CN206647128U - 二流体低水压双层喷管复式雾化远射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及喷头喷嘴雾化技术领域，具体为一种二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，解决现有二流体喷嘴无法同时满足既要有雾化程度和流量，又要有喷射距离要求的问题，包括可移动安装箱、双层喷管复式雾化远射器，双层喷管复式雾化远射器包含空心状远射器管体，其上开设前端口、后端口、侧端口，内部装有中心贯通管；后端口通过对丝接头连有多通路介质分配器，多通路介质分配器上开设前端直通接口、后端直通接口和侧端直通接口，后端直通接口连有压缩气体喷嘴，侧端直通接口连有低压雾化喷嘴。雾化效果好，雾粒细微，成悬浮状；喷射距离远，水雾喷射弥散距离远，覆盖范围广，结构简单，容易组装和拆卸；不堵赛，成本低廉。

Description

二流体低水压双层喷管复式雾化远射器

技术领域

本实用新型涉及喷头喷嘴雾化技术领域，具体为一种二流体低水压双层喷管复式雾化远射器。

背景技术

目前，山岭隧道开挖通常采用钻爆法，从隧道施工技术的发展趋势来看，钻爆法在今后相当长的一段时期仍然是最常用的开挖方法。这种方法在爆破、出碴、喷护混凝土等作业过程中会产生大量的粉尘和有毒有害气体，粉尘污染会对隧道施工作业和技术管理人员身体健康造成严重危害，尤其是长期吸入含一定浓度游离二氧化硅粉尘会引起以肺组织弥漫纤维性病变为主的全身性疾病—尘肺病。

据国家卫生计生委疾病预防控制局网站2014年6月30日发布的《关于2013年职业病防治工作情况的通报》，2013年共报告职业病26393例，其中尘肺病23152例…尘肺病报告病例数占2013年职业病报告总例数的87.72%”， 新发尘肺病病例年均增长率８．５％。综合信息推算，截止至2013年底，国家卫计委确认的我国尘肺病患者数量为： 750300人。尘肺病总报告例数占职业病总报告例数的90%。尘肺病的发病率居职业病之首。就目前的医学水平，尘肺病还只是一种只可预防不可治愈的“不治之症”， 防治形势依然非常严峻。

目前，隧道钻爆作业消烟降尘主要采用压入式通风措施，其原理是，在洞口外设置大功率压风机，通过送风管将新鲜空气压送到掌子面，将洞内粉尘、有毒有害气体排出洞外。这种措施的缺点是，在将烟雾粉尘排出洞外的过程中大量可呼吸性粉尘会长时间弥漫污染整个隧道，使隧道内施工和技术管理人员皆受到危害。随着掘进深度的增加，送风量和送风时间也要不断增加和延长，送风难度也随之加大，但烟尘排放效果却不断降低，烟尘的浓度逐渐增高。辅助措施有水封爆破、掌子面洒水、装砟点喷雾洒水、捕尘器除尘、水雾帘幕降尘等，这些措施均能在一定程度上减少洞内烟尘含量，但这些措施存在降尘设备投入大、能耗高，不易操作，效果不佳，事倍功半的问题，在隧道施工现场很少见到。目前还没有发现一种能够彻底降除隧道钻爆烟尘的机器或设备。因此，降除隧道钻爆烟尘，改善隧道施工作业环境，让隧道施工人员远离尘肺，不仅关系到施工作业人员的健康和几百万个家庭的幸福，更是有利于社会的和谐稳定，迫在眉睫。

公知，二流体喷嘴也叫空气雾化喷嘴，作为喷嘴行业中的一个大分类，应用领域非常广泛，在工业中从小流量的喷雾加湿，润滑，消毒，到流量稍大的喷涂，喷流，再到使用于火力发电厂、化工厂水泥厂的脱硫除尘等，除此之外，还能使用在燃油当中，使燃油燃烧更充分。空气雾化喷嘴因为其自身的高效性和种类的多样性，再加上使用条件简单，因此得到了广泛的应用。

