CN217910964U - 一种自吸式小流量微雾喷头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自吸式小流量微雾喷头，喷头主体的后部设有送液机构及送气机构，喷头主体的前端设有中心管，中心管的前端设有锥形结构的液体喷射部，所述的液体喷射部内设有出液孔，所述出液孔的直径为0.08‑0.1mm；喷头主体前端的中心管外周同轴设有管状结构的喷头外套，所述喷头外套的内壁与中心管的外壁之间形成环绕中心管的气流腔，气流腔的前端部向内收缩构成环绕液体喷射部的锥形壁，所述锥形壁的顶端设有与所述液体喷射部配合的喷孔。本实用新型的自吸式小流量微雾喷头只需要输入较小流量、压力的压缩空气就能产生较高的断面流速，液体流量小，可以满足狭小空间中的液体雾化需求。

Description

一种自吸式小流量微雾喷头

技术领域

本实用新型涉及喷头技术领域，特别涉及一种自吸式小流量微雾喷头。

背景技术

目前制药、医疗、食品、粉末喷涂等行业都有将液体经过处理形成雾化液滴分布到空气中的应用，市面上也有许多品种的雾化喷头。目前市面上的雾化喷头普遍液体流量超过10ml/min，气体流量超过10l/min，雾化微粒喷射距离超过600mm，这些喷头无法在某些狭小空间中使用，因为现有技术的喷头喷射距离较远，在狭小空间中使用时，雾化微粒会直接喷射到与喷头相对的壁面上而聚集成大液滴，而无法将液体均匀分布到空气中。例如公开日为2007年7月11日，公开号为CN2920423Y的中国专利文献公开了一种微雾喷头，包括一个与压力泵喷水管相连接的中空喷头座，喷头座连接喷头，喷头有喷口，其特征在于喷头座和喷头的中空内安装阀芯、弹簧和喷芯，在喷头的喷口中安装喷片，喷片中有微雾孔。该方案在喷头座和喷头中安装阀芯、弹簧和喷芯，当喷水管的压力水推动阀芯后，弹簧压缩，喷头自动喷水，当喷水管停止进水，或压力不足时阀芯在弹簧力作用下自动关闭。水在喷头内经喷芯外壁到达喷片，使微雾孔出去的水产生雾状，该喷头喷射距离远，可应用于工厂车间、畜牧场、垃圾处理场、蔬菜大棚等，但不能在狭小的空间中使用。同时此类喷嘴对喷射孔的耐磨性要求高、容易堵塞等，且当水压或气压固定后，喷射角度、雾化微粒粒径等无法调节。又如公开日为2021年6月25日，公开号为CN 109691890 B的中国专利文献公开的一种雾化喷嘴和具有其的烹饪设备，是通过虹吸作用/效应实现液体自吸与雾化。虹吸效应需要靠提高气流压力与流速来提高雾化效果，但气体输入端的压力与流速是有限的，过高的气流压力和流速又会使喷射距离增加。而在公开日为2022年3月22日，公开号为CN 113457866 B的中国专利文献公开的一种雾化喷嘴的雾化控制方法，是通过将液体与气体预混合后末端的喷射气体撞击形成剧烈湍流流态，混合方法也是通过控制流量、压力等，喷嘴结构、控制方法都相对复杂，靠输入高速气流实现雾化。综上所述，目前的一些雾化喷嘴需要高的气流压力/流量或高的液体压力，但喷射出的雾化液滴动能过高，喷射距离太远；其次，虹吸作用的喷嘴气流流速低，雾化效果差（粒径大）；另外喷射角度不可调节，在进气、进液流量压力固定时，雾化粒径不可调节，因此现有技术的喷头均不能在狭小空间中使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有技术的喷头流量大、喷射距离远，无法在狭小空间中使用的问题，提供一种自吸式小流量微雾喷头，具有以下优点：1.只需要输入较小流量、压力的压缩空气就能产生较高的断面流速；2. 液体流量小，液体流量小于5ml/min，喷射距离小于300mm；3. 通过调节最小过流断面的面积，可调节喷射角度，在进气流量一定时，可以调节最小过流断面的面积来调节雾化粒径，从而满足狭小空间中的液体雾化需求。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种自吸式小流量微雾喷头，包括喷头主体，所述喷头主体的后部设有送液机构及送气机构，喷头主体的前端设有中心管，所述中心管的内孔与所述的送液机构连通，中心管的前端设有锥形结构的液体喷射部，所述的液体喷射部内设有与所述内孔连通且贯穿所述液体喷射部的出液孔，所述出液孔的直径为0.08-0.1mm；喷头主体前端的中心管外周同轴设有管状结构的喷头外套，所述喷头外套的内壁与中心管的外壁之间形成环绕中心管的气流腔，所述气流腔的后端与所述的送气机构连通，气流腔的前端部向内收缩构成环绕液体喷射部的锥形壁，所述锥形壁的顶端设有与所述液体喷射部配合的喷孔。本实用新型的喷头主体上设有送液机构及送气机构，喷头主体的前端设有带输液内孔的中心管，中心管的前端设有锥形结构的液体喷射部，液体喷射部内设有出液孔；中心管外周同轴设有管状结构的喷头外套，喷头外套与中心管之间形成气流腔，气流腔的前端部构成环绕液体喷射部的锥形壁，锥形壁的顶端设有与所述液体喷射部配合的喷孔。本实用新型的气流腔环绕中心管设置，中心管前端的液体喷射部用于液体的喷射，而贴近液体喷射部前端的喷孔用于喷出压缩空气；这样，在喷孔附近，喷出的压缩空气形成环状断面，由于该断面与气流腔相比横截面显著缩小，因此气体流速很快，根据流速越快，流体产生的压强就越小的伯努利原理以及在同等出口流速下，减小气体流量、压力和单位时间喷射的液体质量可以减小喷射物质动能的原理，动能越小，喷射距离就越短，在低流量、压力压缩空气下达到高出口流速，就是本实用新型的设计特点，而现有技术的喷头通常都是希望大流量、喷射距离远。本实用新型根据文丘里效应设计的雾化喷头，其出液孔直径仅为0.08-0.1mm，因此液体流量很小，喷射距离也相对较小，从而可以满足狭小空间中的液体雾化需求，解决了现有技术的喷头流量大、喷射距离远而无法在狭小空间中使用的问题。

