一种用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴的制作方法

本实用新型涉及液体喷淋技术领域，尤其涉及一种用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴。

背景技术：

在一些压力设备中，例如，核电领域中的关键设备，如蒸汽稳压器、安全壳等高温高压压力容器或复杂封闭容器内，往往需要设置相应的雾化喷淋系统，将低温雾状小液滴喷入高温高压的压力容器内，以实现压力容器的快速降温降压，确保高温高压设备的安全稳定运行。

中国专利CN2106660U在喷嘴的外壳内壁与螺旋芯外壁之间设置两个上部为螺旋槽，下部为锥腔的螺旋芯壳，水流入喷嘴后，分成三部分通过螺旋芯壳及螺旋芯，进入螺旋槽变成旋转运动，在下部锥腔被加速，离开喷口形成三层空心伞状水幕；该螺旋喷嘴所需供水压力低，可喷出多层空心水幕，水流雾化及降温、除尘效果好，但由于其从各层喷出的水雾所经历的加速路径不同，喷出速度也各不相同，喷淋出的水雾不均匀，对于均匀快速降温降压的效果不明显。

中国专利CN203355924U的紧固件外周设有螺纹，喷孔为圆锥形螺旋体，喷孔区域为同心空心锥环，空心锥环由紧固件入口到喷孔出口的直径呈线性变化；该螺旋喷嘴雾化角度大，出水口部位无堵塞，喷头流道不容易结垢，磨损小且雾化效果均匀而细，但加工制造困难，并且在高温高压的环境中容易损坏。

中国专利申请CN104923424A在液体旋流室中设置旋流片，水流进入旋流室后经旋流片的高速旋转，再高速喷射至液体喷嘴；该旋流雾化喷头不易堵塞，喷淋量大，雾化效果好，雾粒均匀，适用于喷雾冷却、蒸发、气液反应、湿式除尘、除气等设备系统中；但旋流雾化喷头的旋流片在工作状态下不断旋转，在旋转的同时加大了水的流动阻力，增加了喷头的阻力系数，不适用于高温高压容器内的降温降压处理。

因此，亟需提供一种雾化效果好的用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供雾化效果好的用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴，包括：喷头座、喷头、旋液器以及分配环，所述喷头座具有前后贯穿的腔体，所述腔体包括位于其前端的喷头安装孔以及位于所述喷头安装孔后侧的分配环安装孔，所述分配环设于所述分配环安装孔，所述分配环设有至少两分流孔，所述喷头设置在所述喷头安装孔，所述喷头具有通流孔及喷口，所述通流孔向后贯穿所述喷头，所述喷口的后端与所述通流孔的前端连通，所述喷口的前端向前贯穿所述喷头，所述旋液器设于所述通流孔，所述旋液器的外部形成有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的前端与所述喷口连通。

与现有技术相比，本实用新型的分配环设置在喷头的后侧，旋液器设置在喷头的通流孔中，进入喷淋嘴的流体经由分配环的分流孔进入通流孔，通过旋液器外部的螺旋凹槽后，由喷口喷出；本实用新型藉由分配环的至少两个分流孔将进入分配环的流体分成至少两股，减小了流体的流动阻力并提高了雾化液滴的均匀性，使流体能够更快更均匀地分配到旋液器的环向区域，增强雾化效果；而且，进入通流孔的流体通过旋液器外部的螺旋凹槽时，再次被加速，使得流体的流动速率更快，进一步增强了雾化效果；另外，由于本实用新型的旋液雾化喷淋嘴为一体化结构，分配环、旋液器、喷头及喷头座之间均没有相对运动，不存在结构部件之间的相互摩擦损耗，整体结构更加稳固牢靠，能够适用于高温高压环境；而且，本实用新型的旋液雾化喷淋嘴结构简单，易于加工制作。

较佳地，所述螺旋凹槽为具有一定螺旋升角的螺纹槽；将螺旋凹槽设为螺纹槽结构，可以减小流体在螺旋凹槽中的流动阻力，且螺纹槽的加工较为简单；螺纹槽具有一定的螺旋升角，使得流体在沿螺纹槽的轴向前进的过程中不断地提高旋转速率，增强雾化效果。

