CN210875853U - 一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，包括圆柱形的壳体，壳体上一端设置有进液口，另外一端设置有气旋流出口；壳体侧壁中部开设有若干进气口，壳体内设置有文丘里管式内流道，文丘里管式内流道一端与进液口相连，另一端设置有泡状流出口，文丘里管式内流道的扩散段的侧壁上开设有若干曝气孔，文丘里管式内流道外侧设置有空腔，空腔一端与进气口相连，另一端与气旋流出口相连通，曝气孔一端与空腔相连通，另一端与文丘里管式内流道相连通；泡状流出口与气旋流出口相连通。该喷嘴集成气动雾化和气泡雾化技术，使气泡雾化气流量小、气动雾化气压小的特性高效结合提高雾化均匀度，具有高效、微细、均匀等特点。

Description

一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，属于气液两相流雾化技术领域。

背景技术

雾化喷嘴是一种能够将液体雾化喷出，使液体以微小液滴形式存在于空气中的装置。

当前，雾化技术使用领域广泛，在交通运输、农业生产、燃料燃烧等几乎所有工业领域都有应用；雾化技术在非燃烧工业，如催化造粒、食品加工、粉末涂覆、农药喷洒方面等也有着广泛的应用。

现有的雾化喷嘴主要为机械雾化喷嘴和介质雾化喷嘴。机械雾化喷嘴所需水压较高，流量难以调节；介质雾化喷嘴以气相辅助雾化为主，主要有气泡雾化和气动雾化两种：气泡雾化利用喷嘴出口内外压差，令微小气泡在离开出口后急速膨胀破裂，将液膜破碎为液雾，所需气相压力较高，但耗气量较小；气动雾化利用高速气流冲击液体，将液体雾化，耗气量较大，但气相压力较小。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，高效组合了气动雾化和气泡雾化技术，实现了耗气量小、所需气相压力低的细微雾化。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，包括圆柱形壳体，壳体上一端设置有进液口，另外一端设置有气旋流出口；壳体侧壁中部开设有若干进气口，壳体内设置有文丘里管式内流道，文丘里管式内流道一端与进液口相连，另一端设置有泡状流出口，文丘里管式内流道的扩散段的侧壁上开设有若干曝气孔，文丘里管式内流道外侧设置有空腔，空腔一端与进气口相连，另一端与气旋流出口相连通，曝气孔一端与空腔相连通，另一端与文丘里管式内流道相连通；泡状流出口与气旋流出口相连通。

本实用新型进一步的改进在于，空腔内设置有若干旋流片。

本实用新型进一步的改进在于，旋流片沿周向均匀分布，单个旋流片旋转角度为30°到40°。

本实用新型进一步的改进在于，气旋流出口位于文丘里管式内流道的中轴线上。

本实用新型进一步的改进在于，曝气孔和进气口相对设置。

本实用新型进一步的改进在于，泡状流出口周向均匀分布。

本实用新型进一步的改进在于，空腔为渐缩式进气道。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：

1.由于采用了一体式进气，可以利用对冲弥补气泡雾化的压力需求，所以实现了气动雾化技术气相压力特性的高效利用，对气相压力需求极低，在最佳工况下仅为0.1MPa。

2.因为调整了喷口数量，并将气泡雾化作为一级雾化、气动雾化作为二级雾化，所以雾化破碎均匀度远超单一气相雾化，且在最佳工况下水流量可达70kg/h。

3.通过对液流、气流多级渐缩加速，有效地组合了气动雾化技术和气泡雾化技术，实现了最佳工况下平均粒径23.06μm的微细雾化。

本实用新型高效组合了气动雾化和气泡雾化技术，实现了耗气量小、所需气相压力低的细微、快速雾化。该喷嘴加工工艺简单，适合批量化生产。

附图说明

图1为喷嘴侧面剖视图。

图2为喷嘴正面半剖图。

图3为本实用新型的喷嘴的立体结构示意图。

图中，1为进液口，2为进气口，3为文丘里式内流道，4为曝气孔，5为泡状流出口，6为旋流进气道，7为旋流片，8为气旋流出口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1、图2和图3，本实用新型提供一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，包括圆柱形壳体，壳体上一端设置有进液口1，另外一端设置有气旋流出口8；壳体侧壁中部开设有进气口2，具体的，每侧开设一个进气口，形成双通道进气口。壳体内设置有文丘里管式内流道3，文丘里管式内流道3一端与进液口1相连，另一端设置有泡状流出口5并且文丘里管式内流道3与泡状流出口5相连，气旋流出口8位于文丘里管式内流道的中轴线上。

