性。

Description

一种单分散油性气溶胶发生喷嘴

技术领域

本发明涉及颗粒过滤检测技术领域，尤其涉及一种单分散油性气溶胶发生喷嘴。

背景技术

目前对于口罩过滤效率的测量，主要是使用油性气溶胶或盐性气溶胶作为被检测介质，检测主机通过设定流量进行气溶胶抽取，使气溶胶经过被检测口罩，此时主机通过检测通过口罩前后的气溶胶浓度来计算口罩过滤效率。因为口罩的过滤效率与气溶胶粒径分布有着直接的关系，所以《GB2626-2019呼吸防护用品-自吸过滤式防颗粒物呼吸器》有如下规定，油性气溶胶计数中位径CMD为(0.185±0.02)um(换算空气动力学中位径MMAD约为0.3um)，粒度分布的几何标准偏差不大于1.60。

现在市面上油性气溶胶发生的方法主要为laskin喷嘴或collison喷嘴，经过实验测量发现，两喷嘴发生气溶胶的几何标准偏差均大于2.0，是一种多分散体系，不能满足现行标准要求，降低了口罩过滤效率检测的准确性。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种单分散油性气溶胶发生喷嘴，其产生的单分散气溶胶能够满足标准要求，提高口罩过滤效果的检测准确性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本发明提供一种单分散油性气溶胶发生喷嘴，包括：

撞击环体，其内形成有贯通孔，所述撞击环体的周壁上设有泄流口；

喷嘴内体，其穿设于所述贯通孔内，所述撞击环体的内壁与所述喷嘴内体的外壁之间形成有供流体流通的间隙和气溶胶出口，所述喷嘴内体的内部设有气体流道、液体流道以及气液加速流道，所述气液加速流道分别与所述气体流道和所述液体流道连通，所述气液加速流道的出口与所述撞击环体的内壁之间形成有撞击距离D；

其中，所述气液加速流道的出口位于所述泄流口和所述气溶胶出口之间，所述泄流口、所述气溶胶出口以及所述间隙连通。

本申请一些实施例中，所述气液加速流道与所述撞击环体的轴线相互垂直。

本申请一些实施例中，所述气体流道与所述液体流道相互垂直，所述气体流道与所述气液加速流道同轴。

本申请一些实施例中，所述喷嘴内体的一端设有气体入口，所述气体入口与所述气体流道连通，所述气体入口外接气管；

所述喷嘴内体的另一端设有液体入口，所述液体入口与所述液体流道连通，所述液体入口外接液管组件。

本申请一些实施例中，所述液管组件包括硅胶管和与所述硅胶管连接的液管，所述硅胶管与所述液体入口螺纹连接。

本申请一些实施例中，所述泄流口具有多个，多个所述泄流口沿所述撞击环体的周壁均匀间隔布置。

本申请一些实施例中，所述贯通孔包括连通的贯通孔一段和贯通孔二段，所述贯通孔一段的内径大于所述贯通孔二段的内径，所述贯通孔一段与所述贯通孔二段之间形成第一台阶部；

对应的，所述喷嘴内体包括一体结构的喷嘴内体一段和喷嘴内体二段，所述喷嘴内体一段的外径大于所述喷嘴内体二段的外径，所述喷嘴内体一段与所述喷嘴内体二段之间形成第二台阶部；

所述贯通孔一段与所述喷嘴内体一段过度配合，所述贯通孔二段与所述喷嘴内体二段之间形成所述间隙，所述第一台阶部与所述第二台阶部抵靠。

本申请一些实施例中，所述贯通孔一段所处的撞击环体的周壁上设有第一螺纹孔，所述喷嘴内体一段上对应设有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺栓孔之间穿设螺丝。

本申请一些实施例中，所述第一台阶部具有部分与所述泄流口交汇连接。

本申请一些实施例中，所述撞击环体的周壁上设有通口，所述通口内设有调节堵头，所述调节堵头正对所述气液加速流道的出口，所述气液加速流道的出口与所述调节堵头之间所形成的撞击距离D可调节。

