CN206746858U - 高粘度流体多级高效雾化喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：包括内置流体喷嘴底座的喷头外壳，喷嘴底座上固连安装多孔雾化件，多孔雾化件前端为流体喷口，多孔雾化件内部空腔为高效冲击室，多孔雾化件后端固连安装缩放喷口，缩放喷口中的缩放通道与高效冲击室相通，喷头外壳后端固连环形尾喷，喷头外壳与环形尾喷组成混合室，混合室与缩放通道相通，环形尾喷上圆周均布扩张喷口，环形尾喷内部中心设置撞击雾化件；多孔雾化件外壁上设置有通孔形式的收缩喷口和旋流喷口；所述缩放通道内壁直径沿轴向由中间向两端逐渐扩张。本实用新型提供一种高动能，低能耗的雾化喷头。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种粘性流体雾化设备，具体涉及一种高粘度流体多级高效雾化喷头。
背景技术
高粘度流体的破碎、雾化是一个有广泛的工业价值与和重要学术价值的领域。在化工领域，流体的破碎、雾化是其物理性能测定的必要流程；在锅炉领域，高粘度液体燃料的高效雾化是锅炉稳定高效燃烧的重要保证；在工业制造领域，用高速流体介质冲击液体金属来制备金属粉末；在农业灌溉与农药喷洒领域，用一定速度空气雾化溶液，再冲击金属圆盘实现高效雾化与均匀喷洒；在涡轮喷气式动力系统中，液体燃料雾化质量的是燃烧效率与保证推进动力的前提；良好的喷嘴设计也是重油的燃烧与物化性能检测的重要因素。
雾化喷头作为整个雾化过程的关键部件，目前较为成熟的包括喉管类、LPL型、HW型、气泡雾化型等。
前述的喷头类型多为通过提高外部介质流体流速与压力来增加雾化效果，当需要雾化粘度非常高的流体时，需要更高的速度与压力，然而其雾化效果也并不一定理想
实用新型内容
本实用新型提供一种高粘度流体多级高效雾化喷头，其目的是解决现有技术存在的缺点，提供一种高动能，低能耗的雾化喷头。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：包括内置流体喷嘴底座的喷头外壳，喷嘴底座上固连安装多孔雾化件，多孔雾化件前端为流体喷口，多孔雾化件内部空腔为高效冲击室，多孔雾化件后端固连安装缩放喷口，缩放喷口中的缩放通道与高效冲击室相通，喷头外壳后端固连环形尾喷，喷头外壳与环形尾喷组成混合室，混合室与缩放通道相通，环形尾喷上圆周均布扩张喷口，环形尾喷内部中心设置撞击雾化件；
多孔雾化件外壁上设置有通孔形式的收缩喷口和旋流喷口；收缩喷口内径从多孔雾化件的外部到内部沿通孔轴向逐渐收缩；旋流喷口的中心线，旋流喷口的中心线在高效冲击室的截面圆的交点处的法线，所述中心线与所述法线呈一个不为0度的夹角α；
所述缩放通道内壁直径沿轴向由中间向两端逐渐扩张。
所述收缩喷口小口径端的直径为4～8mm，大口径端的直径为5～15mm。
所述收缩喷口中心线与流体喷口中心线之间的夹角为40～70度。
所述夹角α为30～60度。
所述旋流喷口的直径为6～14mm。
所述的缩放喷口长度为60～80mm。
所述的缩放喷口内壁圆弧直径为其长度的4.5～5.5倍。
所述扩张喷口中心线与流体喷口中心线之间的夹角为15～65度。
本实用新型的有益之处在于：
本实用新型在设计时，通过内部结构设计，实现多级高效雾化，而不仅仅靠增加外部介质流体压力与流速。收缩喷口、旋流喷口，缩放喷口的组合运用，使雾化过程具有了高动能，低能耗的特点。本实用新型可以运用于多种粘性流体的雾化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为高粘度流体多级高效雾化喷头整体内部结构图
图2为多孔雾化件上旋流喷口布置A-A向剖面图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
如图1为高粘度流体多级高效雾化喷头整体内部结构图，包括设置有粘性流体喷嘴底座1，其喷嘴底座1外沿安装设置了一体化的气流通道也即喷头外壳2。
喷嘴底座1上固连安装多孔雾化件4，多孔雾化件4前端为流体喷口3，多孔雾化件4内部空腔为高效冲击室5，多孔雾化件4外壁上设置有收缩喷口13、旋流喷口12。
多孔雾化件4后端固连安装缩放喷口6，缩放喷口6中的缩放通道11与高效冲击室5相通，并且缩放通道11与高效冲击室5的连接处为圆滑过渡。缩放通道11结构为先收缩再扩张，其内壁直径沿轴向由中间向两端逐渐扩张，也即通过缩放通道11的轴线的纵向截面与缩放通道11的内壁的交线为圆弧B。缩放喷口11长度为60～80mm，其内壁圆弧B的直径为其长度的4.5～5.5倍。
喷头外壳2后端固连环形尾喷9，喷头外壳2与环形尾喷9组成混合室7，混合室7与缩放通道11相通。环形尾喷9上圆周均匀布置扩张喷口10，环形尾喷9内部中心设置撞击雾化件8。环形尾喷9上的扩张喷口10的中心线与流体喷口3的中心线之间的夹角为15～65度。
