壓縮空氣輔助噴嘴組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種壓縮空氣輔助液體噴嘴組件，具有：導(dǎo)氣構(gòu)件，其限定中心縱向氣流通道，該縱向氣流通道具有用于耦聯(lián)到壓縮空氣供給的上游端和用于徑向地向外導(dǎo)引多個(gè)壓縮空氣氣流的多個(gè)橫向通道；液體導(dǎo)引件，其以圍繞具有橫跨橫向通道延伸的多個(gè)周向間隔的液體通道的導(dǎo)氣構(gòu)件的方式設(shè)置，以用于使壓縮的液體和氣流相交叉并使液體預(yù)霧化；下游膨脹室，其用于接收預(yù)霧化的液體；以及排放孔，其與所述膨脹室中心地連通，以用于發(fā)射預(yù)定的霧化的液體噴射圖案。
【專(zhuān)利說(shuō)明】壓縮空氣輔助噴嘴組件
[0001]交叉參考相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年8月3日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)61/514，713的優(yōu)先權(quán)，其合并于此作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體涉及壓縮空氣輔助液體噴嘴，且更具體地涉及用于金屬冷卻、催化裂化、氣體洗滌、及其他工業(yè)過(guò)程的壓縮空氣輔助液體噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)混壓縮空氣輔助液體噴嘴對(duì)于產(chǎn)生在許多工業(yè)應(yīng)用中有用的精密的液滴噴射排放是有用的。為了產(chǎn)生精密的液滴排放，這種噴嘴通常(I)在噴嘴內(nèi)使得壓縮空氣和液體流體相互作用，以及(2)使液體或預(yù)霧化的液體流體沖擊設(shè)置在噴嘴組件內(nèi)的沖擊桿或類(lèi)似的沖擊元件上。當(dāng)液流最初被直接沖擊到?jīng)_擊桿上時(shí)，諸如在美國(guó)專(zhuān)利4，591，099中所示出的，液滴在最終從噴嘴排放出之前有時(shí)候可凝集成較大的尺寸。當(dāng)預(yù)霧化的液體流體沖擊下游的沖擊桿時(shí)，諸如在美國(guó)專(zhuān)利7，036，753中所示出的，中心地安置在噴嘴內(nèi)的沖擊桿妨礙許多噴射應(yīng)用所需要的扁平的或中心導(dǎo)引的圓形噴射圖案。而且，由于液體和壓縮空氣流體在這種噴嘴中相互作用的方式，有時(shí)候可能很難精確地控制從噴嘴排放的精密的液滴的范圍。而且，由于工業(yè)噴射系統(tǒng)經(jīng)常需要大量的這種壓縮空氣輔助噴嘴，因此需要相對(duì)較大的壓縮空氣需求，此需求很昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為提供一種內(nèi)混壓縮空氣輔助霧化噴嘴，其適于產(chǎn)生并排放精密的液滴噴射圖案，而不需要可能妨礙所期望的噴射排放的下游沖擊桿。
[0006]另一個(gè)目的為提供一種如上所描述的噴嘴組件，其適于在從噴嘴排放之前更有效地使液體和壓縮空氣流體相互作用和預(yù)霧化。
[0007]再一個(gè)目的為提供一種上述種類(lèi)的噴嘴組件，其可有效地排放中心噴射的扁平或全錐形的噴射圖案。
[0008]再另一個(gè)目的為提供一種前述類(lèi)型的噴嘴組件，其可操作成更有效率的使用壓縮空氣來(lái)有效地使液體流體預(yù)霧化。
[0009]另一個(gè)目的為提供這種噴嘴組件，其在構(gòu)造上相對(duì)簡(jiǎn)單并因此在制造上是經(jīng)濟(jì)的。
[0010]基于閱讀隨后的詳細(xì)說(shuō)明和參考附圖，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為根據(jù)本發(fā)明闡釋的噴嘴的縱向剖面；[0012]圖2為在圖1中的線2-2的平面處截取的所闡釋的噴嘴的橫切面；
[0013]圖3為所闡釋的噴嘴組件的液體導(dǎo)向件的立體圖；
[0014]圖4為圖3中所示的液體導(dǎo)向件的下游端視圖；