作为优选，喷头外套与喷头主体通过微调螺纹螺接，喷头主体上微调螺纹的后端设有滑动段，喷头外套上设有与所述滑动段适配的滑套段，所述滑套段的内壁设有环形槽，环形槽内设有密封圈，所述滑套段与所述滑动段之间为密封结构。喷头外套与喷头主体通过微调螺纹连接，即喷孔的前端面与液体喷射部的前端面之间的距离可以微调，通过转动喷头外套调节液体喷射部与喷孔的位置关系，调节气流最小过流断面的面积，可调节喷射角度，同时在进气流量一定时，可以通过调节最小过流断面的面积来调节雾化粒径，以满足狭小空间中的液体雾化需求。

作为优选，液体喷射部的锥顶处形成有喷射圆管，所述喷射圆管的长度为1.5-2mm，喷射圆管的外径为0.2-0.3mm，液体喷射部的后端设有等直径的圆柱段，所述圆柱段的外径大于中心管的外径，圆柱段的外径与中心管的外径比为1:0.75-1:0.9。液体喷射部的后端的圆柱段外径大于中心管的外径，这样气流腔中靠近中心管的气流在通过此处时会向外周发生偏转，对外侧的气流流线造成扰动，有利于液体的雾化。

作为优选，喷孔的内径为1-1.5mm，喷孔的轴向总长度为0.3-0.8mm；喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比为1:0.2-1:0.25。合理的喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比，可以使喷头的喷射角度及雾化粒径均达到最好效果。

作为优选，喷孔的前部向外扩张形成喇叭口，所述喇叭口的锥顶角为90-170度；所述喇叭口后部的喷孔其轴向长度为0.2-0.4mm。在喷孔的前部设置向外扩张的喇叭口，有利于满足喷头的喷射角度要求。

