一种用于液体瞬时雾化的喷头结构与分散方法与流程

本发明涉及一种用于液体瞬时雾化的喷头结构与分散方法，主要用于快速分散具有特殊药效的空气消毒剂等化学液体，能够在瞬间形成具有超细粒度的气溶胶体系。属于特种人造雾技术领域。

背景技术：

将具有特殊药效的空气消毒剂等特种液体快速雾化为具有超细粒度的气溶胶体系在高危化学品生产车间、危险化学品仓库等场所具有重要应用，对于在突发情况出现瞬间快速形成空气消毒雾场等安全防护具有重要意义。在气溶胶发生技术中，如何将少量液体快速雾化面临流量小、装置大或者流量大、雾化效果差等难题。目前的应急喷雾装置大多采用连续喷雾方式，适用于喷洒药效低、流量大的液体，支撑系统对管道、压力、空间等要求高，喷淋形成的液滴颗粒大、空气消毒或净化效果差，特别是对一些复杂场所难以满足上述物质分散需要。急需解决高效能、小流量液体药剂在复杂空间中的快速雾化，从而在突发情况出现时能够立即将高效药剂分散到空气环境并形成超细气溶胶体系，从而达到对空气进行消毒净化等目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于液体瞬时雾化的喷头结构与分散方法，以针对药效高、样品用量少、分散度要求高、分散速度要求快的应急分散需求，在突发情况出现时能够立即将高效药剂分散到空气环境并形成超细气溶胶体系，从而达到对空气进行消毒净化等目的。

一种用于液体瞬时雾化分散的喷头结构，如图5所示，其包括喷头A、喷头护盖C、储液室B、动力室D及点火开关E；将液体药剂装于图2所示储液室中，储液室2与图1所示喷头主体通过螺纹连接，连接处用橡胶垫圈密封。图1所示喷头喷孔外表面用固体石蜡密封，内表面用薄膜密封。如图4及图5所示，储液室另一端与动力室连接，动力室是与储液室相同材质、相同外直径但内径略小于储液室内径的圆筒，二者为一体化结构，之间用薄板型圆柱活塞隔离。动力室中装填有固体推进剂。动力室与一点火开关相连。接通点火开关后，动力室中的推进剂燃烧产生高压气动效应，活塞在气动作用下向喷头方向迅速运动，利用压力挤破喷头内侧密封薄膜，进而冲破喷头外侧石蜡密封打开喷孔并将液体高速喷出，利用射流和空气阻力相互作用以及喷孔边缘对射流的扰动效应实现高效雾化分散。

其中，图1所示喷头A，主要由喷头基体1构成，在喷头基体上开设有一定数量相对于基体圆柱轴线向外略有倾斜(倾斜角度为0～15°)的细孔(孔径小于2mm)，喷孔在基体外侧段为直筒圆孔，在内侧段为收缩段3。喷头基体底部加工有内螺纹，可与图2所示储液室连接部5的外螺纹密实连接。

其中，图2所示储液室B的主体为圆筒4，顶部为连接部5，加工有外螺纹，便于和图1所示喷头的内螺纹密实连接；所述的圆筒4由金属材料加工制成，内壁具有很高的加工光洁度，可实现活塞密实接触条件下的无阻运动。图3所示为喷头护盖C，用塑料材质加工，可密实嵌套于喷头顶部，起到保护喷孔密封的作用，使用时在喷孔起始射流的作用下会自动脱落，因其质量很轻、空中飞行阻力大，因此不会对释放点附近人员或物资造成损伤。图4所示为利用推进剂快速分散液体药剂技术的具体运用方法和喷头组合使用流程，其中在储液室和喷头之间利用橡胶垫圈6进行密封，在储液室和动力室之间靠薄板活塞进行隔离密封。

其中，所述的点火开关可以为电点火电路控制或通过遥控感应开关控制。

其中，所述的动力室开设有泄压孔。

本发明首先在于采用固体推进剂燃烧产生的气动效应推动活塞单向高速运动并实现对液体药剂的高速喷射和超细雾化。图4中活塞的主要作用是在推进剂燃烧产生的高压气体的推动下，挤压液体向图1所示喷头方向运动并从若干喷孔2中喷出，在喷口结构和空气阻力作用下形成超细雾化效果。由于推进剂具有很高的能量密度，因此只需少量固体推进剂即可提供足够动力，而无需庞大的高压气瓶或空气压缩机、液压发生系统等高压发生装置，极大的减小了系统体积。推进剂燃烧均匀、快速，可以通过电点火电路控制或通过遥控感应开关控制，而无需额外复杂的操作控制系统。