[0015]圖5為圖3中所示出的液體導(dǎo)引件的側(cè)立面視圖；
[0016]圖5A為在圖5中的線5A-5A的平面處截取的液體導(dǎo)向件的橫截面；
[0017]圖6為圖3中所示出的液體導(dǎo)向件的上游端視圖；
[0018]圖7為所闡釋的噴嘴組件的下游端視圖；以及
[0019]圖8為在圖7中的線8-8處截取的所闡釋的噴嘴組件的噴嘴尖端的片段剖面。
[0020]盡管本發(fā)明容許各種變型和可替換的構(gòu)造，其一些闡釋性的實(shí)施例已在附圖中示出并將在下面被更詳細(xì)的描述。然而，應(yīng)理解，在這里并不打算將本發(fā)明限定成所公開(kāi)的特定形式，而是相反地，本發(fā)明將覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變型、可替換構(gòu)造和等價(jià)物。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在更具體地參考附圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的闡釋性的壓縮空氣輔助液體噴嘴組件10。在這個(gè)例子中，噴嘴組件10包括大體圓柱形地構(gòu)成的噴嘴主體11，其具有固定于下游端的噴嘴尖端12。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，噴嘴尖端12可通過(guò)適當(dāng)?shù)膲壕o螺母或類(lèi)似的緊固件以本領(lǐng)域已知的方式以與噴嘴主體11對(duì)接的關(guān)系固定。
[0022]在這個(gè)例子中，噴嘴主體11通過(guò)諸如焊接件15固定于連接到壓縮液體供給17的液體供給管道或?qū)Ч?6的下游端。所闡釋的噴嘴主體11具有縮減直徑的上游端部分18，其延伸到液體供給管道15，液體供給管道15由具有多個(gè)周向間隔的用于從供給管道15接收液體的入口通道19形成。在這個(gè)例子中，入口通道19的每一個(gè)都在下游方向上以稍微向內(nèi)收斂的方式延伸。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，噴嘴組件可操作成用于更直接地和有效地使壓縮空氣和液體流體相互作用，以使得預(yù)霧化的液體可從噴嘴尖端排出，而不需要下游沖擊銷(xiāo)或類(lèi)似的沖擊元件。為此目的，在所闡釋的實(shí)施例中，噴嘴組件10具有設(shè)置在噴嘴主體11的中心圓柱形通孔26內(nèi)的中心導(dǎo)氣管25。導(dǎo)氣管25具有擴(kuò)大的具有外螺紋的上游端28，其固定于空氣供應(yīng)管道29并與其相連通，該空氣供應(yīng)管道29在液體供應(yīng)管道15內(nèi)同心地延伸并耦聯(lián)到壓縮空氣供給30。具有擴(kuò)大直徑的上游端28限定肩部，其固定地定位并保持在噴嘴主體11的中心通孔26中的埋頭孔31內(nèi)。
[0024]在這個(gè)例子中，導(dǎo)氣管25具有中心地縱向延伸的空氣通道35，其具有與空氣供應(yīng)管道29相連通的向內(nèi)收斂的錐形進(jìn)入?yún)^(qū)36，壓縮空氣通過(guò)空氣供應(yīng)管道29被導(dǎo)引到噴嘴主體11?？v向通道35經(jīng)由下游氣孔38與多個(gè)橫向孔40相連通，在這個(gè)例子中孔40的數(shù)量為四個(gè)，其垂直于縱向空氣通道35的中心軸并與其交叉?？商鎿Q地，為了提供最大的流動(dòng)通量，導(dǎo)氣管25可僅由兩個(gè)具有較大直徑的橫向孔40形成。
[0025]通過(guò)導(dǎo)氣管25的縱向空氣通道35加速的壓縮空氣撞擊由交叉的橫向孔40形成的室的端壁41。由于壓縮氣流撞擊端壁41,它被徑向地向外導(dǎo)引穿過(guò)橫向孔40,從橫向孔40的90 °周向間隔的排放孔40a排出。
