一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴的制作方法

本发明涉及一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴，适用于气体与液体两种介质的雾化。属于气液传质技术领域。

背景技术：

雾化喷嘴是将液体打散成雾状的一种装置，目前我国制造的喷嘴种类繁多，但大部分都存在结构复杂、稳定性不好、喷嘴容易堵塞、气体与液体混合不充分以及无法使雾化颗粒更加细微化等问题，这不仅影响了设备的质量而且大大降低了工作效率。

雾化喷嘴在降尘、车间加湿、喷涂、家用淋浴等领域被广泛使用，目前常见的是用于对粉尘进行沉降，为了提高沉降的效率，就需要雾化颗粒能够与粉尘颗粒充分结合，从而达到降尘的目的。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴，首先通过旋流腔内部进行旋流加速，使气液充分混合产生雾化效果，然后通过振动弹片对流经的雾化颗粒进行切割打散，以此来加剧雾化。

本发明提供的一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴，包括进料室、旋流室和喷头；所述进料室由同轴的双层圆筒组成，内圆筒形成的腔室为气体通道，外圆筒形成的腔室为液体通道；进料室和旋流室通过法兰体连接，法兰体为圆盘结构，法兰体上相等径向间距处均匀分布八个斜通孔；

所述旋流室由旋流腔和四个导流体构成，其中导流体是由高度为1mm的镰刀形状的结构构成，导流体沿径向均匀分布，旋流腔是由四个导流体围成的腔体；

法兰体的中心设有螺纹孔，进料室的内圆筒依次穿过法兰体的中心孔、旋流室的旋流腔，另一端连接锥形喷气装置，锥形喷气装置的左端为圆柱连接段，圆柱连接段内部的孔与锥形喷气装置的内腔平滑连接，锥形喷气装置锥面的中心处沿圆周方向均匀分布渐缩孔；

旋流室与喷头连接，喷头外部为圆台形，内部分为收缩段、喉道和扩张段，收缩段与旋流腔连通，收缩段在距离起始部位1~1.5mm处设有环形槽，锥形喷气装置的渐缩孔出口正对喷头内壁上的环形槽，提高雾化效果；收缩段的中部设有振动弹片；喉道两端分别和收缩段、扩张段平滑连接。

上述装置中，进料室与法兰体连接处为阶梯型结构，阶梯槽内壁设有螺纹，与法兰体和旋流室的外螺纹连接；所述法兰体的中心孔内设有内螺纹，内圆筒的外侧对应设有外螺纹，该外螺纹的长度为3~5mm，二者通过螺纹连接。

上述装置中，所述锥形喷气装置为锥形结构，锥角部分设有外螺纹，与内圆筒的气体通道的内螺纹连接，内螺纹长度为0.6~0.8mm；锥形喷气装置的扩张段外锥面壁厚0.6mm，底面壁厚0.4mm，内部中空，并且外锥面中间处均匀分布八个完全相同的渐缩孔。

上述装置中，进料室的内圆筒伸出法兰体外部3~5mm，内圆筒端部与锥形喷气装置的圆柱连接段的外螺纹连接，圆柱连接段的外螺纹长度为0.6~0.8mm。

上述装置中，所述法兰体上径向间距为6.5mm处均匀分布八个斜通孔的中心线与法兰体轴线的夹角为20~50°。

上述装置中，所述的旋流室中设有四个高度为1mm的镰刀形结构构成的导流体，导流体的中部形成旋流腔，导流体与旋流室内壁之间形成一圈水槽，使流体在水槽中循环流动，导流体两两之间构成引流通道，能够将水槽中的流体引入旋流腔中进行加速旋流。

上述装置中，所述喷头收缩段的振动弹片为不锈钢的梯形薄片，其厚度为0.1mm，在收缩段的内壁面上沿着同一圆周方向均匀布置四个，通过焊接方式连在喷嘴收缩段内壁上，其作用是对经过的流体进行切割打散，减小雾化颗粒，进行二次雾化，提高雾化效果。

上述装置中，所述锥形喷气装置的渐缩孔沿锥形面均匀设有八个，加快气体喷出；锥形喷气装置的渐缩孔中心线与法兰体轴线的夹角为65~80°。

上述装置中，所述喷头的扩张段角度保持在60~120°，可以有效扩大雾化面积，提高雾化效率。

本发明中的气体入口通道与法兰体采用间隙配合，可以调节气体通道与法兰体的相对位置来使液体与气体进行充分混合，与锥形喷气装置采用过盈配合，防止气体泄漏。

本发明中的旋流室与喷头采用焊接的方式进行连接，可以提高密封性，以便气液混合后能够充分进入喷头中。

本发明的有益效果：

通过本发明所提供的切向引入旋流式高效雾化喷嘴，可以将液体引入到旋流室中进行旋流加速，再与锥形喷气装置加速的气体进行混合雾化，然后将雾化的液滴颗粒通过振动弹片进行切割打散，加剧雾化，最后从喷嘴扩张段喷出，增加接触面积，提高雾化效果。喷嘴的雾化效果优于普通喷嘴，在入口低压的情况下可以达到普通喷嘴高压的效果；其雾化效果好，拆装方便，不容易堵塞及泄漏。