作为优选，液体喷射部锥形结构的锥顶角为30-50度，气流腔前端锥形壁的锥顶角为95-110度，喷头外套转动时，喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间距离的变化范围为0-0.5mm。转动喷头外套调节喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间距离可以调节喷射角度，当喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间的距离变大（即喷射圆管相对于喷头外套后退）时，喷头的喷射角度变小，反之则喷头的喷射角度变大。

作为优选，喷头主体固定在喷雾设备上，喷雾设备上设有导轨，所述的导轨与中心管平行，导轨上设有滑块，所述的滑块上设有驱动电机，驱动电机上连接有驱动齿轮，喷头外套的后部外周设有齿圈，所述的齿圈与所述的驱动齿轮啮合，驱动电机转动时，驱动齿轮转动带动喷头外套转动；齿圈的前后两端分别设有前挡圈及后挡圈，所述前挡圈与后挡圈的外径大于齿圈的外径，所述驱动电机通过减速器及传动轴驱动齿轮连接。本方案是在当喷头主体在喷雾设备上固定时，采用电机来调节喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间的距离，从而实现喷头喷射角度的调节。

作为优选，送液机构包括送液管接头及设置在喷头主体内的进液孔，所述的进液孔与中心管的内孔等直径且其前端与内孔的后端连接，内孔的直径大于出液孔的直径；送气机构包括气管接头及设置在喷头主体内的进气孔，所述的进气孔呈直线状，进气孔的前端与气流腔的后部连通，进气的气压为0.1MPa-0.25MPa。

本实用新型的有益效果是，它有效地解决了现有技术的喷头流量大、喷射距离远，无法在狭小空间中使用的问题，本实用新型的自吸式小流量微雾喷头具有以下优点：1.只需要输入较小流量、压力的压缩空气就能产生较高的断面流速；2. 液体流量小，液体流量小于5ml/min，喷射距离小于300mm；3. 通过调节最小过流断面的面积，可调节喷射角度，在进气流量一定时，可以调节最小过流断面的面积来调节雾化粒径，从而满足狭小空间中的液体雾化需求。

附图说明

图1是本实用新型自吸式小流量微雾喷头的一种结构剖视图；

图2是本实用新型自吸式小流量微雾喷头的另一种结构示意图；

图3是本实用新型自吸式小流量微雾喷头的一种局部结构示意图；

图4是本实用新型自吸式小流量微雾喷头的的文丘里效应气流分布示意图。

图中： 1. 喷头主体，2.中心管，3.内孔，4.液体喷射部，5.出液孔，6.喷头外套，7.气流腔，8.锥形壁，9.喷孔，10.微调螺纹，11.滑动段，12.滑套段，13.密封圈，14.喷射圆管，15.圆柱段，16.喇叭口，17.喷雾设备，18.导轨，19.滑块，20.驱动电机，21.驱动齿轮，22.齿圈，23.前挡圈，24.后挡圈，25.减速器，26.传动轴，27.送液管接头，28.进液孔，29.气管接头，30.进气孔，31.紧定螺钉。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1所示的实施例1中，一种自吸式小流量微雾喷头，包括喷头主体1，所述的喷头主体为阶梯轴状结构，喷头主体的后部设有送液机构及送气机构，喷头主体的前端中央设有中心管2，所述中心管的内孔3与所述的送液机构连通，中心管的前端设有锥形结构的液体喷射部4；送液机构包括设置在喷头主体后端面上的送液管接头27及设置在喷头主体内的进液孔28，所述的进液孔呈L形，进液孔与中心管的内孔等直径且其前端与内孔的后端连接，后端与送液管接头连接；内孔的直径大于出液孔的直径；送气机构包括设置在喷头主体后端面上的气管接头29及轴向设置在喷头主体内的进气孔30，所述的进气孔呈直线状，进气孔的前端与气流腔的后部连通，压缩空气进气的气压为0.15MPa。所述的液体喷射部内设有与所述内孔连通且贯穿所述液体喷射部的出液孔5，所述出液孔的直径为0.08mm；喷头主体前端的中心管外周同轴设有管状结构的喷头外套6，所述喷头外套的内壁与中心管的外壁之间形成环绕中心管的气流腔7，所述气流腔的后端与所述的送气机构连通，气流腔的前端部向内收缩构成环绕液体喷射部的锥形壁8，所述锥形壁的顶端设有与所述液体喷射部配合的喷孔9。

