专利名称：多次引射式旋流雾化喷头的制作方法
技术领域：
本发明是一种大流量多次引射式旋流雾化喷头。属射流元件。它用于喷雾冷却、加热、除尘、除气、气液混合、射流曝气、喷雾蒸发以及其它传热传质设备中。尤其适用于中低粘度流体的两相混合。在石油、化工、轻工、能源、环保、农业等部门有广泛用途。
液体雾化是减小液滴粒度，增大气液两相传质传热面积，增大传质时间及效率的基本方法。目前，在各种传热传质设备中采用的雾化喷嘴有旋转式离心喷嘴、直射型压力喷嘴、离心压力喷嘴、气动喷嘴、西姆斯喷嘴以及超声波雾化喷嘴。虽然，上述喷嘴有较细的雾滴粒度，然而喷雾流量都不大。且直射型压力喷嘴和离心压力喷嘴需要较高的工作压力;气动喷嘴乃需要专门的工作气源，这就限制了它们的应用范围。
本发明的目的是提供一种雾化喷头，不仅喷雾流量大，可在低压头下工作，雾化程度适中，且对中低粘度液体均能适用。该喷头无运动件，结构简单、不易堵塞、运行可靠，既能用于雾化传热传质设备，又适用于冷凝设备。
本发明的目的是采用如下方式实现的设有与系统管道相连的进液管和与它相通的旋流室。吸气喷射部分设置有一级以上(含一级)的多级串联引射器，每级引射器具有一个喷嘴、一个环形吸气道以及一个混合室。在末级引射器出口处，设置带有多层喷液孔的散流锥使其形成喷液通道。多级引射器由带多级喷嘴的多级锥管形成。每级锥管壁开设多个进气窗口，形成环形进气道。锥管内壁锥面为扩张型。锥管外壁进气道锥体可为扩张型或收敛型。各级喷嘴设于锥管内圈且采用向喷头末端先收敛后扩张的型式。混合室设于锥管内腔喷嘴出口处。多级引射器可采用组合结构，即用一个单层锥管和一个以上(含一个)的多个双层锥管重叠串联而成。各级锥管间采用镶嵌式连接，可用螺纹或螺钉的可拆式或用铆钉固定的连接结构。散流锥按使用需要可采用有中心孔或无中心孔而带整流锥的两种结构。若有中心孔时，且在孔正对下方设置孔径接近且固定于旋流室并与大气相通的中心抽气管。散流锥可以采用与中心管抽气管相连或不相连结构。采用无中心孔的散流锥时，无需设中心抽气管。散流锥的固定方式为若与中心抽气管相连的则固定于中心抽气管上，若不与中心抽气管相连和无中心抽气管的则通过散流锥端面外圈设多个连接块连接固定于引射器末级出口处锥管上。在散流锥与引射器末级出口处锥管间形成喷液通道，且为收敛型。旋流室可采用球型或锥型。进液管可采用螺纹或法兰与系统管道相连。
下面用附图进一步说明。
图1.本发明实施例之一散流锥固定于中心抽气管，扩张型锥管结构图2.图1的A向视图。
图3.本发明实施例之二。
无中心抽气管，扩张型锥管结构。
图4.图3的B向视图。
图5.本发明实施例之三。
散流锥不与中心抽气管相连，扩张型锥管结构。
图6.本发明实施例之四散流锥固定于中心抽气管收缩型锥管结构。
见图1、图2，经水泵出来后，到系统管路的压力水流经进液管〔1〕进入旋流室〔2〕，液体在球型或锥型环流室〔2〕作用下，产生较强的旋流，该旋流进入一级喷嘴〔5〕内部空间，当旋流在喷嘴〔5〕出口处喷出时，因形成低压区外部空气抽入，气体由进气口〔6a〕进入一级喷嘴〔5〕外部空间。此时，在喷头内部，一级混合室〔5a〕处，液体和气体进行混合形成一次雾化射流。该射流再经二级喷嘴〔7〕内部达出口处喷出，同时，二级进气口〔8a〕进气。此时，气、液在二级混合室〔7a〕内再次混合，形成二次雾化射流。若设有二级以上引射器，则以此类推，形成多级雾化射流。雾化射流级数的选设，应按用户使用要求确定。末级雾化气体从散流锥〔9〕上开设的多层喷孔〔9b〕和较宽的环形收敛，喷液通道〔9a〕同时喷出，进一步与环境气体进行动量交换，增强雾化效果，且多个喷孔形成碰撞射流，进一步减小液滴粒度。散流锥〔9〕具有中心孔并与所设的中心抽气管〔3〕相连接，此抽气管同时抽气，加强雾化效果。此时形成准实心结构的液雾。液雾的角度可由改变环形收敛道〔9a〕的收敛角方式来调节。
见图3、图4，散流锥〔11〕无中心孔，而设整流锥〔14〕。散流锥〔11〕外园设三个连接块〔12〕，与末级双层锥管〔8〕相连接。此时，射流由多个喷孔〔11b〕和通道〔11a〕喷出，形成所需要形状的液雾。
见图5，散流锥〔10〕具有中心孔和设置相应的中心抽气管〔3a〕，但〔3a〕不与散流锥〔10〕相连，且散流锥〔10〕带整流锥〔13〕。散流锥〔10〕设连接块〔12〕与末级双层锥管〔8〕相连。此时，喷雾经喷孔〔10b〕和通道〔10a〕喷出，同时抽气管〔3a〕起抽气作用。