附图说明

图1为本发明切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴的整体剖视图；

图2为图1中A处局部放大视图；

图3为旋流室的立体图；

图4为法兰体的立体图。

图中：1-液体入口；2-液体通道；3-进料室；4-法兰体；5-第一螺纹；6-旋流室；7-喷头；8-收缩段；9-喉道；10-扩张段；11-振动弹片；12-锥形喷气装置；13-第二螺纹；14-气体通道；15-气体入口；16-环形槽；17-渐缩孔；18-水槽；19-导流体；20-引流通道；21-旋流腔；22-斜通孔；23-中心孔。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

图1示出了一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴的结构。一种切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴，包括进料室3、旋流室6、喷头7，所述进料室3内包括气体通道14、法兰体4，气体通道14与锥形喷气装置12过盈配合，防止气流外露，进料室3与旋流室6通过第一螺纹5进行装配，旋流室6内设有导流体19，旋流室6的主体与喷头7通过焊接的方式连接在一起。

图2所示为主要的雾化区域，当液体从旋流室6出来到达该处，会在中心区域产生低压区，从而更容易将气体引入，同时在锥形喷气装置12的锥形面上设有均匀分布的八个渐缩孔17，可以有效的加快气体喷出，最后气体与液体混合，并在环形槽16的作用下加剧雾化，提高雾化效果。

图3所示旋流室6内含有水槽18，内部设有四个高度都为1mm的镰刀形导流体19，以及将流体引入旋流腔21的引流通道20。

图4所示为法兰体4，中间设有带螺纹的中心孔23用来接入气体通道14，在其径向距离为6.5mm处均布八个斜通孔22来引入流体。

所述进料室3主体末端内壁面设有内螺纹，螺纹长度为4.5mm，与法兰体4和旋流室6的外螺纹通过第一螺纹5连接，法兰体4的中心孔23设有内螺纹，气体通道14上设有外螺纹，两者通过第二螺纹13进行连接，气体通道14上外螺纹的长度为2~3mm。锥形喷气装置12的圆柱连接段设有外螺纹，与气体通道14的内螺纹连接，气体通道14的内螺纹长度为0.6~0.8mm。

所述进料室3内法兰体4的厚度为1.5mm，液体通道2的直径为15mm，气体通道14的内孔直径为1mm，法兰体4的中心孔23直径为1.2mm，斜通孔22的直径为2mm，并且每个斜通孔22到中心孔23的距离皆为6.5mm，每个斜通孔22都正对着旋流室6的水槽18，以此来提高液体的充分流动性。

所述法兰体4的斜通孔22中心线与法兰体4的中心孔23轴线夹角为20~50°，可以将液体导入到旋流室6的水槽18中，使液体在此处充分循环流动。所述锥形喷气装置12的渐缩孔17中心线与法兰体4轴线的夹角为65~80°。

所述的喷头收缩段8的环形槽16深度为0.5mm，宽度为0.8mm。环形槽16的内面正对锥形喷气装置12的渐缩孔17。喷头收缩段8的振动弹片11至少四个，厚度为0.1mm，通过焊接方式连在喷头7内壁上。

所述的气体通道14与法兰体4采用间隙配合，可以调节气体通道14与法兰体4的相对位置来使液体与气体进行充分混合。气体通道14与锥形喷气装置12采用过盈配合，防止气体泄漏。

所述的旋流室6与喷头7采用焊接的方式进行连接，有效提高密封性，以便气液混合后能够充分进入喷头7中，最后从喷头7的喉道9和扩张段10喷出。

所述切向引入旋流式气液混合高效雾化喷嘴的装配方法。首先以喷头7作为基础零部件，将振动弹片11焊接到喷头收缩段8的内壁上，然后将处理后的旋流室6主体焊接到喷头7的左端面上。将锥形喷气装置12拧入气体通道14的末端，气体通道14则连接到法兰体4中，并调节好伸出的距离，接着将安装完成的法兰体4装配进进料室3主体的末端螺纹中，最后将焊接后的旋流室6主体和喷头7主体装配到进料室3主体的末端螺纹中拧紧，保证与法兰体无缝连接，最终完成总装配。

零件装配后，气体通道14连通锥形喷气装置12和喷头收缩段8，液体通道2连通法兰体4的斜通孔22、旋流室6和喷头收缩段8。液体从液体通道入口1进入，经加速、引流之后到达旋流室6，然后通过引流通道20进入旋流腔21进行二次加速，并在旋流腔21和喷头收缩段8的中心区域产生低压，使气体更容易被注入。气体则从气体入口15进入，经气体通道14进入锥形喷气装置12，在渐缩孔17的作用下加速气体的喷出，与液体进行混合并雾化，同时在喷头收缩段8的环形槽16作用下增强雾化效果，然后经振动弹片11的切割打散，减小雾化颗粒从而再次加剧雾化，最后经过喉道9和扩张段10喷出，扩张段10增加了雾化覆盖范围，提高了雾化效率。