CN218048449U - 旋流式雾化喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋流式雾化喷头，包括喷头外壳，该喷头外壳内设有内芯，该内芯将所述喷头外壳的内腔分隔为进水腔和出水腔，在所述内芯上贯通有若干旋流通道，所述旋流通道的两端分别与所述进水腔和所述出水腔连通，在所述喷头外壳上还设有雾化喷孔，该雾化喷孔将所述喷头外壳的外部与所述出水腔连通，所有所述旋流通道围绕同一个中心线螺旋盘设，所述旋流通道的入口端与所述进水腔连通，所述旋流通道的出口端向所述出水腔的方向螺旋盘绕的同时径向向外延伸。采用本实用新型的显著效果是，通过采用斜向进水方式进行离心，从而兼有切向旋流和纵向旋流的特点，能得到更密、更均匀的雾化液滴，并能提高一定射程。
Description
技术领域
本实用新型涉及雾化喷淋领域，具体涉及一种旋流式雾化喷头。
背景技术
喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点，在建筑施工和煤矿井等领域中得到了广泛应用，但喷嘴雾化的效果和捕集效率仍不能满足高效降尘的需求。对于雾化喷嘴来说，除自身参数外，喷雾压力也是决定雾化粒度大小的关键因素。在喷嘴选定的情况下，喷雾压力与雾化粒度成正比，雾化粒度越小，对呼吸性粉尘的捕集效果越好。由于喷嘴雾化过程的复杂性，对雾化性能的研究主要依赖于诸如气体动力学、两相流体动力学和数值方法等学科的发展，目前除了部分理论研究外，多数还是实验研究。在煤矿喷雾降尘中，压力式、旋转式、气动、超声波雾化喷嘴等都已得到应用，最常用的是压力式雾化喷嘴，而相比压力式，旋流式雾化喷嘴具有独特优势，包括在低压条件下可以实现很好的喷雾性能，受黏性影响小以及耗气量较小等。凭借这些优势，旋流式离心雾化喷嘴被尝试应用于燃气轮机、内燃机、锅炉及工业过程等。
目前为止，由于雾化过程的复杂性，结构的多样性，研究者对喷嘴的理论与实验研究依然处于不断的探究和完善之中。喷嘴结构的系统设计、雾化机理的研究以及得出更具说服力的理论和应用体系仍然是未来学者的研究方向和目标。
实用新型内容
本实用新型提供一种旋流式雾化喷头，主要技术方案如下：包括喷头外壳，该喷头外壳内设有内芯，该内芯将所述喷头外壳的内腔分隔为进水腔和出水腔，在所述内芯上贯通有若干旋流通道，所述旋流通道的两端分别与所述进水腔和所述出水腔连通，在所述喷头外壳上还设有雾化喷孔，该雾化喷孔将所述喷头外壳的外部与所述出水腔连通，其关键在于：所有所述旋流通道围绕同一个中心线螺旋盘设，所述旋流通道的入口端与所述进水腔连通，所述旋流通道的出口端向所述出水腔的方向螺旋盘绕的同时径向向外延伸。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为旋流通道23a在内芯23内的走向示意图；
图3为内芯23的平面结构示意图；
图4为实施例2的结构示意图；
图5为图4的i部放大图；
图6为第一圆筒段、第一弧面段、圆面段、第二圆筒段、第二弧面段和锥形导出面的尺寸标记图；
图7为对比喷头1主要部分的结构示意图；
图8为对比喷头2主要部分的结构示意图；
图9为雾化液滴的粒径分布曲线图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
如图1、2、3所示，一种旋流式雾化喷头，包括喷头外壳，该喷头外壳内设有内芯23，该内芯23将所述喷头外壳的内腔分隔为进水腔2a和出水腔2b，在所述内芯23上贯通有若干旋流通道23a，所述旋流通道23a的两端分别与所述进水腔2a和所述出水腔2b连通，在所述喷头外壳上还设有雾化喷孔，该雾化喷孔将所述喷头外壳的外部与所述出水腔2b连通，所述雾化喷孔为椭圆形孔或方形孔，所有所述旋流通道23a围绕同一个中心线螺旋盘设，所述旋流通道23a的入口端与所述进水腔2a连通，所述旋流通道23a的出口端向所述出水腔2b的方向螺旋盘绕的同时径向向外延伸。