本申请一些实施例中，调节堵头的一端设有手拧部，手拧部外伸于撞击环体。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请所公开的单分散油性气溶胶发生喷嘴中，由气体流道进入的高压气体与由液体流道进入的油溶液混合成气液混合流体，再经气液加速流道加速撞击到撞击环体的内壁上而形成纳米级气溶胶粒子，大粒径的气溶胶粒子及未破裂的油性液滴经间隙向下流至泄流口、并经泄流口排出。而小粒径的气溶胶粒子则会上升到气溶胶出口，经过一段时间后在气溶胶出口处形成一层油膜，此油膜会对小粒径的气溶胶粒子进行捕集，使得最后从气溶胶出口排出的粒径均匀、且满足测试标准要求的单分散油性气溶胶。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的单分散油性气溶胶发生喷嘴的爆炸图；

图2为根据实施例的单分散油性气溶胶发生喷嘴的剖视图；

图3为根据实施例的单分散油性气溶胶发生喷嘴与气管、液管装配后的剖视图；

图4为根据实施例的喷嘴内体的剖视图；

图5为根据实施例的撞击环体的剖视图；

图6为根据另一实施例的撞击环体的剖视图；

图7为根据实施例的调节堵头的剖视图；

图8为根据实施例的调节堵头的侧视图。

附图标记：

100-撞击环体，110-贯通孔，111-贯通孔一段，112-贯通孔二段，120-泄流口，130-止挡部，140-第一螺纹孔，150-第一台阶部，160-通口；

200-喷嘴内体，210-气体流道，220-液体流道，230-气液加速流道，240-气体入口，250-液体入口，260-第二螺纹孔，270-第二台阶部，280-喷嘴内体一段，290-喷嘴内体二段；

300-气管；

400-液管组件，410-液管，420-硅胶管；

500-螺丝；

600-调节堵头，610-手拧部；

700-气溶胶出口；

800-间隙；

D1-喷嘴内体二段的外径；

D2-止挡部的内径；

D3-贯通孔二段的内径；

D-撞击距离。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例中的单分散油性气溶胶发生喷嘴可应用于呼吸防护用品（比如口罩）的过滤检测领域，用于产生粒径分布均匀、且满足测试标准要求的单分散油性气溶胶。

实施例一

参照图1和图2，本实施例中的单分散油性气溶胶发生喷嘴主要包括撞击环体100和喷嘴内体200，撞击环体100和喷嘴内体200为分体式结构，便于拆装。

撞击环体100的剖视图参照图4，撞击环体100为圆筒状中空结构，其内部形成有贯通孔110，撞击环体100的周壁上设有泄流口120，泄流口120与贯通孔110连通。

喷嘴内体200的剖视图参照图5，再结合图2，喷嘴内体200穿设于贯通孔110内。撞击环体100的内壁与喷嘴内体200的外壁之间形成有供流体流通的间隙800和气溶胶出口700。喷嘴内体200的内部设有气体流道210、液体流道220以及气液加速流道230，气液加速流道230分别与气体流道210和液体流道220连通。气液加速流道230的出口与撞击环体100的内壁之间形成有撞击距离D。

其中，气液加速流道230的出口位于泄流口120和气溶胶出口700之间，泄流口120、气溶胶出口700以及间隙800连通。

单分散油性气溶胶产生过程如下：高压气体进入气体Q1流道210内，油溶液Q2进入液体流道220内，高压气体Q1和油溶液Q2混合形成气液混合流体Q3，气液混合流体Q3在气液加速流道230内加速流动、并经气液加速流道230的出口喷射撞击到撞击环体100的内壁上，气液混合流体Q3的撞击距离为D，气液混合流体Q3撞击使油性液滴破裂并形成纳米级气溶胶粒子。大粒径的气溶胶粒子及未破裂的油性液滴经间隙800向下流至泄流口120、并经泄流口120排出。而小粒径的气溶胶粒子则会上升到气溶胶出口700，经过一段时间后在气溶胶出口700处形成一层油膜，此油膜会对小粒径的气溶胶粒子进行捕集，使得最后从气溶胶出口700排出的气溶胶为小粒径的单分散油性气溶胶，粒径均匀，满足测试要求，进而提高口罩过滤检测的准确性。