二流体雾化喷嘴喷头结构形式可分为内部混合型、外部混合型、内外混合相结合型，其结构简单，一般都由空气帽和液体帽组成，内部结构设计能使液体和气体均匀混合，在不改变空气压力和液体压力的前提下，可以喷出符合要求的雾粒。

二流体喷嘴能够提供扇形和圆形两种喷雾模式，并有着广泛的流量范围。

但是，现有二流体喷头喷嘴在设计性能上更注重的是雾化效果，对喷射距离则很少顾及。通过对二流体雾化喷头实际应用观测（普通水质），虽然雾化程度能够满足要求，但雾滴大部分沉降在5米以内，尤其是大流量喷嘴，雾滴近距离沉降更为明显，雾化效果也难以保证，这对于既要有雾化程度和流量又要有喷射远距离的要求则不能满足。如：隧道钻爆消烟除尘，需要雾化喷射加弥散距离达50米以上，在距掌子面爆破点60米的位置，喷射的水雾要能够覆盖到掌子面，在持续的喷射水雾过程中爆破，将爆破扬起的烟尘从源头上消除，现有二流体喷嘴喷头却不能做到。

发明内容

本实用新型为了解决现有二流体喷嘴无法同时满足既要有雾化程度和流量，又要有喷射距离的要求，尤其无法应用于隧道钻爆消烟除尘等领域的问题，提供一种二流体低水压双层喷管复式雾化远射器。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，包括可移动安装箱以及装于可移动安装箱内的双层喷管复式雾化远射器，其中双层喷管复式雾化远射器结构包含空心状远射器管体，空心状远射器管体一端开设前端口，另一端开设后端口，一侧开设侧端口，空心状远射器管体内部由前端口至后端口装有中心贯通管；空心状远射器管体的后端口通过对丝接头连有多通路介质分配器，多通路介质分配器上开设前端直通接口、后端直通接口和侧端直通接口，其内部为介质混合腔，对丝接头连接中心贯通管的一端与空心状远射器管体后端口活动密封连接，对丝接头的另一端与多通路介质分配器前端直通接口连接，多通路介质分配器后端直通接口连有压缩气体喷嘴，侧端直通接口连有低压雾化喷嘴。

为了进一步优化该雾化远射器的结构，完善其功能，提高其稳定性，本实用新型还进行了以下改进：

所述的空心状远射器管体为变径结构，前段为喷射管段，后段为连接后端口与侧端口的连接管段，其中喷射管段内径与中心贯通管外径比为(1.1-1.6):1, 喷射管段内径与长度比为1:（2-3），连接管段内径大于或等于喷射管段内径，侧端口为单端口或多端口。上述喷射管段和中心贯通管的外径比以及喷射管段内径长度比是申请人经过多次试验及经验总结得到的，可以保证第三、四级雾化的雾化效果和水雾喷射弥散距离。

所述的多通路介质分配器后端直通接口和侧端直通接口为单端口或多端口，端口的数量及设置位置，可根据安装要求以及雾化所需压力来确定。

所述的中心贯通管为薄壁管，与空心状远射器管体同轴安装，中心贯通管前端与空心状远射器管体的前端口平齐，后端与对丝接头内管连接，中心贯通管与对丝接头连接后形成的贯通部分与空心状远射器管体内腔隔绝。中心贯通管与空心状远射器管体形成套管结构，两者之间的空腔作为第四级雾化所需压缩气体的输送通道。

