专利名称：可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物理混合喷雾装置，尤其是一种热、能和动力学转换、汽液二相流混合及泵输的超音速汽-液二相混合喷雾装置，具体地说是一种可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置。
背景技术：
现有农植物及消防灭火喷雾装置都采用高压气体驱动的二相流喷雾技术，其主要缺点在于喷洒面积小、射程短、雾滴颗粒及喷洒不均匀。同时高压气体仅起驱动载体作用，不能最终有效地参与液体介质的工作，导致低效率。高压气体的产生需要大功率压缩机，过高的气体压力还需要高强度的容器设备，增加制造、维护、运行成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种无活动部件的高效节能可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置。可广泛地应用于农植物的喷雾施肥、杀虫；也可用于食品、医药加工中的室内消毒；还可用于特殊行业如造纸、电子及仓库的消防灭火和室内自控消防灭火系统。
本发明的技术方案是一种可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置，包括由高压蒸汽进口(2)、稳压室(3)、环形渐缩室(4)、环形渐扩室(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成的超音速喷嘴系统，和由混合液/水进口(1)、微细喷水孔(7)与微细间隙环(7a)组成的供水系统。
环形先渐缩后渐扩超音速喷嘴由拉伐尔管(10)的内表面与内芯件(11)的外表面相对应部位的内外表面配合形成，其喉部间隙(5)大小可通过调节拉伐尔管(10)与内芯件(11)相对位置而改变，从而在进气压力不变时改变喷气量和速度。喷气量和速度也可通过调节进口蒸汽压力来实现。
环形分布与内芯件(11)外表面相垂直或相切的径相微细喷水孔组(7)的供水量可通过调节供水压力(4～8大气压)而改变；环形分布的与内芯件(11)外表面轴相切的微细间隙环(7a)，其由拉伐尔管(10)与水套件(12)的相对应部位的内外表面配合形成，可通过调节供水压力或微细间隙环的大小而改变，微细间隙环的大小可通过调节拉伐尔管(10)与水套件(12)相对位置而改变。
通过调节蒸汽量、喷气速度和供水量来实现不同的气/水比、射程要求、喷洒面积、雾滴颗粒大小等，从而满足在给定设备技术条件下不同要求，实现一机多用。
本发明具有以下优点一、结构简单，制造、维护、调试方便和运行成本低；二、雾滴颗粒均匀，雾化效率高，90％体积百分比的颗粒直径小于7.5um(Dv90≤7.5um)；三、喷洒面积大、射程远，可调性强，应用范围广。由于采用多项调节措施，可满足不同要求；四、本装置具有很强的混合、乳化、雾化能力，非常适宜难溶性的物质如粉状和油性液体的喷雾；五、本装置无活动部件，清洗方便，无设备污染，。
六、以下是本发明可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置的部分实验数据蒸汽进口压力0.3～1.2Mpa；蒸汽流量110～240公斤/小时；混合液流量1000公斤/小时；射程15～30m；雾滴颗粒直径小于7.5um(Dv90≤7.5um).
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
具体实施例方式
下面结构附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1～2所示。
本实施例由超音速喷嘴供气系统和微细小孔/环喷供水系统两部分组成。其中喷供水系统包括进水口1及微细喷水孔(7)与微细间隙环(7a)，微细间隙环(7a)由拉伐尔管(10)和水套件(12)配合形成(图2所示)；超音速喷嘴供气系统由高压蒸汽进口(2)、稳压室(3)、环形渐缩室(4)、喉部(5)、环形渐扩室(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成(图1～2所示)。
高压蒸汽由蒸汽进口(2)进入稳压室(3)，经环形先渐缩室(4)后，高压蒸汽被加速，当到达喉部(5)时，速度达到音速(M＝1)，再由环形渐扩室(6)进一步扩张加速成超音速，在进入混合室(8)时，速度达到1000m/s，并产生一个低温(＜45℃)低压(＜0.7bar)区，此时蒸汽潜能大部分转换成超音速气流的动能。
由微细小孔(7)/环(7a)自然吸入或高压喷射进混合室(8)的流体因压差而断裂成大颗粒滴液；大颗粒滴液因内外压差进一步爆裂成小颗粒滴液，并与超音速气流进一步撞击、弥散混合及能量交换，形成细小的高速雾滴，最终高压蒸汽冷凝成的雾滴与分裂成的雾滴一起形成雾气从出口(9)高速喷出，并在下游进一步分裂，达到90％体积百分比的颗粒直径小于7.5um。对于难溶性的物质如粉状和油性液体，可在混合室(8)上另设加料口，使其能与高压蒸汽、水均匀混合、乳化、雾化喷雾。
进口蒸汽压力及喉部间隙大小决定超音速蒸汽湍流的强度和蒸汽流量，进水压力及间隙环大小决定溶液流量，达到不同汽液比及混合、雾化、喷雾效果。
权利要求
1.可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置，其特征在于包括由高压蒸汽进口(2)、稳压室(3)、环形渐缩室(4)、环形渐扩室(6)、混合室(5)及混合气体出口(9)组成的超音速喷嘴系统，由混合液/水进口(1)、微细喷水孔(7)与微细间隙环(7a)组成的供水系统；所述的稳压室(3)、环形渐缩室(4)、环形渐扩室(6)由拉伐尔管(10)的内表面与内芯件(11)的外表面相对应部位的内外表面配合形成；所述微细喷水孔(7)为环形分布的与内芯件外表面(11)相垂直或相切的径相微细小孔组；所述微细间隙环(7a)为环形分布的与内芯件(11)外表面轴相相切的微细间隙环，其由拉伐尔管(10)与水套件(12)的相对应部位的内外表面配合形成。
2.根据权利要求1所述的可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置，其特征是供水系统为多组分别独立加料的供液/粉系统。
全文摘要
本发明针对现有二相流喷雾技术的喷洒面积小、射程短、雾滴颗粒及喷洒不均匀、效率低的问题，公开了一种可调式拉伐尔管超音速二相流喷雾装置，包括由高压蒸汽进口(2)、稳压室(3)、先环形渐缩室(4)、后环形渐扩室(6)、混合室(8)及混合气体出口(9)组成的超音速喷嘴系统，和由混合液/水进口(4)、微细喷水孔组(7)、微细间隙环(7a)组成的供水系统。具有结构简单，制造、维护、调试方便和运行成本低；雾滴颗粒均匀、雾化效率高；喷洒面积大、射程远；适用范围广的优点。
文档编号B05B7/02GK1986078SQ20061009740
公开日2007年6月27日 申请日期2006年11月3日 优先权日2006年11月3日
发明者朱玉平, 朱广, 张永康 申请人:朱玉平