本申请一些实施例中，间隙800与气溶胶出口700之间形成有止挡部130，部分的大粒径气溶胶粒子可能会随小粒径气溶胶粒子一起上升至气溶胶出口700处，此时止挡部130对这些大粒径气溶胶粒子起到撞击阻挡作用，从而进一步提高从气溶胶出口700流出的气溶胶粒子的粒径均匀性。

本申请一些实施例中，参照图5，贯通孔110包括连通的贯通孔一段111和贯通孔二段112，贯通孔一段111的内径大于贯通孔二段112的内径，贯通孔一段111与贯通孔二段112之间形成第一台阶部150。

对应的，参照图4，喷嘴内体200包括一体结构的喷嘴内体一段280和喷嘴内体二段290，喷嘴内体一段280的外径大于喷嘴内体二段290的外径，喷嘴内体一段280与喷嘴内体二段290之间形成第二台阶部270。

参照图2，贯通孔二段112与喷嘴内体二段290之间形成间隙800；贯通孔一段111与喷嘴内体一段280过度配合；第一台阶部150与第二台阶部270抵靠，二者之间的抵靠起到安装预定位作用，提示喷嘴内体200推入到位。

本实施例中，为了进一步提高撞击环体100与喷嘴内体200之间的连接可靠性，贯通孔一段111所处的撞击环体100的周壁上设有第一螺纹孔140，喷嘴内体一段280上对应设有第二螺纹孔260，第一螺纹孔140与第二螺纹孔260之间穿设螺丝500。该连接结构简单，便于拆装。

本申请一些实施例中，参照图2和图5，止挡部130为设置在撞击环体100的内壁靠近贯通孔一段111的环状突起，也即，止挡部130设置在贯通孔二段112的内壁上，止挡部130与喷嘴内体二段290之间形成气溶胶出口700。

为了便于描述，定义喷嘴内体二段290的外径为D1，止挡部130的内径为D2，则气溶胶出口700的开口间隙为D2-D1，气溶胶出口700的开口间隙也即形成油膜的距离。贯通孔二段112的内径为D3，则D3＞D2，撞击距离D=D3-D1。

将喷嘴内体200安装至撞击环体100内后，将自然形成间隙800和气溶胶出口700，结构简单紧凑。

本申请一些实施例中，参照图2，气液加速流道230与撞击环体100的轴线相互垂直，有助于提高气液混合流体的撞击效果，提高产生的气溶胶粒子的质量。

本申请一些实施例中，继续参照图2，气体流道210与液体流道220相互垂直，高压气体经气体流道210流过液体流道220时，将在液体流道220的出口处形成负压，此时液体流道220的出口相当于一个虹吸口，将油溶液吸入液体流道220内并流向虹吸口，而后与气体流道210内的高压气体混合形成气液混合流体。气体流道210与液体流道220相互垂直使得虹吸效果达到最强，利于油溶液的流动。

气体流道210与气液加速流道230同轴，有助于高压气体的流动，减少能量损失，有助于加快气液混合流体的速度，进而提高气液混合流体的撞击效果。

本申请一些实施例中，参照图2至图5，喷嘴内体二段290的端部设有气体入口240，气体入口240与气体流道210连通，气体入口240外接气管300。

气体入口240为螺纹孔，气管300通过螺纹连接的方式接入气体入口240。

喷嘴内体二段290的端部设有液体入口250，液体入口250与液体流道220连通，液体入口250外接液管组件400。

本实施例中，液管组件400包括硅胶管420和与硅胶管420连接的液管410，硅胶管420具体的与液管410的宝塔接头硬连接。液体入口250为螺纹孔，硅胶管420通过螺纹连接的方式接入液体入口250。