所述的可移动安装箱包含钢制密封壳体、安装在钢制密封壳体后部下方的行走轮，钢制密封壳体前部设有可抽拉式拉杆，钢制密封壳体前部间隔开设喷射管段固定孔；钢制密封壳体后部设有监测压缩气体喷嘴的气压表、监测低压雾化喷嘴水压的水压表、与压缩雾化喷嘴连接的进水管口以及与压缩气体喷嘴连接的进气管口，钢制密封壳体后部还设有喷嘴水压调压阀和气水胶管接头快速卡接装置。上述进水管口和进气管口的孔径可根据钢制密封壳体内安装的双层喷管复式雾化远射器的数量来确定，以组成一扇形远射器，本实用新型将多个双层喷管复式雾化远射器集中安装在钢制密封壳体内，形成一组扇形远射器，喷射管段在钢制密封壳体前部伸出，整个安装箱可根据需要随意移动，操作简单、方便。

所述的钢制密封壳体外部增设橡胶防护板，爆破时对可移动安装箱起到一定的防飞石撞击缓冲防护作用。

所述的钢制密封壳体下部四周设有支撑腿，以保证复式雾化远射器在工作时的整体稳定性。

采用本实用新型的结构设计，二流体低水压双层喷管复式雾化远射器的多通路介质分配器侧端直通接口安装低压雾化喷嘴，喷嘴的入口端接一闸阀，用以调节喷嘴流量，闸阀另一端接入水压超过0.5kg以上的输水管上，当打开闸阀时雾化水滴喷入多通路介质分配器的介质混合腔内，此次雾化是粗滴粒，为初级雾化；多通路介质分配器后端直通接口安装压缩气体喷嘴，并接入压缩气体输送管上（通常工作气压为7kg,如：隧道钻爆），当打开气管开关时，初级雾化水滴在介质混合腔内受到压缩气体的撞击、挤压、混合而进一步破碎，此次为第二级雾化，这两次雾化均为内部雾化；经过二次内部雾化后的气水混合体经中心贯通管至管口喷出，由于压缩气体的瞬间膨胀，引起水滴粒的爆裂解体，此次为第三级雾化，也是第一次外部雾化；在水滴粒爆裂雾化的同时，空心状远射器管体侧口端接入的压缩气体在喷射管段与中心贯通管形成的间隙喷出，由于压缩气体与中心贯通管喷出的气水混合体存在较大压差，雾粒再次被剪切、摩擦、破碎和推送，雾粒进一步被细化，此次为第四级雾化，也是第二次外部雾化，通过两次内部雾化和两次外部雾化，此时，雾束径向力增大，再加上合理的喷射管段径长比，能够将喷射角度缩小到15º，集束性更强，雾束保持时间长，雾粒持续受力，行程更远，末尾呈现出水雾悬浮漂移状，并向远处弥散。

与现有技术相比，优越的性能主要表现为：

1、雾化效果好，经过四级雾化，雾粒细微，成悬浮状；

2、喷射距离远，水雾喷射弥散距离远，覆盖范围广，雾粒在空中滞留时间长，与尘埃碰撞几率高，降尘效果好。用于隧道钻爆除尘更能发挥和凸显其远距离喷射水雾的优势；

3、0.5kg以上低水压即可稳定工作；

4、结构简单，容易组装和拆卸；

5、不堵赛，维护方便，经久耐用；

6、成本低廉。

将本实用新型应用在隧道钻爆施工中时，具有以下有益效果：

1、从爆破污染源头消除烟尘，二流体低水压双层喷管复式雾化远射器在隧道内气压7kg，水压0.5kg以上时水雾喷射加弥散距离达50m～60m，在爆破前将其置于距掌子面50m～60m的隧道中间位置，喷射出的扇形水雾能够覆盖拱顶下部至掌子面的全部空间，启爆前半分钟打开气水开关，爆破后3～5min关闭，能够从污染源头上彻底消除爆破烟尘；

2、显著的节能作用，从污染源头上消除了粉尘烟雾，避免了粉尘、有毒有害烟气弥漫扩散，从而减轻了通风降除烟尘的强度，将隧道通风措施转变成了主要用在向隧道内供氧方面，通风量可大为减少，比原通风降尘能耗显著下降；