本实施例的喷头外套与喷头主体通过微调螺纹10螺接，喷头主体上微调螺纹的后端设有滑动段11，喷头外套上设有与所述滑动段适配的滑套段12，所述滑套段的内壁设有环形槽，环形槽内设有密封圈13，所述滑套段与所述滑动段之间为密封结构。通过人工转动喷头外套调节液体喷射部与喷孔的位置关系，调节气流最小过流断面的面积，可调节喷射角度，同时在进气流量一定时，可以通过调节最小过流断面的面积来调节雾化粒径（粒径范围为0.1-10μm），以满足狭小空间中的液体雾化需求。喷头外套调节完成后，通过紧定螺钉31将其进行固定。

本实施例液体喷射部的锥顶处形成有喷射圆管14（见图3），所述喷射圆管的长度为1.5mm，喷射圆管的外径为0.25mm，液体喷射部的后端设有等直径的圆柱段15，所述圆柱段的外径大于中心管的外径，圆柱段的外径与中心管的外径比为1:0.8。液体喷射部的后端的圆柱段外径大于中心管的外径，这样气流腔中靠近中心管的气流在通过此处时会向外周发生偏转，对外侧的气流流线造成扰动，有利于液体的雾化。液体喷射部锥形结构的锥顶角为35度，气流腔前端锥形壁的锥顶角为95度，喷头外套转动时，喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间距离的变化范围为0-0.5mm。本实施例采用手动转动喷头外套调节喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间距离可以调节喷射角度，当喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间的距离变大（即喷射圆管相对于喷头外套后退）时，喷头的喷射角度变小，反之则喷头的喷射角度变大。

本实施例喷孔的内径为1mm，喷孔的轴向总长度为0.5mm；喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比为1:0.25。合理的选择喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比，可以使喷头的喷射角度及雾化粒径均达到最好效果。喷孔的前部向外扩张形成喇叭口16，所述喇叭口的锥顶角为90度；所述喇叭口后部的喷孔其轴向长度为0.25mm。在喷孔的前部设置向外扩张的喇叭口，有利于满足喷头的喷射角度要求。

实施例2

在图2所示的实施例2中，喷头主体固定在喷雾设备17上，喷雾设备上设有导轨18，所述的导轨与中心管平行，导轨上设有滑块19，所述的滑块上设有驱动电机20，驱动电机上连接有驱动齿轮21，喷头外套的后部外周设有齿圈22，所述的齿圈与所述的驱动齿轮啮合，驱动电机转动时，驱动齿轮转动带动喷头外套转动。齿圈的前后两端分别设有前挡圈23及后挡圈24，所述前挡圈与后挡圈的外径大于齿圈的外径，所述驱动电机通过减速器25及传动轴26驱动齿轮连接。本方案的喷头主体固定在喷雾设备上，采用微型伺服电机来调节喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间的距离，从而实现喷头喷射角度的调节。

本实施例压缩空气进气的气压为0.25MPa，出液孔的直径为0.1mm，喷射圆管的长度为2mm，喷射圆管的外径为0.3mm，圆柱段的外径与中心管的外径比为1:0.9，喷孔的内径为1.5mm，喷孔的轴向总长度为0.8mm；喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比为1:0.2。喷孔前部喇叭口的锥顶角为120度；所述喇叭口后部的喷孔其轴向长度为0.4mm。液体喷射部锥形结构的锥顶角为45度，气流腔前端锥形壁的锥顶角为110度，其余和实施例1相同。