所述喷头外壳包括相互扣合的前盖21和后盖22，所述内芯23的边缘密封夹设在所述前盖21和所述后盖22之间，所述前盖21的内部形成所述出水腔2b，所述后盖22的内部形成所述进水腔2a。
所述进水腔2a呈圆柱状，所有所述旋流通道23a围绕所述进水腔2a的中心线螺旋盘设，在所述进水腔2a内设有与其共中心线的筒状滤网26，所述旋流通道23a的入口端环向均匀分布在所述筒状滤网26的外侧，所述筒状滤网26的孔径为80目；
在所述后盖22上设有喷头入口，所述筒状滤网26的一端与所述内芯23抵靠封闭，所述筒状滤网26的另一端与所述喷头入口连通。
所述筒状滤网26的一端固定连接有滤网固定座27，在所述内芯23上设有与所述滤网固定座27相对应的滤网固定孔，所述滤网固定座27螺纹连接在所述滤网固定孔内，所述筒状滤网26的活动端插设在所喷头入口内，所述筒状滤网26的活动端的外壁与所述喷头入口的内壁贴合并密封。
在所述内芯23上围绕所述滤网固定孔设有一圈楔形导向环28，所述楔形导向环28的一端端面与所述内芯23连接，所述楔形导向环28的另一端厚度逐渐减小为零，所述楔形导向环28的内壁与所述滤网固定座27的外壁贴紧，所述楔形导向环28的外壁为形成环形导向斜面。
在所述后盖22的外壁围绕所述喷头入口设有螺纹连接头。
实施例2：
如图1到图6所示，一种斜向旋流式离心雾化喷淋装置，包括自开闭阀门1和雾化喷头2，所述自开闭阀门1的出口与所述雾化喷头2的入口连通；
所述雾化喷头2包括喷头外壳，该喷头外壳内设有内芯23，该内芯23将所述喷头外壳的内腔分隔为进水腔2a和出水腔2b，在所述内芯23上贯通有若干旋流通道23a，所述旋流通道23a的两端分别与所述进水腔2a和所述出水腔2b连通，所述进水腔2a与所述自开闭阀门1的出口连通，在所述喷头外壳上还设有雾化喷孔，该雾化喷孔将所述喷头外壳的外部与所述出水腔2b连通；
所述喷头外壳的一部分内壁形成出水外壁，所述内芯23的一部分外壁形成出水内壁，所述出水外壁和所述出水内壁之间约束成所述出水腔2b；
所述出水外壁包括中心线相互重合的第一圆筒段、第一弧面段和圆面段，所述第一弧面段连接在所述第一圆筒段和所述圆面段之间，所述第一圆筒段的半径为R1，所述第一弧面段的半径为R2，所述第一弧面段的弧长为πR2/2，所述圆面段的半径为R3，R2+R3＝R1，所述第一圆筒段的一端与所述第一弧面段的一端相切并直线过渡连接，所述第一弧面段的另一端与所述圆面段的外边缘相切并直线过渡连接，所述圆面段的中心线垂直于其所在平面，所述雾化喷孔开设在所述圆面段的中心位置；
所述出水内壁包括中心线相互重合的第二圆筒段、第二弧面段和锥形导出面，所述第二弧面段连接在所述第二圆筒段和所述锥形导出面之间，所述第二圆筒段的半径为r1，所述第二弧面段的半径为r2，所述第二弧面段的弧长为πr2/2，所述锥形导出面的底部圆半径为r3，r2+r3＝r1，所述第二圆筒段的一端与所述第二弧面段的一端相切并直线过渡连接，所述第二弧面段的另一端与所述锥形导出面的底部圆连接，所述锥形导出面的顶部朝向所述雾化喷孔；
所述第一圆筒段的中心线与所述第二圆筒段的中心线重合，所述第一圆筒段和所述第二圆筒段之间形成环状的直线引流腔，所述旋流通道23a与该直线引流腔连通。
每个所述旋流通道23a分别围绕所述第二圆筒段的中心线螺旋盘设，所述旋流通道23a的入口端与所述进水腔2a连通，所述旋流通道23a的出口端向所述进水腔2a的方向螺旋盘绕的同时径向向外延伸；
在所述内芯23上设有一圈环状的旋流引出腔23b，该旋流引出腔23b的入口端与所有所述旋流通道23a的出口端连通，所述旋流引出腔23b的出口端径向向外延伸并与所述直线引流腔对接连通。
