一种空气雾化喷嘴的制作方法

本发明涉及空气雾化领域，尤其是属于一种精细化气体雾化喷嘴，能满足对雾化液滴粒径和分布要求较高的特种工业需求。

背景技术：

雾化喷嘴的应用十分广泛，可以说是贯穿于整个工业和农业生产中，而气体雾化喷嘴主要是用来产生非常细密的雾化效果。目前资料显示气体雾化喷嘴有气泡式雾化喷嘴、气动式雾化喷嘴、文丘里式雾化喷嘴等种类。在中国空气动力研究与发展中心的结冰风洞喷雾系统上应用的空气雾化喷嘴，采用了美国SPRAYING公司的技术，为两级气动式雾化喷嘴，两次气动混合可以产生接近于10μm粒径的雾化液滴，且分布为正态分布，但对于需求液滴粒径范围为50μm～500μm时，SPRAYING喷嘴无法满足要求。

本申请人在现有基础上设计出一种能产生粒径范围为10μm～500μm雾化液滴的多功能空气雾化喷嘴，原理为气泡式+气动式组合，通过改变部件造型还可变为气泡式雾化喷嘴或气动式雾化喷嘴。能够解决特种工业如结冰风洞喷雾系统等的需求问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种气体雾化喷嘴，解决结冰风洞喷雾系统需求问题，通过气泡式+气动式组合的方式能产生粒径范围为10μm～500μm雾化液滴，能够解决特种工业如结冰风洞喷雾系统等的需求问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气体雾化喷嘴，包括喷嘴主体、沿着喷嘴主体的出口依次设置的导气芯、喷射嘴和锁紧螺母，所述喷嘴主体的端面上设置有一个液体入口和一个气体入口，喷嘴主体与入口对应的端面上设置液体出口和气体出口；

所述主体内设置有液体管路和气体管路，所述液体管路的一端连接液体入口、另一端连接到液体出口；所述气体管路的一端连接到气体入口，气体管路的另一端分为两个支路，其中第一支路连接到液体管路，第二支路连接到气体出口；所述主体为一体成型，与液体管路的第一支路和第二支路对应的喷嘴主体侧壁上设置有加工孔，每一个加工孔内设置有堵头；

所述导气芯为圆台锥结构，沿着圆台锥轴线设置有通孔，该通孔与喷嘴主体的出口连通，所述圆台锥结构底面的上设置有若干个气孔，每一个气孔与圆锥结构上的通孔互不连通、且每一个气孔与喷嘴主体气体出口连通；

所述喷射嘴为桶形结构，内部为倒圆锥形，所述导气芯设置在喷射嘴内，喷射嘴的嘴口与导气芯上的通孔对应，所述导气芯的外表面与喷射嘴的内表面之间为混合腔体，所述导气芯上的气孔、通孔分别对应到混合腔体；

所述锁紧螺母为圆筒形结构，锁紧螺母的一端为开口，所述喷射嘴设置在锁紧螺母内的台阶上、且喷射嘴的嘴口穿过圆筒形的端面裸露在外

在上述技术方案中，所述液体出口与气体出口同圆心设置，所述液体出口与气体出口相互独立。

在上述技术方案中，所述液体出口设置在气体出口内，液体出口与气体出口的端面为圆环结构。

在上述技术方案中，所述液体出口与导气芯上的通孔与液体出口密封连接，导气芯上的气孔与所述气体出口密封连接，密封连接后的液体出口与密封连接后的气体出口互不连通。

在上述技术方案中，所述气体管路中的第一支路的管路直径小于第二支路的管路直径。

在上述技术方案中，所述第一支路与第二支路分别沿着气体管路方向平行设置，且第一支路与第二支路分别与气体管路的不同位置连接。

在上述技术方案中，所述喷射嘴内的倒圆锥形结构的锥角角度可变，不同的角度实现不同的雾化锥角。

在上述技术方案中，所述锁紧螺母上的喷嘴口直径可变，不同的直径实现不同的雾化效果。

本发明还提供一种气体雾化喷嘴，包括喷嘴主体、沿着喷嘴主体的出口依次设置的导气芯、喷射嘴和锁紧螺母，所述喷嘴主体的端面上设置有一个液体入口和一个气体入口，喷嘴主体与入口对应的端面上设置液体出口和气体出口；