本申请一些实施例中，泄流口120具有多个，多个泄流口120沿撞击环体100的周壁均匀间隔布置，以便于大粒径的气溶胶粒子及未破裂的油性液滴的及时排出。

本申请一些实施例中，参照图2和图5，第一台阶部150具有部分与泄流口120交汇连接，第一台阶部150起到一个冲击助流的作用，从间隙800流下的大粒径的气溶胶粒子及未破裂的油性液滴先落至第一台阶部150上，再冲泄至泄流口120并留出，避免流体在泄流口120处堆积，提高泄流效果。

实施例二

单分散油性气溶胶发生喷嘴能够产生气溶胶主要依靠撞击距离（D3-D1）以及形成油膜的距离（D2-D1）。经过实验验证发现，通过改变（D3-D1）的撞击距离可以改变单分散油性气溶胶发生的计数中位径大小。

参照图6和图7，其中图6为撞击环体100另一实施例的剖视图，图7为调节堵头600的剖视图。本实施例中，撞击环体100的周壁上设有通口160，通口160内设有调节堵头600，调节堵头600正对气液加速流道230的出口，气液加速流道230的出口与调节堵头600之间所形成的撞击距离D可调节。

也即通过调节堵头600可实现撞击距离D的调节，调节堵头600起到了一个调节撞击壁的作用，进而实现不同中值粒径的单分散油性气溶胶的发生。

本实施例中，参照图8，调节堵头600的一端设有手拧部610，手拧部610外伸于撞击环体100。手拧部610的外轮廓形状优选为非圆形，比如菱形、六边形等，以便于手拧操作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，包括：

撞击环体，其内形成有贯通孔，所述撞击环体的周壁上设有泄流口；

喷嘴内体，其穿设于所述贯通孔内，所述撞击环体的内壁与所述喷嘴内体的外壁之间形成有供流体流通的间隙和气溶胶出口，所述喷嘴内体的内部设有气体流道、液体流道以及气液加速流道，所述气液加速流道分别与所述气体流道和所述液体流道连通，所述气液加速流道的出口与所述撞击环体的内壁之间形成有撞击距离D；

其中，所述气液加速流道的出口位于所述泄流口和所述气溶胶出口之间，所述泄流口、所述气溶胶出口以及所述间隙连通。

2.根据权利要求1所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述气液加速流道与所述撞击环体的轴线相互垂直。

3.根据权利要求2所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述气体流道与所述液体流道相互垂直，所述气体流道与所述气液加速流道同轴。

4.根据权利要求1所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述喷嘴内体的一端设有气体入口，所述气体入口与所述气体流道连通，所述气体入口外接气管；

所述喷嘴内体的另一端设有液体入口，所述液体入口与所述液体流道连通，所述液体入口外接液管组件。

5.根据权利要求4所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述液管组件包括硅胶管和与所述硅胶管连接的液管，所述硅胶管与所述液体入口螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述泄流口具有多个，多个所述泄流口沿所述撞击环体的周壁均匀间隔布置。

7.根据权利要求1所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述贯通孔包括连通的贯通孔一段和贯通孔二段，所述贯通孔一段的内径大于所述贯通孔二段的内径，所述贯通孔一段与所述贯通孔二段之间形成第一台阶部；

对应的，所述喷嘴内体包括一体结构的喷嘴内体一段和喷嘴内体二段，所述喷嘴内体一段的外径大于所述喷嘴内体二段的外径，所述喷嘴内体一段与所述喷嘴内体二段之间形成第二台阶部；

所述贯通孔一段与所述喷嘴内体一段过度配合，所述贯通孔二段与所述喷嘴内体二段之间形成所述间隙，所述第一台阶部与所述第二台阶部抵靠。

8.根据权利要求7所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述贯通孔一段所处的撞击环体的周壁上设有第一螺纹孔，所述喷嘴内体一段上对应设有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺栓孔之间穿设螺丝。

9.根据权利要求7所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述第一台阶部具有部分与所述泄流口交汇连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的单分散油性气溶胶发生喷嘴，其特征在于，

所述撞击环体的周壁上设有通口，所述通口内设有调节堵头，所述调节堵头正对所述气液加速流道的出口，所述气液加速流道的出口与所述调节堵头之间所形成的撞击距离D可调节。

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