本发明一种用于液体瞬时雾化分散方法，其具体是充分利用推进剂具有很高的能量密度、燃烧速度和大量气体产物等特性，通过燃烧产生的气动效应推进圆板形活塞向前运动，从而将液体药剂从储药室中挤出并形成高速射流，继而在空气阻力相互作用以及喷孔边缘对射流的扰动作用下实现高效雾化分散，这种分散方法能够在瞬时形成具有消毒、空气净化等功效的特种雾场。本发明分散方法只需少量固体推进剂即可提供足够动力，和传统分散方法相比，无需庞大的高压气瓶或空气压缩机、液压发生系统等高压发生装置，极大的减小了系统体积。此外，推进剂燃烧均匀、快速，可以通过电点火电路控制或通过遥控感应开关控制，而无需额外复杂的操作控制系统，因此非常利于小型化或者微型化应用。

本发明一种用于液体瞬时雾化的喷头结构与分散方法，其优点及功效在于：可解决药效高、总量少的液体药剂的快速分散难题。利用推进剂燃烧产生的气动效应代替庞大的高压输送装置，极大的减小了分散系统的体积，使整个分散装置尺寸大大减小，可适用于各种复杂场所使用。由于推进剂燃烧反应的快速性，该分散方法能够实现瞬时分散和超细雾化效果，在突发情况出现后立即对染毒空间进行空气消毒、净化，确保特殊场所环境空气和人员安全。由于采用电控制，可以实现遥控或远程线控，有利于实现现场无人作业。

【附图说明】

图1为喷头结构示意图。

图2为储液室示意图。

图3为喷头护盖示意图。

图4为喷头应用原理示意图。

图5所示为本发明整体结构示意图。

图中标号说明如下：

A、喷头 B、储液室 C、喷头护盖

D、动力室 E、点火开关

1、喷头基体 2、喷孔 3、收缩段

4、圆筒 5、连接部 6、橡胶垫圈

7、活塞 8、密封薄膜

【具体实施方式】

下面结合附图，对本发明的技术方案进行说明。

图1所示喷头主要部分是喷头基体1，由高强度金属材料加工制成。在喷头基体1上开设有一定数量相对于基体圆柱轴线对称分布并渐向外倾斜(倾斜角度为0～15°)的喷孔2(孔径小于2mm)，喷孔在基体外侧段采用直筒圆孔结构，在内侧段采用逐渐收缩结构。收缩段3具有导流作用，可减少液体进入喷孔的阻力，并在直筒圆孔段提升射流的出口速度以增强雾化效果。喷头基体1的底部加工有内螺纹，在尺寸上与图2所示储液室的外螺纹匹配，二者之间可通过螺纹实现密实连接。图2所示储液室中，其主体为一圆筒4，由金属材料加工制成，内壁具有很高的加工光洁度，可实现活塞密实接触条件下的无阻运动。储液室顶部为连接部5，加工有外螺纹，在尺寸上与图1所示喷头的内螺纹匹配，便于和喷头的内螺纹密实连接。图3所示为喷头护盖，用塑料材质加工，可密实嵌套于喷头顶部，起到保护喷孔密封的作用，使用时在喷孔起始射流的作用下会自动脱落。图4所示为具体运用方法和喷头组合使用流程，其中在储液室和喷头之间利用橡胶垫圈进行密封。储液室和动力室一般采用一体化结构，在储液室和动力室之间利用圆板型活塞进行隔离，利用低熔点树脂在动力室一侧进行加固密封。动力室开设有泄压孔。在动力室中装填指定尺寸的圆柱形固体推进剂，通过电点火具和开关实现喷雾控制。

实施例一：

如图5所示，在喷头基体1的内侧贴紧密封膜8，并安装橡胶垫圈6。之后用固体石蜡密封喷头外侧的全部喷孔2，固化后从外侧套上喷头护盖C保护。将特制圆板型活塞装入储液室4中，在与动力室隔离处用胶垫密封并压紧，靠动力室一侧进一步用低熔点树脂紧固密封。注入化学药剂后，将喷头安装于储液室顶部的连接部5，拧紧。将适量推进剂置于动力室后密封，连接点火线路和控制开关后备用。

实施例二：

在实施例一基础上，将喷射雾化装置安装于上风口、进风口等较有利位置处，通过监控系统，一旦发现突发情况，接通电路即可点火并在瞬间将具有特殊药效的液体分散到空气中进行雾化。

实施例三：

在实施例一、实施例二的基础上，改变储液室中装填的液体种类，可实现对不同种类、不同药效化学液体的快速雾化分散。

实施例四：

在以上实施例案基础上，采用多个装置安装于大型复杂环境的多个位置，通过多个装置组合连用可以实现对大型复杂空间的精确雾化应用。

实施例五：

在以上实施例案基础上，通过将点火开关遥控化，结合有毒有害物质在线监测报警等自动化感知技术，可以在危险化学品仓库、特种车间等特殊场所实现危险场所无人值守，随时应对突发事故进行快速应急处置。

本发明所指喷头和储液室等关键部件均为刚性耐火材料加工制成，完成一次喷雾后，用清洁剂和清水冲洗喷头和储液室，晾干后可重复多次利用，提高装置的使用效率。