3、本装置节能，二流体低水压双层喷管复式雾化远射器组成的扇形远射器，一个作业循环只开启1次，用时3～5min，能耗低，效果好；

4、提高功效，爆破后3～5 min施工人员即可进洞作业，与以往爆破后通风30 min作业人员才能进场相比，每一循环缩短20 min以上；

5、提高施工安全性，隧道内能见度提高，有效减少安全事故发生；

6、提高机械效率，降低维修费用，由于空气中含尘量减少，机械磨损度减小，机械效率提高，维修费用降低；

7、使用安全可靠，不用电，只用压缩气体和水，安全稳定；

8、体积小，操作简单灵活，拉杆箱式结构，小巧灵活，占用空间小，喷射器无堵塞，能够在隧道施工环境中稳定工作，而且能够转场继续使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型可移动安装箱的结构示意图；

图3为图2的后视图；

图中：1-前端口；2-后端口；3-侧端口；4-中心贯通管；5-对丝接头；6-多通路介质分配器；7-前端直通接口；8-后端直通接口；9-侧端直通接口；10-介质混合腔；11-压缩气体喷嘴；12-低压雾化喷嘴；13-喷射管段；14-连接管段；15-钢制密封壳体；16-行走轮；17-可抽拉式拉杆；18-喷射管固定孔；19-气压表；20-水压表；21-进气管口；22-进水管口；23-水压调压阀孔；24-气水胶管接头快速卡接装置；25-橡胶防护板；26-支撑腿。

具体实施方式

二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，如图1所示，包括可移动安装箱以及装于可移动安装箱内的双层喷管复式雾化远射器，其中双层喷管复式雾化远射器结构包含空心状远射器管体，空心状远射器管体一端开设前端口1，另一端开设后端口2，一侧开设侧端口3，空心状远射器管体内部由前端口至后端口装有中心贯通管4；空心状远射器管体的后端口通过对丝接头5连有多通路介质分配器6，多通路介质分配器上开设前端直通接口7、后端直通接口8和侧端直通接口9，其内部为介质混合腔10，对丝接头连接中心贯通管的一端与空心状远射器管体后端口活动密封连接，对丝接头内孔与中心贯通管连接后的通径等于或大于中心贯通管内径，对丝接头的另一端与多通路介质分配器前端直通接口连接，多通路介质分配器后端直通接口连有压缩气体喷嘴11，侧端直通接口连有低压雾化喷嘴12。

如图1所示，空心状远射器管体为变径结构，前段为喷射管段13，后段为连接后端口与侧端口的连接管段14，其中喷射管段内径与中心贯通管外径比为(1.1-1.6):1, 喷射管段内径与长度比为1:（2-3），连接管段内径大于或等于喷射管段内径，侧端口3为单端口或多端口，多通路介质分配器后端直通接口8和侧端直通接口9为单端口或多端口。

中心贯通管4为薄壁管，与空心状远射器管体同轴安装，中心贯通管前端与空心状远射器管体的前端口平齐，后端与对丝接头内管连通，中心贯通管与对丝接头连接后形成的贯通部分与空心状远射器管体内腔隔绝。

如图2、3所示，可移动安装箱包含钢制密封壳体15、安装在钢制密封壳体后部下方的行走轮16，钢制密封壳体前部设有可抽拉式拉杆17，钢制密封壳体前部间隔开设喷射管段固定孔18；钢制密封壳体后部设有监测压缩气体喷嘴的气压表19、监测低压雾化喷嘴水压的水压表20、与压缩雾化喷嘴连接的进水管口22以及与压缩气体喷嘴连接的进气管口21，钢制密封壳体后部还设有喷嘴水压调压阀23和气水胶管接头快速卡接装置24。钢制密封壳体15外部增设橡胶防护板25，下部四周设有支撑腿26。