在所述内芯23上对应所述锥形导出面设有顶针孔23c，该顶针孔23c内活动镶设有顶针块24，所述顶针块24的伸出端端面形成所述锥形导出面，在所述顶针孔23c的底部还设有喷孔封闭弹簧25，该喷孔封闭弹簧25作用于所述顶针块24使其有靠近所述出水外壁的趋势，所述出水腔2b内部的水压作用于所述锥形导出面，使所述顶针块24具有远离所述出水外壁的趋势。
所述雾化喷孔包括依次连通的内侧锥孔段、中间段和外侧锥孔段，所述内侧锥孔段的大孔端与所述出水腔2b连通，所述内侧锥孔段的小孔端与所述中间段连通，所述外侧锥孔段的小口端所述中间段连通，所述外侧锥孔段的大口端与所述喷头外壳的外部连通，所述内侧锥孔段的锥度小于所述外侧锥孔段的锥度；
所述顶针块24的锥形导出面上还设有与所述雾化喷孔相匹配的密封头29。
所述进水腔2a呈圆柱状，所述进水腔2a的中心线与所述第二圆筒段的中心线重合，在所述进水腔2a内设有与其共中心线的筒状滤网26，所述旋流通道23a的入口端环向均匀分布在所述筒状滤网26的外侧；
在所述喷头外壳上设有喷头入口，所述筒状滤网26的一端与所述内芯23抵靠封闭，所述筒状滤网26的另一端与所述喷头入口连通。
所述喷头外壳包括相互扣合的前盖21和后盖22，所述内芯23的边缘密封夹设在所述前盖21和所述后盖22之间，所述前盖21的内壁形成所述出水外壁，所述后盖22的内部形成所述进水腔2a。
所述筒状滤网26的一端固定连接有滤网固定座27，在所述内芯23上设有与所述滤网固定座27相对应的滤网固定孔，所述滤网固定座27螺纹连接在所述滤网固定孔内，所述筒状滤网26的活动端插设在所喷头入口内，所述筒状滤网26的活动端的外壁与所述喷头入口的内壁贴合并密封。
在所述内芯23上围绕所述滤网固定孔设有一圈楔形导向环28，所述楔形导向环28的一端端面与所述内芯23连接，所述楔形导向环28的另一端厚度逐渐减小为零，所述楔形导向环28的内壁与所述滤网固定座27的外壁贴紧，所述楔形导向环28的外壁为形成环形导向斜面。
所述自开闭阀门1包括阀门外壳，所述阀门外壳上设有阀门入口和阀门出口，在所述阀门外壳内设有两个正对的阀芯座13，两个所述阀芯座13分居于所述阀门入口和所述阀门出口的连线的两侧，所述阀芯座13滑动装配在所述阀门外壳内，两个所述阀芯座13在滑动时相互靠近或远离，所述阀门出口与所述喷头入口连通；
两个所述阀芯座13的正面相互靠近，两个所述阀芯座13的背面相互远离，所述阀芯座13的正面包括依次连接的受压斜面、封闭平面和泄压斜面，两个所述阀芯座13的封闭平面相互靠近并贴合抵紧，所述受压斜面分别靠近并朝向所述阀门入口，所述泄压斜面分别靠近并朝向所述阀门出口，两个所述阀芯座13之间形成可调节流道，两个所述阀芯座13与所述阀门外壳之间形成芯座调节腔，所述芯座调节腔与所述可调节流道之间通过对应的所述阀芯座13隔断；在所述阀芯座13的背面分别连接有阀芯弹簧14，所述阀芯弹簧14与所述阀门外壳的内壁连接抵紧；
两个所述阀芯座13的受压斜面之间形成喇叭状的受压腔，两个所述阀芯座13的封闭平面之间形成节流腔，两个所述阀芯座13的泄压斜面之间形成喇叭状的泄压腔，所述受压腔的大口端与所述阀门入口保持连通，所述泄压腔的大口端与所述阀门出口保持连通。当进水水压对阀芯座13的作用力小于阀芯弹簧14对阀芯座13的作用力时，两个阀芯座13相互靠近并使得其封闭平面接触贴紧，此时所述节流腔消失、体积为零；而当进水水压对阀芯座13的作用力大于阀芯弹簧14对阀芯座13的作用力时，两个阀芯座13相互远离，节流腔重新出现，所述受压腔的小口端、以及所述泄压腔的小口端分别与所述节流腔连通。
所述旋流通道23a为圆形通道，所述旋流通道23a的半径为Rt；
R1-r1≤Rt≤1.5*R1-r1。
测定实施例1的旋流喷头在不同工作压力(0.1-0.5MPa)下雾化后液滴的粒径、射程，取算数平均值进行比较。作为对比，设置有两款对比喷头，在相同工作压力下进行相同测试；对比喷头1与实施例1中的旋流喷头的主要区别是：旋流通道出口侧的出水腔呈半球状，如图7所示。对比喷头2与对比喷头1的主要区别是：对比喷头2中的旋流通道在轴向螺旋盘绕时，距其中心线的径向距离相等，如图8所示。