所述主体内设置有液体管路和气体管路，所述液体管路的一端连接液体入口、另一端连接到液体出口；所述气体管路的一端连接到气体入口，气体管路的另一端分为两个支路，其中第一支路连接到液体管路，第二支路连接到气体出口；所述主体为一体成型，与液体管路的第一支路和第二支路对应的喷嘴主体侧壁上设置有加工孔，每一个加工孔内设置有堵头；

所述其中一个堵头包括连接部和与堵塞部，所述连接部为圆柱形结构，所述堵塞部为圆锥形结构，所述连接部与堵塞部为一体成型，所述堵头的堵塞部插入气体管路的第一支路或第二支路内从而切断第一支路或第二支路与气体管路之间的通路；

所述导气芯为圆台锥结构，沿着圆台锥轴线设置有通孔，该通孔与喷嘴主体的出口连通，所述圆台锥结构底面的上设置有若干个气孔，每一个气孔与圆锥结构上的通孔互不连通、且每一个气孔与喷嘴主体气体出口连通；

所述喷射嘴为桶形结构，内部为倒圆锥形，所述导气芯设置在喷射嘴内，喷射嘴的嘴口与导气芯上的通孔对应，所述导气芯的外表面与喷射嘴的内表面之间为混合腔体，所述导气芯上的气孔、通孔分别对应到混合腔体；

所述锁紧螺母为圆筒形结构，锁紧螺母的一端为开口，所述喷射嘴设置在锁紧螺母内的台阶上、且喷射嘴的嘴口穿过圆筒形的端面裸露在外

在上述技术方案中，所述堵头的连接部表面设置为外螺纹，所述堵头的外端面上设置有内沉多边孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

喷嘴采用气泡式+气动式两级混合雾化原理，雾化效果良好，能产生粒径范围为10μm～500μm的雾化液滴，且分布为正态分布或双峰分布，能满足结冰风洞喷雾系统需求；

喷嘴采用一种组合式结构，结构简单，易于实施，通过改变其中任一部件的尺寸即可改变整个喷嘴带来的雾化效果，从而喷嘴能达到的使用范围更广，能应用于很多需求不同的工业场合；

喷嘴采用多功能设计，通过对其中堵头的改进，可以使得整个喷嘴分别为气泡式结构、气动式结构、气泡式+气动式结构，整个喷嘴可以满足多种不同的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为气体雾化喷嘴构造爆炸图；

图2为喷嘴主体结构剖视图；

图3为堵头的结构示意图；

图4为采用图3中堵头的喷嘴主体结构示意图；

图5至图8是本装置的试验测试图；

图中1为喷嘴主体，2为导气芯，3为喷射嘴，4为锁紧螺母，5为第一支路加工孔堵头，6.第二支路加工孔堵头，7.喷嘴主体安装固定孔,8为液体管路，9为气体管路，9-1为第一支路，9-2为第二支路。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，本发明所述的空气雾化喷嘴，包括喷嘴主体、导气芯、喷射嘴和锁紧螺母，其功能分别如下。

所述的喷嘴主体为一体加工成型，其内设置有液体管路和气体管路，为了实现流体在喷嘴主体内流动效果好，从喷嘴主体的一个端面到另一个端面之间液体管路和气体管路平行设置，且两个管路垂直于喷嘴主体的端面；为了实现本方案的目的，在气体管路的上设置两个支路为第一支路和第二支路，第一支路连通液体管路和气体管路，第二支路一端连接到气体管路的端部，另一端为喷嘴主体的出气口；出气口与液体管路的出口同轴设置，且液体管路设置在出气口内，从其截面来看，出气口与液体管路的出口成一个环形结构；当然为了实现其最终目的，使得效果良好，第一支路的管路直径要远远小于第二支路的管路直径。