为了进一步证明本实用新型的使用效果，申请人进行了以下试验：

2016年1月3日至1月26日，在太原市古交至太原供热主管线隧道工程3标段进行了试用，本标段设计隧道共1座，里程为K4+450—K10+400，主要工程项目有：路基长50m、涵洞1座，长26.84m、隧道1座，单洞长5950米（其中III级围岩长4093米，IV级围岩长510米，V级围岩长1347米）。应用从3号隧道里程K9+800处进行，该段III级围岩，实施全断面爆破，硝铵炸药一次用量250Kg。

爆破前洞口压风机停止向洞内送风，将本实用新型所述的拉杆箱样式扇形复式雾化远射器拉到距掌子面50m～60m的隧道中间位置，喷口对准掌子面，将风钻用的压缩气体输送胶管和供水胶管卡接在扇形水雾远射器的压缩气体入口和低压雾化喷嘴入口，启爆前半分钟打开气水开关，在气压7kg，水压0.5kg以上时（隧道风管气压7kg,水压3kg）水雾喷射加弥散距离达50m～60m，喷射出的扇形水雾能够覆盖拱顶下部至掌子面的全部空间，持续喷射的水雾将爆破粉尘消除在了距掌子面50m以内，爆破后3～5min关闭，在等待5～8分钟水雾降落后，能见度即能恢复到爆破前，空气清新。通过爆破前开启复式雾化远射器与未开启的测试数据比较，总尘和呼尘降除率均在90%以上，其他有害气体也有很大不同程度的消除。

Claims (7)

1.一种二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是包括可移动安装箱以及装于可移动安装箱内的双层喷管复式雾化远射器，其中双层喷管复式雾化远射器结构包含空心状远射器管体，空心状远射器管体一端开设前端口（1），另一端开设后端口（2），一侧开设侧端口（3），空心状远射器管体内部由前端口至后端口装有中心贯通管（4）；空心状远射器管体的后端口通过对丝接头（5）连有多通路介质分配器（6），多通路介质分配器上开设前端直通接口（7）、后端直通接口（8）和侧端直通接口（9），其内部为介质混合腔（10），对丝接头连接中心贯通管的一端与空心状远射器管体后端口活动密封连接，对丝接头的另一端与多通路介质分配器前端直通接口连接，多通路介质分配器后端直通接口连有压缩气体喷嘴（11），侧端直通接口连有低压雾化喷嘴（12）。

2.根据权利要求1所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是空心状远射器管体为变径结构，前段为喷射管段（13），后段为连接后端口与侧端口的连接管段（14），其中喷射管段内径与中心贯通管外径比为(1.1-1.6):1, 喷射管段内径与长度比为1:（2-3），连接管段内径大于或等于喷射管段内径，侧端口（3）为单端口或多端口。

3.根据权利要求1或2所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是多通路介质分配器后端直通接口（8）和侧端直通接口（9）为单端口或多端口。

4.根据权利要求1或2所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是中心贯通管（4）为薄壁管，与空心状远射器管体同轴安装，中心贯通管前端与空心状远射器管体的前端口平齐，后端与对丝接头内管连接，中心贯通管与对丝接头连接后形成的贯通部分与空心状远射器管体内腔隔绝。

5.根据权利要求1或2所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是可移动安装箱包含钢制密封壳体（15）、安装在钢制密封壳体后部下方的行走轮（16），钢制密封壳体前部设有可抽拉式拉杆（17），钢制密封壳体前部间隔开设喷射管段固定孔（18）；钢制密封壳体后部设有监测压缩气体喷嘴的气压表（19）、监测低压雾化喷嘴水压的水压表（20）、与压缩雾化喷嘴连接的进水管口（22）以及与压缩气体喷嘴连接的进气管口（21），钢制密封壳体后部还设有喷嘴水压调压阀（23）和气水胶管接头快速卡接装置（24）。

6.根据权利要求5所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是钢制密封壳体（15）外部增设橡胶防护板（25）。

7.根据权利要求5所述的二流体低水压双层喷管复式雾化远射器，其特征是钢制密封壳体（15）下部四周设有支撑腿（26）。