测得三款喷头的粒径分布结果如图9所示，从图9可以看出：采用实施例1提供的旋流喷头雾化后液滴的粒径更小且分布更为集中。
测得旋流喷头的射程(均值)相较于对比喷头1提高了约11％，相较于对比喷头2提高了约17％。
有益效果：本实用新型采用的喷头通过采用斜向进水方式进行离心，从而兼有切向旋流和纵向旋流的特点，能得到更密、更均匀的雾化液滴，并能提高一定射程。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种旋流式雾化喷头，其特征在于：包括喷头外壳，该喷头外壳内设有内芯(23)，该内芯(23)将所述喷头外壳的内腔分隔为进水腔(2a)和出水腔(2b)，在所述内芯(23)上贯通有若干旋流通道(23a)，所述旋流通道(23a)的两端分别与所述进水腔(2a)和所述出水腔(2b)连通，在所述喷头外壳上还设有雾化喷孔，该雾化喷孔将所述喷头外壳的外部与所述出水腔(2b)连通，所有所述旋流通道(23a)围绕同一个中心线螺旋盘设，所述旋流通道(23a)的入口端与所述进水腔(2a)连通，所述旋流通道(23a)的出口端向所述出水腔(2b)的方向螺旋盘绕的同时径向向外延伸。
2.根据权利要求1所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：所述喷头外壳包括相互扣合的前盖(21)和后盖(22)，所述内芯(23)的边缘密封夹设在所述前盖(21)和所述后盖(22)之间，所述前盖(21)的内部形成所述出水腔(2b)，所述后盖(22)的内部形成所述进水腔(2a)。
3.根据权利要求2所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：所述进水腔(2a)呈圆柱状，所有所述旋流通道(23a)围绕所述进水腔(2a)的中心线螺旋盘设，在所述进水腔(2a)内设有与其共中心线的筒状滤网(26)，所述旋流通道(23a)的入口端环向均匀分布在所述筒状滤网(26)的外侧；
在所述后盖(22)上设有喷头入口，所述筒状滤网(26)的一端与所述内芯(23)抵靠封闭，所述筒状滤网(26)的另一端与所述喷头入口连通。
4.根据权利要求3所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：所述筒状滤网(26)的一端固定连接有滤网固定座(27)，在所述内芯(23)上设有与所述滤网固定座(27)相对应的滤网固定孔，所述滤网固定座(27)螺纹连接在所述滤网固定孔内，所述筒状滤网(26)的活动端插设在所喷头入口内，所述筒状滤网(26)的活动端的外壁与所述喷头入口的内壁贴合并密封。
5.根据权利要求4所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：在所述内芯(23) 上围绕所述滤网固定孔设有一圈楔形导向环(28)，所述楔形导向环(28)的一端端面与所述内芯(23)连接，所述楔形导向环(28)的另一端厚度逐渐减小为零，所述楔形导向环(28)的内壁与所述滤网固定座(27)的外壁贴紧，所述楔形导向环(28)的外壁为形成环形导向斜面。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：所述雾化喷孔为椭圆形孔或方形孔。
7.根据权利要求2、3、4或5所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：在所述后盖(22)的外壁围绕所述喷头入口设有螺纹连接头。
8.根据权利要求3、4或5所述的旋流式雾化喷头，其特征在于：所述筒状滤网(26)的孔径为80目。
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