见图1，〔4b〕、〔6b〕、〔8b〕分别为单层锥管〔4〕、一级双层锥管〔6〕、二级双层锥管〔8〕的扩张型外园锥。〔6c〕、〔8c〕分别为一、二级双层锥管的扩张型内园锥。图6中，〔4d〕、〔6d〕、〔8d〕分别为单层锥管和双层锥管的收缩型外园锥，仅末级双层锥管末端一个为扩张型外园锥〔8b〕。
本发明的技术经济效果如下1.本发明采用了在旋流状态下的多次引射及碰撞射流的结构，保证了喷头在低压下具有大流量。在0.05Mpa的水压下即可形成良好水雾，单个喷头流量达50m3/h以上。该喷头在对热水喷雾降温试验时，当水压为0.15Mpa，大气湿球温度为25℃，使用一级喷头在大气环境下，进水温度为42℃，出水温度降为28℃，一次温度降达14℃，相应制冷量为70×104KCa1，而所用水泵功率不足7.5KW。又如使用本喷头在旧式点波水塔中除去传质填料的喷雾降温试验中，未装本喷头时，系统进水温度为48℃，出水温度为43.5℃，一次温降4.5℃，系统采用了本喷头后，首先系统进水温度下降为37℃，出水温仅为28℃，一次喷雾降温9℃(37℃与28℃之差)而系统出水温度比原系统下降了15.5℃(43.5℃与28℃之差)，其效果优于日本专利(特公昭54-34943)二级冷却塔降温效果。这就为改进现有的冷却水系统的性能，研制新型的无填料喷雾冷却装置提供了基础元件。
2.由于本发明的喷头具有较大的出口面积，大大减少了喷头被杂质堵塞的可能性。从而扩大了雾化喷头的应用领域。如由于喷头不易堵塞且具备低压大流量的良好雾化效果，既适用于中粘度流体，这为设计高效节能型喷发蒸发工艺创造了条件。又如本喷头用于多效蒸发系统的大气混合冷凝器中，取消其筛板，空塔喷水冷凝二次蒸发，必将产生明显的增产节能效益。
3.冷凝水喷雾冷却回收。用本喷头对130℃冷凝水进行喷雾降温试验，当环境温度为13℃时回收水温降至13℃。所以本发明为工业废水的回收创造了技术手段。
4.高效气液混合和气体吸收。实验表明，本发明无论在大气环境中或在水下都具有很大的抽吸气体的能力。可以作为气体吸收、分散散元件广泛地应用于轻化工、能源、环保和农业等部门。
权利要求
1.一种多次引射式旋流雾化喷头，具有进液管[1]、旋流室[2]以及吸气喷射部分，其特征是吸气喷射部分是设有一级以上(含一级)的多级串联引射器；每级引射器分别设置一个喷嘴[5]、[7]……和一个环形吸气道[4a]、[6a]、[8a]……以及一个混合室[5a]、[7a]……；在末级引射器出口处，设置带有多层喷液孔的散流锥[9]或[10]或[11]，使其形成喷液通道[9a]或[10a]或[11a]。
2.按权利要求1所述的雾化喷头，其特征是多级引射器具有多级喷嘴和锥管，每级锥管壁开设多个进气窗口，形成各级环形吸气道〔4a〕、〔6a〕、〔8a〕……，锥管内锥面为扩张型〔6c〕、〔8c〕……，锥管外锥面可采用扩张型〔4b〕、〔6b〕、〔8b〕……或收敛型〔4d〕、〔6d〕、〔8d〕……，各级喷嘴〔5〕、〔7〕……位于锥管内圈且采用收敛扩张型，混合室〔5a〕、〔7a〕……设于喷嘴出口处。
3.按权利要求1所述雾化喷头，其特征是散流锥〔9〕、〔10〕具有中心孔，且在孔正下方设置孔径接近固定于旋流室与大气连通的中心抽气管〔3〕，散流锥〔9〕与中心抽气管〔3〕相连;散流锥〔10〕与中心抽气管〔3〕不相连;散流锥〔11〕下方不设中心抽气管;且散流锥〔10〕和〔11〕带有整流锥〔13〕和〔14〕，并在端面设多个连接块〔12〕将散流锥〔10〕和〔11〕固定于末级引射器出口处。
4.按权利要求1、2所述雾化喷头，其特征是多级引射器可采用组合结构，即用一个单层锥管〔4〕和一个以上(含一个)的多个双层锥管〔6〕、〔8〕……重叠串联而成。各级锥管〔4〕、〔6〕〔8〕……间可采用镶嵌式连接，可用螺纹或螺钉的可拆式或用铆钉固定连接。
5.按权利要求1所述雾化喷头，其特征是旋流室〔2〕可采用球型或锥型，进液管〔1〕可采用螺纹或法兰〔15〕与系统管道连接。
全文摘要
本发明是具有大流量、适用于中低粘度液体、可在低压头下工作，雾化程度适中的多次引射旋流雾化喷头。设置了多级喷嘴和锥管以产生多重引射自吸式内外混合。且具有旋流室和中心抽气管和带多喷孔的散流锥。以此获得较理想的喷雾效果。当水压为0.15MPa时，大气喷雾制冷量高达40×10
文档编号B05B7/10GK1043452SQ89104110
公开日1990年7月4日 申请日期1989年10月12日 优先权日1989年10月12日
发明者魏仕英 申请人:四川长风真空射流研究所