本实用新型的气流腔环绕中心管设置，中心管前端的液体喷射部用于液体的喷射，而贴近液体喷射部前端的喷孔用于喷出压缩空气；这样，在喷孔附近，喷出的压缩空气形成环状断面，由于该断面与气流腔相比横截面显著缩小，因此气体流速很快，根据流速越快，流体产生的压强就越小的伯努利原理以及在同等出口流速下，减小气体流量、压力和单位时间喷射的液体质量可以减小喷射物质动能的原理，动能越小，喷射距离就越短，在低流量、压力压缩空气下达到高出口流速，就是本实用新型的设计特点，而现有技术的喷头通常都是希望大流量、喷射距离远。本实用新型根据文丘里效应设计的雾化喷头，其出液孔直径仅为0.08-0.1mm，因此液体流量很小，喷射距离也相对较小（本实用新型文丘里效应的气流分布如图4所示），从而可以满足狭小空间中的液体雾化需求，解决了现有技术的喷头流量大、喷射距离远而无法在狭小空间中使用的问题。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，包括喷头主体（1），所述喷头主体的后部设有送液机构及送气机构，喷头主体的前端设有中心管（2），所述中心管的内孔（3）与所述的送液机构连通，中心管的前端设有锥形结构的液体喷射部（4），所述的液体喷射部内设有与所述内孔连通且贯穿所述液体喷射部的出液孔（5），所述出液孔的直径为0.08-0.1mm；喷头主体前端的中心管外周同轴设有管状结构的喷头外套（6），所述喷头外套的内壁与中心管的外壁之间形成环绕中心管的气流腔（7），所述气流腔的后端与所述的送气机构连通，气流腔的前端部向内收缩构成环绕液体喷射部的锥形壁（8），所述锥形壁的顶端设有与所述液体喷射部配合的喷孔（9）。

2.根据权利要求1所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，所述的喷头外套与喷头主体通过微调螺纹（10）螺接，喷头主体上微调螺纹的后端设有滑动段（11），喷头外套上设有与所述滑动段适配的滑套段（12），所述滑套段的内壁设有环形槽，环形槽内设有密封圈（13），所述滑套段与所述滑动段之间为密封结构。

3.根据权利要求2所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，所述液体喷射部的锥顶处形成有喷射圆管（14），所述喷射圆管的长度为1.5-2mm，喷射圆管的外径为0.2-0.3mm，液体喷射部的后端设有等直径的圆柱段（15），所述圆柱段的外径大于中心管的外径，圆柱段的外径与中心管的外径比为1:0.75-1:0.9。

4.根据权利要求3所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，所述喷孔的内径为1-1.5mm，喷孔的轴向总长度为0.3-0.8mm；喷孔的内径与所述喷射圆管的外径比为1:0.2-1:0.25。

5.根据权利要求4所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，喷孔的前部向外扩张形成喇叭口（16），所述喇叭口的锥顶角为90-170度；所述喇叭口后部的喷孔其轴向长度为0.2-0.4mm。

6.根据权利要求3所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，所述液体喷射部锥形结构的锥顶角为30-50度，气流腔前端锥形壁的锥顶角为95-110度，喷头外套转动时，喷射圆管的前端面与喷孔的前端面之间距离的变化范围为0-0.5mm。

7.根据权利要求2所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，喷头主体固定在喷雾设备（17）上，喷雾设备上设有导轨（18），所述的导轨与中心管平行，导轨上设有滑块（19），所述的滑块上设有驱动电机（20），驱动电机上连接有驱动齿轮（21），喷头外套的后部外周设有齿圈（22），所述的齿圈与所述的驱动齿轮啮合，驱动电机转动时，驱动齿轮转动带动喷头外套转动。

8.根据权利要求7所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，齿圈的前后两端分别设有前挡圈（23）及后挡圈（24），所述前挡圈与后挡圈的外径大于齿圈的外径，所述驱动电机通过减速器（25）及传动轴（26）驱动齿轮连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的自吸式小流量微雾喷头，其特征在于，送液机构包括送液管接头（27）及设置在喷头主体内的进液孔（28），所述的进液孔与中心管的内孔等直径且其前端与内孔的后端连接，内孔的直径大于出液孔的直径；送气机构包括气管接头（29）及设置在喷头主体内的进气孔（30），所述的进气孔呈直线状，进气孔的前端与气流腔的后部连通，进气的气压为0.1MPa-0.25MPa。

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