较佳地，所述旋液器与所述通流孔的内壁之间形成自后向前逐渐减小的周向间隙，所述旋液器的前端周向抵接于所述通流孔的内壁的前端。

较佳地，所述通流孔呈锥形，所述通流孔的后端的尺寸大于所述通流孔的前端的尺寸。

较佳地，所述喷口包括锥形孔和流体出口，所述锥形孔的前端的尺寸小于所述锥形孔的后端的尺寸，所述锥形孔的后端与所述通流孔的前端相连，所述流体出口与所述锥形孔的前端相连；藉此，使得流体进入喷口的锥形孔后，经由通流面积较大的后端进入通流面积较小的前端，加快流动速率，增强雾化效果。

较佳地，所述腔体于所述分配环安装孔的后侧形成有向内凸设的止挡部，所述分配环止挡在所述止挡部，所述旋液器的后端抵接在所述分配环；藉此，便于将分配环定位在分配环安装孔中。

较佳地，所述旋液器的后端形成有呈球状的定位头，所述分配环的中部形成有呈圆形的定位孔，所述定位头部分伸入所述定位孔并抵接在所述定位孔的前端边缘处；藉此，能够使得分配环稳固定位在分配环安装孔中，同时，也便于对旋液器进行固定。

较佳地，所述旋液器的前端周向抵接于所述通流孔的内壁的前端，藉此设计，可在分配环的配合下实现对旋液器的周向定位。

较佳地，所述喷口的后端呈自后向前逐渐减小的锥形结构；在加快流体流动速率的同时也可以起到限制旋液器轴向移动的作用。

较佳地，所述腔体于所述分配环与所述喷头之间形成有第一缓冲腔，所述第一缓冲腔的外周缘向外超出所述分配环；藉此，能够防止由分流孔流出的流体发生剧烈运动，稳定流体的流动速率，确保雾化液滴的颗粒大小及喷淋角度一致；同时可以减小流体的流动阻力。

较佳地，所述喷头的前端伸出所述喷头安装孔，所述喷头的前端向外凸设形成有环状的固定部，所述固定部与所述喷头座的前端密封焊接；藉此，能够将喷头密封固定在喷头座的前端。

较佳地，所述固定部与所述喷头座的前端之间形成有轴向间隙，所述轴向间隙处设有密封垫片，所述固定部、密封垫片与喷头座的前端之间密封焊接。

较佳地，所述喷头于对应所述轴向间隙的位置向内凹设有垫片槽，所述密封垫片定位在所述垫片槽，所述密封垫片的外侧向外伸出所述垫片槽；藉此设计，进一步提高了喷头与喷头座的前端之间的密封性。

较佳地，所述喷头安装孔的内壁形成有内螺纹结构，所述喷头的后端形成有与所述喷头安装孔的内螺纹结构配合的外螺纹结构；藉此，在将喷头稳固安装在喷头安装孔中的同时，内外螺纹连接的方式能够进一步提升喷头与喷头座之间的密封性。

较佳地，用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴还包括中空结构的母液管接头，所述腔体的后端形成有接头安装孔，所述母液管接头的前端密封安装在所述接头安装孔；藉由母液管接头和接头安装孔的设计能够将旋液雾化喷淋嘴连接至外部母液设备。

较佳地，所述接头安装孔的内壁形成有内螺纹结构，所述母液管接头的前端形成有与所述接头安装孔的内螺纹结构配合的外螺纹结构，所述母液管接头与所述喷头安装座的后端周向密封焊接；藉此，能够将母液管接头的前端稳固安装在接头安装孔中，且内外螺纹连接并将母液管接头与喷头安装座的后端的连接处密封焊接的方式，能够进一步提升母液管接头与喷头座之间的密封性。

较佳地，所述腔体的后端形成有接头安装孔，所述接头安装孔与所述分配环安装孔之间形成有第二缓冲腔，所述第二缓冲腔包括位于后端的呈柱形的第一缓冲部和位于前端的呈锥形的第二缓冲部，所述第二缓冲部的后端的尺寸大于所述第二缓冲部的前端的尺寸，所述第一缓冲部的前端与所述第二缓冲部的后端相连，所述第一缓冲部的外周缘向外超出所述接头安装孔；藉此，在稳定流体的流动速率的同时，减小了流体的流动阻力。