泡状流出口5与气旋流出口8相连通，并且轴向距离为15.3mm。

文丘里管式内流道3包括相连的入口段、收缩段和扩散段，文丘里管式内流道3的扩散段的侧壁上开设有若干曝气孔4，文丘里管式内流道3外侧设置有空腔，空腔内设置有6个旋流片7，空腔一端与两个进气口2相连，另一端与气旋流出口8相连通。曝气孔4一端与空腔相连通，另一端与文丘里管式内流道3相连通。

本实用新型中进液口1的内径为16mm；进气口2的内径为6mm；文丘里管式内流道3由直径16mm渐缩为直径8mm；曝气孔4和进气口2采用对冲结构，即相对设置，这样便于气体进入曝气孔4中，曝气孔4共42个，直径为0.7mm，以三排并列形式布置，利于进气。进气中形成气泡的气体一部分通过曝气孔4内外压差被压入液流，一部分由于曝气孔4和进气口2对冲设置，被冲入曝气孔4。

泡状流出口5共4个，以正四边形排列布置，即周向均匀分布，能够强化破碎效果、稳定破碎过程并大幅增加液相流量。

采用旋流渐缩式进气道，气体通过6片渐缩旋流片7产生高速旋流气体，实现气动雾化部分。

其中，泡状流出口5为圆孔，半径为1mm，相邻泡状流出口圆心之间距离为1.41mm。

本实用新型中6个旋流片7，6个旋流片7沿周向均匀分布，其中单个旋流片7旋转角度为30°～40°，优选为34.5°，且相邻旋流片7角度相差60°。本实用新型中采用气泡雾化和气动雾化一体式进气。

进一步的，将气旋流出口布置在泡状流喷口外侧，利用旋流高速剪切液膜，在距离泡状流喷口12cm处就能得到最佳雾化效果，且不发生雾化颗粒大量聚集现象。

进一步的，通过渐缩结构增加液相流速，减小压强，有利于气泡雾化过程中气泡进入。

进一步的，曝气孔共42个，直径为0.7mm，以三排并列形式布置，利于进气。

进一步的，泡状流出口共4个，沿周向均匀分布，该分布利用气泡破碎在时空上的不均匀性强化破碎效果、稳定破碎过程并大幅增加液相流量。

进一步的，进气口为2个，采用双通道设计，垂直于曝气孔，减小了气泡雾化对内外压强差的需求。

进一步的，旋流片和气旋流出口组合为旋流进气道，采用渐缩旋流结构，利用渐缩加速气流，利用6片旋流片产生旋流使气体高速旋转喷出，对气泡雾化后的一次破碎液体进行二次剪切。

本实用新型的喷嘴的工作过程如下：液体被液泵压入进液口1，气体被气泵压入双通道的进气口2。液体流过文丘里管式内流道3，通过文丘里管式内流道3的渐缩结构增加流速，减小压强，使少量进气口2通入的气体通过若干曝气孔4以气泡形式进入液体内，形成泡状两相流。泡状两相流经过文丘里管式内流道3的收缩段加速后，通过泡状流出口5喷出，利用气泡破碎在时空上的不均匀性强化破碎效果、稳定破碎过程并大幅增加液相流量，实现液体的第一次破碎。

同时，进气口2通入的大部分气体通过旋流进气道6，该旋流进气道6采用渐缩旋流结构，即旋流进气道6内设置有旋流片，旋流进气道6的结构为渐缩结构。气体通过6片旋流片7时被旋转加速，最终利用旋流片7产生高速旋流气体，冲出气旋流出口8对气泡雾化后的一次破碎液体进行二次剪切，完成二次破碎。

Claims (7)

1.一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，包括圆柱形壳体，壳体上一端设置有进液口(1)，另外一端设置有气旋流出口(8)；壳体侧壁中部开设有若干进气口(2)，壳体内设置有文丘里管式内流道(3)，文丘里管式内流道(3)一端与进液口(1)相连，另一端设置有泡状流出口(5)，文丘里管式内流道(3)的扩散段的侧壁上开设有若干曝气孔(4)，文丘里管式内流道(3)外侧设置有空腔，空腔一端与进气口(2)相连，另一端与气旋流出口(8)相连通，曝气孔(4)一端与空腔相连通，另一端与文丘里管式内流道(3)相连通；泡状流出口(5)与气旋流出口(8)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，空腔内设置有若干旋流片(7)。

3.根据权利要求2所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，旋流片(7)沿周向均匀分布，单个旋流片(7)旋转角度为30°到40°。

4.根据权利要求1所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，气旋流出口(8)位于文丘里管式内流道的中轴线上。

5.根据权利要求1所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，曝气孔(4)和进气口(2)相对设置。

6.根据权利要求1所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，泡状流出口(5)周向均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种气动雾化和气泡雾化相结合的喷嘴，其特征在于，空腔为渐缩式进气道。

Images