專利名稱：多次引射式旋流霧化噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種大流量多次引射式旋流霧化噴頭。屬射流元件。它用于噴霧冷卻、加熱、除塵、除氣、氣液混合、射流曝氣、噴霧蒸發(fā)以及其它傳熱傳質(zhì)設(shè)備中。尤其適用于中低粘度流體的兩相混合。在石油、化工、輕工、能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等部門有廣泛用途。
液體霧化是減小液滴粒度，增大氣液兩相傳質(zhì)傳熱面積，增大傳質(zhì)時(shí)間及效率的基本方法。目前，在各種傳熱傳質(zhì)設(shè)備中采用的霧化噴嘴有旋轉(zhuǎn)式離心噴嘴、直射型壓力噴嘴、離心壓力噴嘴、氣動(dòng)噴嘴、西姆斯噴嘴以及超聲波霧化噴嘴。雖然，上述噴嘴有較細(xì)的霧滴粒度，然而噴霧流量都不大。且直射型壓力噴嘴和離心壓力噴嘴需要較高的工作壓力;氣動(dòng)噴嘴乃需要專門的工作氣源，這就限制了它們的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的目的是提供一種霧化噴頭，不僅噴霧流量大，可在低壓頭下工作，霧化程度適中，且對(duì)中低粘度液體均能適用。該噴頭無運(yùn)動(dòng)件，結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、運(yùn)行可靠，既能用于霧化傳熱傳質(zhì)設(shè)備，又適用于冷凝設(shè)備。
本發(fā)明的目的是采用如下方式實(shí)現(xiàn)的設(shè)有與系統(tǒng)管道相連的進(jìn)液管和與它相通的旋流室。吸氣噴射部分設(shè)置有一級(jí)以上(含一級(jí))的多級(jí)串聯(lián)引射器，每級(jí)引射器具有一個(gè)噴嘴、一個(gè)環(huán)形吸氣道以及一個(gè)混合室。在末級(jí)引射器出口處，設(shè)置帶有多層噴液孔的散流錐使其形成噴液通道。多級(jí)引射器由帶多級(jí)噴嘴的多級(jí)錐管形成。每級(jí)錐管壁開設(shè)多個(gè)進(jìn)氣窗口，形成環(huán)形進(jìn)氣道。錐管內(nèi)壁錐面為擴(kuò)張型。錐管外壁進(jìn)氣道錐體可為擴(kuò)張型或收斂型。各級(jí)噴嘴設(shè)于錐管內(nèi)圈且采用向噴頭末端先收斂后擴(kuò)張的型式?；旌鲜以O(shè)于錐管內(nèi)腔噴嘴出口處。多級(jí)引射器可采用組合結(jié)構(gòu)，即用一個(gè)單層錐管和一個(gè)以上(含一個(gè))的多個(gè)雙層錐管重疊串聯(lián)而成。各級(jí)錐管間采用鑲嵌式連接，可用螺紋或螺釘?shù)目刹鹗交蛴勉T釘固定的連接結(jié)構(gòu)。散流錐按使用需要可采用有中心孔或無中心孔而帶整流錐的兩種結(jié)構(gòu)。若有中心孔時(shí)，且在孔正對(duì)下方設(shè)置孔徑接近且固定于旋流室并與大氣相通的中心抽氣管。散流錐可以采用與中心管抽氣管相連或不相連結(jié)構(gòu)。采用無中心孔的散流錐時(shí)，無需設(shè)中心抽氣管。散流錐的固定方式為若與中心抽氣管相連的則固定于中心抽氣管上，若不與中心抽氣管相連和無中心抽氣管的則通過散流錐端面外圈設(shè)多個(gè)連接塊連接固定于引射器末級(jí)出口處錐管上。在散流錐與引射器末級(jí)出口處錐管間形成噴液通道，且為收斂型。旋流室可采用球型或錐型。進(jìn)液管可采用螺紋或法蘭與系統(tǒng)管道相連。
下面用附圖進(jìn)一步說明。


圖1.本發(fā)明實(shí)施例之一散流錐固定于中心抽氣管，擴(kuò)張型錐管結(jié)構(gòu)圖2.圖1的A向視圖。
圖3.本發(fā)明實(shí)施例之二。
無中心抽氣管，擴(kuò)張型錐管結(jié)構(gòu)。
圖4.圖3的B向視圖。
圖5.本發(fā)明實(shí)施例之三。
散流錐不與中心抽氣管相連，擴(kuò)張型錐管結(jié)構(gòu)。
圖6.本發(fā)明實(shí)施例之四散流錐固定于中心抽氣管收縮型錐管結(jié)構(gòu)。