附图说明

图1是本实用新型实施例用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴的剖视图。

图2是本实用新型实施例喷头座的剖视图。

图3是本实用新型实施例喷头的剖视图。

图4是本实用新型实施例旋液器的部分剖视图。

图5是本实用新型实施例分配环的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

请参阅图1至图5，本实用新型公开了一种用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100，包括：喷头座1、喷头2、旋液器3以及分配环4，喷头座1具有前后贯穿的腔体11，腔体11包括位于其前端的喷头安装孔111以及位于喷头安装孔111后侧的分配环安装孔112，分配环4设于分配环安装孔112，分配环4设有至少两分流孔41，喷头2设置在喷头安装孔111，喷头2具有通流孔21及喷口22，通流孔21向后贯穿喷头2，喷口22的后端与通流孔21的前端连通，喷口22的前端向前贯穿喷头2，旋液器3设于通流孔21，旋液器3的外部形成有螺旋凹槽31，螺旋凹槽31的前端与喷口22连通。流体进入旋液雾化喷淋嘴100之后，经由分配环4的分流孔41进入喷头2的通流孔21，然后通过旋液器3外部的螺旋凹槽31，由螺旋凹槽31流出后进入喷口22，最后由喷口22喷出。

本实用新型的用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100可应用于工程试验或现场设备中的压力容器内，当压力容器的压力达到一定值时，控制系统控制与旋液雾化喷淋嘴100连通的母液管道的阀门打开，使母液通过旋液雾化喷淋嘴100以形成雾化液滴，雾化液滴经由喷口22喷入压力容器，实现压力容器的快速降温降压，保证压力系统运行的安全性和可靠性；当然，本实用新型的旋液雾化喷淋嘴100也适用于其他任何需要进行雾化喷淋的环境，并不局限于应用在压力容器中。

以下，结合图1-图5对本实用新型的用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100作进一步的详细说明。

请参阅图4，具体的，螺旋凹槽31为具有一定螺旋升角的螺纹槽；将螺旋凹槽31设为螺纹槽结构，可以减小流体在螺旋凹槽31中的流动阻力，且螺纹槽的加工较为简单；而螺纹槽31具有一定的螺旋升角，使得流体在沿螺纹槽31的轴向前进的过程中不断地提高旋转速率，并形成旋流，达到了旋流雾化的效果，增强旋液雾化喷淋嘴100的雾化效果。

请参阅图1、图3及图4，具体的，旋液器3与通流孔21的内壁之间形成自后向前逐渐减小的周向间隙，旋液器3的前端周向抵接于通流孔21的内壁的前端；由于旋液器3的前端周向抵接于通流孔21的内壁的前端，在整体组装时能够将旋液器3的前端自然固定到通流孔21的内壁的前端。

更具体的，通流孔21呈锥形，通流孔21的后端的尺寸大于通流孔21的前端的尺寸；而旋液器3位于通流孔21内的部分前后尺寸大小一致，安装旋液器3时，将旋液器3的前端由通流孔21的后端逐渐放入通流孔21中，直至旋液器3的前端抵接在通流孔21的内壁的前端。

具体的，喷口22包括锥形孔221和流体出口222，锥形孔221的前端的尺寸小于锥形孔221的后端的尺寸，锥形孔221的后端与通流孔21的前端相连，流体出口222与锥形孔221的前端相连；将喷口22设置成后大前小的形式，喷口22后端的通流面积大于前端的通流面积，使得流体进入喷口22的锥形孔221后，经由通流面积较大的后端进入通流面积较小的前端，加快流动速率，增强雾化效果。

较优的，为了使旋液雾化喷淋嘴100具有较大的喷淋角，尽可能避免喷淋死区，在本实施例中，将锥形孔221轴向截面的下底角大致设为40度，而通流孔21轴向截面的上底角大致为100度，但不应以此为限，在其它实施例中可以根据需求将锥形孔221轴向截面的下底角、通流孔21轴向截面的上底角设置成其他的角度。

具体的，腔体11于分配环安装孔112的后侧形成有向内凸设的止挡部113，分配环4止挡在止挡部113，旋液器3的后端抵接在分配环4；藉此设计，能够防止分配环4发生移位，便于将分配环4定位在分配环安装孔112中。