收缩喷口13、旋流喷口12都在多孔雾化件4的外壁上圆周均布。收缩喷口13与旋流喷口12均为通孔。
收缩喷口13内径从多孔雾化件4的外部到内部沿通孔轴向逐渐收缩，以实现将介质气体加速。收缩喷口13小口径端的直径为4～8mm，大口径端的直径为5～15mm，收缩喷口13中心线与流体喷口3中心线之间的夹角为40～70度。
如图2所示，旋流喷口12的中心线C，旋流喷口12的中心线C在高效冲击室5的截面圆的交点处的法线D，所述中心线C与所述法线D呈一个不为0度的夹角α，以实现旋流冲击增强雾化。旋流喷口12的中心线C，旋流喷口12的中心线C在高效冲击室5的截面圆的交点处的法线D，所述中心线C与所述法线D之间的夹角α优选为30～60°，旋流喷口12直径为6～14mm
本实用新型具体实用过程如下：
被雾化的流体由流体喷口3以一定的压力进入高效冲击室5，同时雾化介质气体以一定的速度从喷头外壳2内的气流通道经收缩喷口13加速进入冲击室5，实现粘性流体的一级破碎及雾化。部分雾化介质气体从旋流喷口12进入高效冲击室5中部，将一级雾化的粘性流体再次旋流冲击，增强破碎效果，提高雾化质量实现二级雾化。为了增强环形尾喷9上撞击雾化件8的效果，需要给流体加速，混合气流经高效冲击室5后进入缩放通道11，其结构为先收缩再扩张，可以将压音速气流加速至音速再加速至超音速，以实现混合室7内的与撞击雾化件8的高速撞击，实现三级雾化。经足够破碎与雾化粘性流体最终经环形尾喷9上的扩张喷口10喷出，扩张喷口10可以增加喷出雾化角度，优化观测效果。
将高粘度流体或物料雾化，需要一定的高速介质气体产生的动量来冲击高粘度流体或高粘度物料。而动量的大小与介质气体的质量与速度成正比。气体质量一定，则气体速度越大动量越大，反之速度一定，气体质量越大，则动量越大。为了减少雾化介质气体流量，则需要通过雾化喷头内部结构来让介质气体从高速加速至压音速再加速至超音速，实现低能耗、高效多级雾化。
根据文丘里管原理，要想将流体加速，则需要减小流通截面积，本实用新型采用了收缩喷口。根据拉法尔喷管原理，要将气流从压音速加速到超音速，则气流通道要满足先收缩在扩张的条件，本实用新型采用缩放喷口。
本实用新型通过新颖的收缩喷口、旋流喷口与缩放喷口的搭配运用，实现将气流从高速加速到亚音速再加速到超音速来雾化高粘度流体，其雾化粒度细，具有高速、雾化程度深的特点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：包括内置流体喷嘴底座的喷头外壳，喷嘴底座上固连安装多孔雾化件，多孔雾化件前端为流体喷口，多孔雾化件内部空腔为高效冲击室，多孔雾化件后端固连安装缩放喷口，缩放喷口中的缩放通道与高效冲击室相通，喷头外壳后端固连环形尾喷，喷头外壳与环形尾喷组成混合室，混合室与缩放通道相通，环形尾喷上圆周均布扩张喷口，环形尾喷内部中心设置撞击雾化件；
多孔雾化件外壁上设置有通孔形式的收缩喷口和旋流喷口；收缩喷口内径从多孔雾化件的外部到内部沿通孔轴向逐渐收缩；旋流喷口的中心线，旋流喷口的中心线在高效冲击室的截面圆的交点处的法线，所述中心线与所述法线呈一个不为0度的夹角α；
所述缩放通道内壁直径沿轴向由中间向两端逐渐扩张。
2.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述收缩喷口小口径端的直径为4～8mm，大口径端的直径为5～15mm。
3.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述收缩喷口中心线与流体喷口中心线之间的夹角为40～70度。
4.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述夹角α为30～60度。
5.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述旋流喷口的直径为6～14mm。
6.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述的缩放喷口长度为60～80mm。
7.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述的缩放喷口内壁圆弧直径为其长度的4.5～5.5倍。
8.如权利要求1所述的高粘度流体多级高效雾化喷头，其特征在于：所述扩张喷口中心线与流体喷口中心线之间的夹角为15～65度。
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| CN109626467A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-16 | 湖北华电襄阳发电有限公司 | 一种气液两相流雾化喷嘴 |
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