見圖1、圖2，經(jīng)水泵出來后，到系統(tǒng)管路的壓力水流經(jīng)進(jìn)液管〔1〕進(jìn)入旋流室〔2〕，液體在球型或錐型環(huán)流室〔2〕作用下，產(chǎn)生較強(qiáng)的旋流，該旋流進(jìn)入一級(jí)噴嘴〔5〕內(nèi)部空間，當(dāng)旋流在噴嘴〔5〕出口處噴出時(shí)，因形成低壓區(qū)外部空氣抽入，氣體由進(jìn)氣口〔6a〕進(jìn)入一級(jí)噴嘴〔5〕外部空間。此時(shí)，在噴頭內(nèi)部，一級(jí)混合室〔5a〕處，液體和氣體進(jìn)行混合形成一次霧化射流。該射流再經(jīng)二級(jí)噴嘴〔7〕內(nèi)部達(dá)出口處噴出，同時(shí)，二級(jí)進(jìn)氣口〔8a〕進(jìn)氣。此時(shí)，氣、液在二級(jí)混合室〔7a〕內(nèi)再次混合，形成二次霧化射流。若設(shè)有二級(jí)以上引射器，則以此類推，形成多級(jí)霧化射流。霧化射流級(jí)數(shù)的選設(shè)，應(yīng)按用戶使用要求確定。末級(jí)霧化氣體從散流錐〔9〕上開設(shè)的多層噴孔〔9b〕和較寬的環(huán)形收斂，噴液通道〔9a〕同時(shí)噴出，進(jìn)一步與環(huán)境氣體進(jìn)行動(dòng)量交換，增強(qiáng)霧化效果，且多個(gè)噴孔形成碰撞射流，進(jìn)一步減小液滴粒度。散流錐〔9〕具有中心孔并與所設(shè)的中心抽氣管〔3〕相連接，此抽氣管同時(shí)抽氣，加強(qiáng)霧化效果。此時(shí)形成準(zhǔn)實(shí)心結(jié)構(gòu)的液霧。液霧的角度可由改變環(huán)形收斂道〔9a〕的收斂角方式來調(diào)節(jié)。
見圖3、圖4，散流錐〔11〕無中心孔，而設(shè)整流錐〔14〕。散流錐〔11〕外園設(shè)三個(gè)連接塊〔12〕，與末級(jí)雙層錐管〔8〕相連接。此時(shí)，射流由多個(gè)噴孔〔11b〕和通道〔11a〕噴出，形成所需要形狀的液霧。
見圖5，散流錐〔10〕具有中心孔和設(shè)置相應(yīng)的中心抽氣管〔3a〕，但〔3a〕不與散流錐〔10〕相連，且散流錐〔10〕帶整流錐〔13〕。散流錐〔10〕設(shè)連接塊〔12〕與末級(jí)雙層錐管〔8〕相連。此時(shí)，噴霧經(jīng)噴孔〔10b〕和通道〔10a〕噴出，同時(shí)抽氣管〔3a〕起抽氣作用。
見圖1，〔4b〕、〔6b〕、〔8b〕分別為單層錐管〔4〕、一級(jí)雙層錐管〔6〕、二級(jí)雙層錐管〔8〕的擴(kuò)張型外園錐。〔6c〕、〔8c〕分別為一、二級(jí)雙層錐管的擴(kuò)張型內(nèi)園錐。圖6中，〔4d〕、〔6d〕、〔8d〕分別為單層錐管和雙層錐管的收縮型外園錐，僅末級(jí)雙層錐管末端一個(gè)為擴(kuò)張型外園錐〔8b〕。
本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果如下1.本發(fā)明采用了在旋流狀態(tài)下的多次引射及碰撞射流的結(jié)構(gòu)，保證了噴頭在低壓下具有大流量。在0.05Mpa的水壓下即可形成良好水霧，單個(gè)噴頭流量達(dá)50m3/h以上。該噴頭在對(duì)熱水噴霧降溫試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)水壓為0.15Mpa，大氣濕球溫度為25℃，使用一級(jí)噴頭在大氣環(huán)境下，進(jìn)水溫度為42℃，出水溫度降為28℃，一次溫度降達(dá)14℃，相應(yīng)制冷量為70×104KCa1，而所用水泵功率不足7.5KW。又如使用本噴頭在舊式點(diǎn)波水塔中除去傳質(zhì)填料的噴霧降溫試驗(yàn)中，未裝本噴頭時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)水溫度為48℃，出水溫度為43.5℃，一次溫降4.5℃，系統(tǒng)采用了本噴頭后，首先系統(tǒng)進(jìn)水溫度下降為37℃，出水溫僅為28℃，一次噴霧降溫9℃(37℃與28℃之差)而系統(tǒng)出水溫度比原系統(tǒng)下降了15.5℃(43.5℃與28℃之差)，其效果優(yōu)于日本專利(特公昭54-34943)二級(jí)冷卻塔降溫效果。這就為改進(jìn)現(xiàn)有的冷卻水系統(tǒng)的性能，研制新型的無填料噴霧冷卻裝置提供了基礎(chǔ)元件。