请参阅图1、图4及图5，具体的，旋液器3的后端形成有呈球状的定位头32，分配环4的中部形成有呈圆形的定位孔42，定位头32部分伸入定位孔42并抵接在定位孔42的前端边缘处；藉此，能够使得分配环4稳固定位在分配环安装孔112中，同时，也能够便于对旋液器3进行固定。在本实施例中，定位孔42设置在分配环4的中心位置，分配环4设置有3个分流孔41，3个分流孔41围绕定位孔42设置，但不应以此为限，具体实施中可以根据实际情况设置不同数目的分流孔41；较优的，3个分流孔呈中心对称设置，且3个分流孔41分别与定位孔42连通。

更具体的，旋液器3的前端周向抵接于通流孔21的内壁的前端，喷口2的后端呈自后向前逐渐减小的锥形结构；藉此设计，在分配环4的配合下可以实现对旋液器3的周向定位，而呈锥形结构的喷口2可以起到限制旋液器3轴向移动的作用，实现旋液器3和分配环4的稳定安装；而且，将喷口2设置成自后向前逐渐减小的锥形结构，可以加快流体的流动速率，从而提高雾化效果。

请参阅图1、图2及图5，具体的，腔体11于分配环4与喷头2之间形成有第一缓冲腔114，第一缓冲腔114的外周缘向外超出分配环4；藉此，能够防止由分流孔41流出的流体发生剧烈运动，稳定流体的流动速率，确保雾化液滴的颗粒大小及喷淋角度一致；同时可以减小流体的流动阻力。在本实施例中，在2m/s喷淋流速下，旋液雾化喷淋嘴100流体进口和流体出口222之间的总压差小于0.4MPa。

请参阅图1及图3，具体的，喷头2的前端伸出喷头安装孔111，喷头2的前端向外凸设形成有环状的固定部23，固定部23与喷头座1的前端密封焊接；藉此，能够将喷头2密封固定在喷头座1的前端。

具体的，固定部23与喷头座1的前端之间形成有轴向间隙，轴向间隙处设有密封垫片5，固定部23、密封垫片5与喷头座1的前端之间密封焊接；藉此，提高喷头2与喷头座1之间的密封性。

具体的，喷头1于对应轴向间隙的位置向内凹设有垫片槽24，密封垫片5定位在垫片槽24，密封垫片5的外侧向外伸出垫片槽24；藉此设计，进一步提高了喷头2与喷头座1之间的密封性。

更具体的，喷头安装孔111的内壁形成有内螺纹结构，喷头2的后端形成有与喷头安装孔111的内螺纹结构配合的外螺纹结构；藉此，在将喷头2稳固安装在喷头安装孔111中的同时，通过内外螺纹连接并将固定部23、密封垫片5与喷头座1的前端之间的连接处密封焊接的方式，能够进一步提升喷头2与喷头座1之间的密封性。

请参阅图1、图2及图5，具体的，用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100还包括中空结构的母液管接头6，腔体11的后端形成有接头安装孔115，母液管接头6的前端密封安装在接头安装孔115；藉此母液管接头6和接头安装孔115的设计，能够将旋液雾化喷淋嘴100连接至外部母液设备(图未示)，由外部母液设备流出的母液可经由母液管接头6进入分流孔41。

更具体的，接头安装孔115的内壁形成有内螺纹结构，母液管接头6的前端形成有与接头安装孔115的内螺纹结构配合的外螺纹结构，母液管接头6与喷头安装座111的后端周向密封焊接；藉此设计，能够将母液管接头6的前端稳固安装在接头安装孔115中，且通过内外螺纹连接并将母液管接头6与喷头安装座111的后端的连接处密封焊接的方式，能够进一步提升母液管接头6与喷头座1之间的密封性，也使得母液管接头6与喷头座1之间的连接更加稳固。

请参阅图2，具体的，腔体11的后端形成有接头安装孔115，接头安装孔115与分配环安装孔112之间形成有第二缓冲腔116，第二缓冲腔116包括位于后端的呈柱形的第一缓冲部1161和位于前端的呈锥形的第二缓冲部1162，第二缓冲部1162的后端的尺寸大于第二缓冲部1161的前端的尺寸，第一缓冲部1161的前端与第二缓冲部1162的后端相连，第一缓冲部1161的外周缘向外超出接头安装孔115；藉此设计，在稳定流体的流动速率的同时，减小了流体的流动阻力。在本实施例中，第二缓冲部1161的前端沿着腔体11向前延伸形成止挡部113。