[0026]在實(shí)施一個(gè)實(shí)施例中時(shí)，噴嘴組件對(duì)于導(dǎo)引多個(gè)單獨(dú)的壓縮液體流是有效的，多個(gè)單獨(dú)的壓縮液體流體在數(shù)量上與徑向?qū)б膲嚎s空氣流體相應(yīng)，以便直接地與單個(gè)流體相互作用來(lái)加強(qiáng)液滴的分解。為此目的，噴嘴組件10包括環(huán)形的液體導(dǎo)向件45，液體導(dǎo)向件45由具有多個(gè)周向偏移的軸向通道46形成，每一個(gè)軸向通道46都與在噴嘴主體11的相應(yīng)入口通道19之間連通，并橫跨相應(yīng)的空氣流動(dòng)導(dǎo)向管25的徑向排放孔40a。在這個(gè)例子中，環(huán)形液體導(dǎo)向件45具有上游圓柱形部分48，其設(shè)置在噴嘴主體11的埋頭孔49內(nèi)，其中在其兩端中間的外部的環(huán)形凸緣50與埋頭孔49所限定的定位邊緣壓配合而相接合。液體導(dǎo)向件45形成有錐形進(jìn)入?yún)^(qū)51，其限定可與噴嘴主體的埋頭孔49相接合的銳利上游邊緣52。液體導(dǎo)向件具有下游向內(nèi)導(dǎo)引的錐形區(qū)55，其具有徑向端面56。
[0027]所闡釋的液體導(dǎo)向件45的軸向液體通道46每一個(gè)都具有向外徑向延伸的U形構(gòu)造，其中在液體導(dǎo)向件45之間限定多個(gè)大體構(gòu)成為三角形的安裝凸耳58,其被支撐在導(dǎo)氣管25的下游端。在這個(gè)例子中，軸向液體通道46通過(guò)下游錐形的且端部的表面55，56與液體導(dǎo)向件45的上游錐形區(qū)51連通。液體導(dǎo)向件45的下游端延伸到鄰近于導(dǎo)氣管25的末端的點(diǎn)，以使得軸向的縱向通道46完全地延伸跨過(guò)導(dǎo)氣管25的相應(yīng)的徑向排放孔50a，以用于確保各個(gè)壓縮液體與氣流的完全的相互作用，以便使液體有效的相互作用和預(yù)霧化。
[0028]在實(shí)施所闡釋的實(shí)施例時(shí)，預(yù)霧化的液滴以高速被導(dǎo)引到導(dǎo)氣管25的下游的噴嘴尖端12的膨脹室59，以便在作為通過(guò)下游軸向排放孔60排放時(shí)被進(jìn)一步分解和霧化。在這個(gè)例子中，膨脹室59在直徑上比液體導(dǎo)向件45的外徑稍大并具有比其直徑相對(duì)較短的軸向長(zhǎng)度。
[0029]在這個(gè)例子中，液體排放孔60適于引導(dǎo)大體扇形的噴射圖案，在整個(gè)噴射圖案中均勻分布有精細(xì)的液滴。所闡釋的排放孔60，其可類(lèi)似于分配給與本申請(qǐng)相同的委托人的美國(guó)專(zhuān)利4，591,099中所公開(kāi)的排放孔，其公開(kāi)的內(nèi)容合并于此作為參考，該排放孔由鄰近于噴嘴尖端12下游端的圓柱形混合室62部分地限定，該圓柱形混合室以垂直于噴嘴組件的縱向流動(dòng)軸的方式橫跨噴嘴尖端12在直徑上延伸?；旌鲜?2與橫跨混合室62設(shè)置的排放孔60相連通。
[0030]為了進(jìn)一步增強(qiáng)液滴分解和導(dǎo)引到膨脹室59的高速預(yù)霧化液體的混合，噴嘴尖端12的膨脹室59與正位于混合室62的中心的上方的混合室62相交叉，以便在垂直于膨脹室59的縱向軸的平面上限定一對(duì)徑向相對(duì)的分段肩部或鄰接部64。在這個(gè)例子中，肩部或鄰接部64之間的通道由大體具有與橫向混合室62的直徑相同的直徑的軸向孔65所限定。排放孔可被構(gòu)造成用于所期望的噴射圖案，諸如借助于具有向外展開(kāi)的相對(duì)端部的橫向槽，正如圖7中所描述的。
[0031]在操作中，可看出，中心地導(dǎo)入噴嘴組件的壓縮空氣被導(dǎo)引到多個(gè)高壓徑向流體，以用于與相應(yīng)的壓縮液體流體直接相互作用，以便有效和高效地預(yù)霧化液體。預(yù)霧化的液滴隨后以高速被強(qiáng)迫地引導(dǎo)到膨脹室，以用于進(jìn)一步的分解和最終以預(yù)定的噴射圖案從噴嘴組件的中心設(shè)置的排放孔排放。