2.由于本發(fā)明的噴頭具有較大的出口面積，大大減少了噴頭被雜質(zhì)堵塞的可能性。從而擴(kuò)大了霧化噴頭的應(yīng)用領(lǐng)域。如由于噴頭不易堵塞且具備低壓大流量的良好霧化效果，既適用于中粘度流體，這為設(shè)計(jì)高效節(jié)能型噴發(fā)蒸發(fā)工藝創(chuàng)造了條件。又如本噴頭用于多效蒸發(fā)系統(tǒng)的大氣混合冷凝器中，取消其篩板，空塔噴水冷凝二次蒸發(fā)，必將產(chǎn)生明顯的增產(chǎn)節(jié)能效益。
3.冷凝水噴霧冷卻回收。用本噴頭對(duì)130℃冷凝水進(jìn)行噴霧降溫試驗(yàn)，當(dāng)環(huán)境溫度為13℃時(shí)回收水溫降至13℃。所以本發(fā)明為工業(yè)廢水的回收創(chuàng)造了技術(shù)手段。
4.高效氣液混合和氣體吸收。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明無論在大氣環(huán)境中或在水下都具有很大的抽吸氣體的能力?？梢宰鳛闅怏w吸收、分散散元件廣泛地應(yīng)用于輕化工、能源、環(huán)保和農(nóng)業(yè)等部門。
權(quán)利要求
1.一種多次引射式旋流霧化噴頭，具有進(jìn)液管[1]、旋流室[2]以及吸氣噴射部分，其特征是吸氣噴射部分是設(shè)有一級(jí)以上(含一級(jí))的多級(jí)串聯(lián)引射器；每級(jí)引射器分別設(shè)置一個(gè)噴嘴[5]、[7]……和一個(gè)環(huán)形吸氣道[4a]、[6a]、[8a]……以及一個(gè)混合室[5a]、[7a]……；在末級(jí)引射器出口處，設(shè)置帶有多層噴液孔的散流錐[9]或[10]或[11]，使其形成噴液通道[9a]或[10a]或[11a]。
2.按權(quán)利要求1所述的霧化噴頭，其特征是多級(jí)引射器具有多級(jí)噴嘴和錐管，每級(jí)錐管壁開設(shè)多個(gè)進(jìn)氣窗口，形成各級(jí)環(huán)形吸氣道〔4a〕、〔6a〕、〔8a〕……，錐管內(nèi)錐面為擴(kuò)張型〔6c〕、〔8c〕……，錐管外錐面可采用擴(kuò)張型〔4b〕、〔6b〕、〔8b〕……或收斂型〔4d〕、〔6d〕、〔8d〕……，各級(jí)噴嘴〔5〕、〔7〕……位于錐管內(nèi)圈且采用收斂擴(kuò)張型，混合室〔5a〕、〔7a〕……設(shè)于噴嘴出口處。
3.按權(quán)利要求1所述霧化噴頭，其特征是散流錐〔9〕、〔10〕具有中心孔，且在孔正下方設(shè)置孔徑接近固定于旋流室與大氣連通的中心抽氣管〔3〕，散流錐〔9〕與中心抽氣管〔3〕相連;散流錐〔10〕與中心抽氣管〔3〕不相連;散流錐〔11〕下方不設(shè)中心抽氣管;且散流錐〔10〕和〔11〕帶有整流錐〔13〕和〔14〕，并在端面設(shè)多個(gè)連接塊〔12〕將散流錐〔10〕和〔11〕固定于末級(jí)引射器出口處。
4.按權(quán)利要求1、2所述霧化噴頭，其特征是多級(jí)引射器可采用組合結(jié)構(gòu)，即用一個(gè)單層錐管〔4〕和一個(gè)以上(含一個(gè))的多個(gè)雙層錐管〔6〕、〔8〕……重疊串聯(lián)而成。各級(jí)錐管〔4〕、〔6〕〔8〕……間可采用鑲嵌式連接，可用螺紋或螺釘?shù)目刹鹗交蛴勉T釘固定連接。
5.按權(quán)利要求1所述霧化噴頭，其特征是旋流室〔2〕可采用球型或錐型，進(jìn)液管〔1〕可采用螺紋或法蘭〔15〕與系統(tǒng)管道連接。
全文摘要
本發(fā)明是具有大流量、適用于中低粘度液體、可在低壓頭下工作，霧化程度適中的多次引射旋流霧化噴頭。設(shè)置了多級(jí)噴嘴和錐管以產(chǎn)生多重引射自吸式內(nèi)外混合。且具有旋流室和中心抽氣管和帶多噴孔的散流錐。以此獲得較理想的噴霧效果。當(dāng)水壓為0.15MPa時(shí)，大氣噴霧制冷量高達(dá)40×10
文檔編號(hào)B05B7/10GK1043452SQ89104110
公開日1990年7月4日 申請(qǐng)日期1989年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月12日
發(fā)明者魏仕英 申請(qǐng)人:四川長風(fēng)真空射流研究所