所述的导气芯由两部分组成，一个为底面，一个为设置底面的圆锥形结构，两者为一体成型的构成圆台锥结构。沿着圆锥形结构的中心轴线设置有通孔，该通孔是用于液体流过的通道，而在底面上设置有若干个气孔，这些气孔均匀围绕在通孔四周，但是每一个气孔均不与中心的通孔连通，且每一个气孔均穿过底面，可以使得气体从导气芯的一面流向另一面；导气芯与喷嘴主体的出口连接时，其通孔针对喷嘴主体中液体管路的出口，为液体管路与气体出口之间的环形带针对导气芯的气孔，导气芯与喷嘴主体之间密封连接，使得气体和液体分别通过导气芯而互不干涉。

喷射嘴为液体和气体混合的结构，其整体采用圆筒形结构，其内设置有倒圆锥形结构，该结构与导气芯的外形相匹配，可以使得导气芯能设置在喷射嘴内；但是为了实现其目的，倒圆锥形结构的表面与导气芯的表面之间设置有一定的距离，使得两者之间能形成一个空腔，而导气芯的通孔通过空腔后对应到喷射嘴的喷射口，这样的从导气芯出来的气体和液体就能再空腔内进行混合后从喷射嘴的喷射口喷出；当然为了改变喷射效果，可以改变到圆锥形的锥度，也可以改变喷射嘴的口径。

锁紧螺母是用来进行锁紧功能的，其内设置有台阶，喷射嘴可以设置在锁紧螺母内，且不会掉出锁紧螺母外，而且喷射嘴的的喷射口穿过了锁紧螺母，从而通过锁紧螺母使得喷射嘴、导气芯与喷射嘴紧紧固定在一体。

上述的设备其工作原理为，当液体从液体管路通过时，同时有气体从气体管路通过，气体先通过第一支路进入液体管路后通过气体产生的气泡挤压液体，从而使得从导气芯的通孔内喷出气泡和液体的混合物，而气体再从第二支路喷出通过导气芯后进入到混合腔体内，对通孔流出的气体和液体混合物进行再次切割混合，并从喷射嘴喷出雾化状态的混合物。

如图5所示，在水压0.25MPa，气压0.35MPa的情况下，采用上述组合式结构，可以得到直径为90.33微米雾化液滴的双峰分布图，从图中可以看出，其效果非常良好。

如图6所示在水压0.2MPa，气压0.1MPa的情况下，采用上述组合式结构，可以得到直径为408微米雾化液滴的双峰分布图，从图中可以看出，其效果非常良好。而在目前其他同类产品中，还不见有能实现该直径的雾化装置。

如图7所示在水压0.15MPa，气压0.3MPa的情况下，采用上述组合式结构，可以得到直径为25.72微米雾化液滴的正态分布图，从图中可以看出，其效果非常良好。

当然，本发明还可以在改动其中某个部件的情况下从而改变雾化的方式，如图3所示，为采用的一种堵头，该堵头一端为圆柱形结构，是连接部，另一端为圆锥形结构，是堵塞部，连接部的表面设置有螺纹，如图4所示，当堵头设置在喷嘴主体上的加工孔内时，连接部与喷嘴主体进行螺纹连接，并通过其他手段进行密封，而堵塞部侧插入到第一支路或第二支路中，切断第一支路或第二支路与气体管路的连通；当插入第一支路时，气体只能通过第二支路后进入混合腔对导气芯出来的液体进行切割并雾化喷出，这种方式为气动式结构；当堵头的堵塞部插入第二支路中，气体只能从第一支路进入液体管路，并从喷射嘴进行喷射雾化，这种结构为气泡式，如图8所示，在水压0.1MPa，气压0.25MPa的情况下，采用的就是气泡式结构，可以得到直径为68.81微米雾化液滴的正态分布图，正态分布效果非常好。

从上述的方案可知，本方案可以实现气泡式、气动式、气泡式+气动式三种不同的结构通过改变气体和液体压力获得的雾化液实现雾化效果，当然为了取得好的雾化效果，可以改变装置中各个零件的尺寸，按需进行合理的组合。

以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。