[0032]根據(jù)前面的內(nèi)容，可看出，本發(fā)明的噴嘴組件對(duì)于產(chǎn)生和排放精細(xì)的液體噴霧是有效的，而不需要可能干涉所期望的噴射排放的下游沖擊桿。借助于單獨(dú)的液體和壓縮空氣流的直接相互作用，噴嘴組件以有效的壓縮空氣應(yīng)用，來(lái)有效地預(yù)霧化及導(dǎo)引精密的液滴。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮空氣輔助液體噴嘴，其包括: 噴嘴主體，其在下游端具有液體噴射排放孔； 所述噴嘴主體具有用于耦聯(lián)到液體供給的上游端； 導(dǎo)氣構(gòu)件，其設(shè)置在所述噴嘴主體內(nèi)，該導(dǎo)氣構(gòu)件具有縱向氣流通道，所述縱向氣流通道具有用于耦聯(lián)到壓縮空氣供給的上游端； 所述導(dǎo)氣構(gòu)件具有多個(gè)延伸以與所述縱向空氣通道橫向交叉的橫向通道，以用于通過(guò)所述橫向通道的周向間隔的空氣排放孔徑向地向外導(dǎo)引多個(gè)壓縮空氣流； 位于所述噴嘴主體內(nèi)的液體導(dǎo)引件，其限定在數(shù)量上與所述橫向通道相應(yīng)的多個(gè)周向間隔的液體通道，該液體通道的每一個(gè)橫跨所述橫向通道中的相應(yīng)的空氣排放孔延伸，以用于使壓縮的液體和氣流交叉，并使所述液體預(yù)霧化； 所述噴嘴主體具有膨脹室，以用于接收所述預(yù)霧化的液體；以及所述液體噴射排放孔與所述膨脹室在中心連通，以用于從所述噴嘴發(fā)射出預(yù)定的霧化的液體噴射圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述噴嘴主體在下游端具有噴嘴尖端，其限定所述液體噴射排放孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其包括: 耦聯(lián)到所述噴嘴主體 的上游端的供液管； 設(shè)置在所述供液管內(nèi)的供氣管，該供氣管耦聯(lián)到導(dǎo)氣構(gòu)件的上游端，以用于將壓縮空氣供給到所述導(dǎo)氣構(gòu)件的所述縱向空氣通道；以及 所述供氣管被中心地設(shè)置在所述供液管內(nèi)，以用于圍繞所述供氣管限定環(huán)形的液體流動(dòng)通道，以便將液體連通到所述液體導(dǎo)引件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述導(dǎo)氣構(gòu)件的橫向通道垂直于所述縱向氣流通道向外延伸；以及 所述液體導(dǎo)引件的周向間隔的液體通道平行于所述導(dǎo)氣構(gòu)件的縱向空氣通道以及垂直于所述橫向通道延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述噴嘴主體包括多個(gè)液體通道，每一個(gè)液體通道與所述液體導(dǎo)引件的所述周向間隔的液體通道相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述液體噴射排放孔至少由橫貫所述縱向氣流通道的軸延伸的橫向槽限定，以用于排放扁平的扇形噴射圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述導(dǎo)氣構(gòu)件由具有縮減直徑的通道區(qū)域形成，以用于在導(dǎo)引穿過(guò)所述橫向通道前通過(guò)所述導(dǎo)氣構(gòu)件使所述空氣加速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中橫向通道限定端壁，通過(guò)所述導(dǎo)氣構(gòu)件導(dǎo)引的壓縮空氣在穿過(guò)所述橫向通道之前沖擊所述端壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述周向間隔的液體通道每一個(gè)都具有U形構(gòu)造，其限定在所述導(dǎo)氣構(gòu)件上支撐所述液體導(dǎo)引件的多個(gè)周向間隔的安裝凸耳。