较优的，为了防止由于不同材料在高温高压环境下的特性不同而导致的接触面之间的相互损伤，在本实施例中，喷头座1、喷头2、旋液器3、分配环4等结构部件的材质相同，但不应以此为限。

请参阅图1，在本实施例中，母液管接头6连接有法兰盖7，法兰盖7将母液管接头6与外部母液设备相连；在本实施例中，法兰盖7通过焊接与母液管接头6相连接。较优的，母液管接头6上对称布置有三根对中圆棒8，对中圆棒8可与外部设备(图未示)配合，便于雾化喷淋角100安装时的旋转与对中；在本实施例中，对中圆棒8焊接在母液管接头6，但不应以此为限。

为了更加详细说明本实用新型的技术方案，下面以本实用新型的具体实施例为例描述用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100的组装方法及安装过程。

首先，将喷头座1与母液管接头6螺纹连接，将分配环4由喷头安装孔111插入分配环安装孔112；接着，将密封垫片5安装在垫片槽24内，再将旋液器3放入通流孔21中，并使旋液器3的前端抵接在通流孔21的内壁的前端；接着，将喷头2与喷头座1螺纹连接，直到旋液器3的定位头32伸入分配环4的定位孔42并抵接在定位孔42的前端边缘处，此时喷头2与喷头座1也安装到位，密封垫片5挤压在喷头座1的前端与喷头2的固定部之间；接着，在母液管接头6距离喷头座1适当位置处对称焊接三根对中圆棒8，然后从母液管接头6的后端安装法兰盖7；最后，对法兰盖7与母液管接头6的连接处的外周、喷头座1与母液管接头6的连接处的外周以及固定部23密封垫片5与喷头座1连接处的外周进行焊接。

本实用新型的用于高温高压环境的旋液雾化喷淋嘴100的具体工作过程为：流体由提供母液的设备进入母液管接头6后，进入第二缓冲腔116，由第二缓冲腔116流出后被均匀分配到分配环4的三个圆形分流孔41，此时，流体被加速；由分流孔41流出的流体进入第一缓冲腔114，再进入通流孔21，然后通过旋液器3外部的螺纹槽31，此时，流体再次被加速；流体通过螺纹槽31后进入锥形孔221，然后通过锥形孔221，此时，流体又被加速；由锥形孔221流出的流体进入流体出口222，最后以雾状小液滴的形式快速由流体出口222喷入高温高压的压力容器内，实现快速降温降压的效果。

与现有技术相比，本实用新型的分配环4设置在喷头2的后侧，旋液器3设置在喷头2的通流孔21中，进入旋液雾化喷淋嘴100的流体经由分配环4的分流孔41进入通流孔21，通过旋液器3外部的螺旋凹槽31后，由喷口22喷出；本实用新型藉由分配环4的至少两个分流孔41将进入分配环4的流体分成至少两股，加快了流体的流动速率，减小了流体的流动阻力并提高了雾化液滴的均匀性，使流体能够更快更均匀地分配到旋液器3的环向区域，增强雾化效果；而且，进入通流孔21的流体经过旋液器3外部的螺旋凹槽31时，再次被加速，然后进入锥形孔221，在通过锥形孔221时又被加速，使得流体由流体出口222喷出时具有足够大的速率，雾化效果更好；另外，法兰盖7与母液管接头6的连接处的外周、喷头座1与母液管接头6的连接处的外周及固定部23、密封垫片5与喷头座1的连接处的外周密封焊接，整体结构密封性和安全性好；此外，由于本实用新型的喷头座1、喷头2、旋液器3、分配环4等结构部件均采用相同的材质，各个结构部件的接触面不存在因材料在高温高压环境下特性不同而造成的相互损伤；且旋液雾化喷淋嘴100为一体化结构，分配环4、旋液器3、喷头2及喷头座1之间均没有相对运动，不存在结构部件之间的相互摩擦损耗，整体结构更加稳固牢靠，能够适用于高温高压环境；而且，本实用新型的旋液雾化喷淋嘴100结构简单，易于加工制作。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。