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述多個(gè)周向間隔的液體通道完全地橫跨所述橫向通道的所述空氣排放孔延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述液體導(dǎo)引件具有帶有徑向端面的向內(nèi)逐漸變細(xì)的下游錐形端部區(qū)域，以及所述周向間隔的液體通道通過(guò)所述下游錐形端部區(qū)域和所述徑向端面兩者相連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述液體導(dǎo)引件以圍繞所述導(dǎo)氣構(gòu)件的方式設(shè)置，所述液體導(dǎo)引件的下游端鄰近所述導(dǎo)氣構(gòu)件的下游端。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的壓縮空氣輔助液體噴嘴，其中所述膨脹室具有比所述液體導(dǎo)引件的外徑大的直徑和比所述膨脹室的直徑小的軸向長(zhǎng)度。
14.一種壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng),其包括: 壓縮液體供給； 壓縮空氣供給； 噴嘴，其在下游端具有液體噴射排放孔； 所述噴嘴具有用于耦聯(lián)到所述液體供給的上游端； 設(shè)置在所述噴嘴主體內(nèi)的導(dǎo)氣構(gòu)件，其具有縱向氣流通道，該氣流通道具有用于耦聯(lián)到所述壓縮空氣供給的上游端； 所述導(dǎo)氣構(gòu)件具有橫向交叉于所述縱向空氣通道延伸的多個(gè)橫向通道，以用于通過(guò)所述橫向通道的周向間隔的空氣排放孔徑向地向外導(dǎo)引多個(gè)壓縮的氣流； 液體導(dǎo)引件，其以圍繞所述導(dǎo)氣構(gòu)件的方式設(shè)置，并限定在數(shù)量上與所述橫向通道相應(yīng)的多個(gè)周向間隔的液體通道，每一個(gè)液體通道橫跨所述橫向通道中的相應(yīng)的空氣排放孔延伸，以用于使壓縮的液體和氣流交叉，并使所述液體預(yù)霧化； 所述噴嘴具有膨脹室，以用于接收所述預(yù)霧化的液體；以及 所述液體噴射排放孔與所述膨脹室在中心連通，以用于從所述噴嘴發(fā)射出預(yù)定的霧化的液體噴射圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中所述噴嘴在下游端具有噴嘴尖端，其限定扁平的噴射排放孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)氣構(gòu)件的橫向通道垂直于所述縱向氣流通道向外延伸；以及 所述液體導(dǎo)引件的周向間隔的液體通道平行于所述導(dǎo)氣構(gòu)件的所述縱向空氣通道以及垂直于所述橫向通道延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中所述液體噴射排放孔由至少一個(gè)橫貫所述縱向氣流通道的軸延伸的橫向槽限定。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中橫向通道限定端壁，通過(guò)所述導(dǎo)氣構(gòu)件導(dǎo)引的壓縮空氣在穿過(guò)所述橫向通道之前沖擊所述端壁。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中所述周向間隔的液體通道每一個(gè)都具有U形構(gòu)造，其限定在所述導(dǎo)氣構(gòu)件上支撐所述液體導(dǎo)引件的多個(gè)周向間隔的安裝凸耳。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的壓縮空氣輔助液體噴射系統(tǒng)，其中所述液體導(dǎo)引件以圍繞所述導(dǎo)氣構(gòu)件的方式設(shè)置，所述液體導(dǎo)引件的下游端鄰近所述導(dǎo)氣構(gòu)件的下游端。
【文檔編號(hào)】B05B7/06GK103842094SQ201280048550
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月3日
【發(fā)明者】D.A.維杜塞克, E.波佩 申請(qǐng)人:噴霧系統(tǒng)公司