[实用新型]旋涡压力喷嘴

说明书

本实用新型名为“旋涡压力喷嘴”，属于液体和液-固悬浮体的雾化装置。

雾化是把液体(也可以是液-固悬浮体，下同)分散成细小滴粒(数微米至数十微米)的作业。它可以提供巨大的相间接触面积，是一种较重要的单元操作，在液体燃料燃烧、喷雾干燥、水冷却以及喷雾吸收等化工和其它工业过程中有广泛的应用。常用的雾化装置有高速离心雾化器、气流雾化器和压力雾化器三种类型。压力雾化利用压力的能量使液体碎裂成为雾粒。在各种雾化方法中，压力雾化因其具有能量效率较高、雾化粒度均匀、雾炬张角适中、雾炬中滴粒分布较均匀以及对雾化后加工装置例如喷雾干燥塔中的气流影响小等优点，在各种雾化方法中占有不可替代的地位。

单纯依靠压力通过小孔喷射不能达到雾化要求。实用的压力雾化喷嘴一般采用加压与流体旋转运动相结合，使高速喷出的液体形成锥形薄片，随后碎裂成为雾粒。这样的喷嘴我国称为压力雾化喷嘴；国外则称离心压力喷嘴(centrifugal pressure nozzle)。

现有的压力雾化喷嘴，例如UK980303，UK998433，UK1047316，US3369759，UK1131242，UK1142887，UK1152163，UK1153702，UK1211068等专利的喷嘴，用来使液体旋转运动的方法有两类：一类是在喷嘴内部安装内插件；另一类是使液体切向进入喷嘴的旋流室。已采用的使液体作旋转运动的内插件有外部带斜槽的锥体、切向开口的旋流片和外部带螺旋槽的圆柱体等几种。这类喷嘴共有的缺点是：①零件个数多(一般8个)，结构较复杂；②高速液体流道较长，压力损失大；③使用弹性垫圈密封，耐温性能较差。液体切向进入旋流室的喷嘴减少了零件个数，结构较简单，但仍存在上述②、③两个缺点；且旋流室为空心圆柱-圆锥形，旋流能量效率较低，喷出雾炬的张角也受到限制。

本实用新型的目的是克服上述装置的不足，提供一种结构简单，能量损失小、效率高，雾炬张角大，耐温性能好的压力雾化喷嘴。

下面结合附图，说明本实用新型的内容和实施方法。

图1是本实用新型旋涡压力喷嘴装配图；图2是图1中包含的喷片1部件图。

旋涡压力喷嘴由喷片1、导流板2、本体3和压盖4四个部件组成(见图1)；喷片1包含(两条)半圆筒形切向进液槽a、空心半球形旋流室b和喷孔c三个相连的液体流动空间(见图2)。

参见图1，导流板2开有两个正对喷片1切向进液槽a(见图2)的导流孔。喷嘴本体3兼作液体通道。其前部设有圆筒形凹槽以放置导流板2和喷片1，凹槽底即与导流板2接触面上圆形流动通道的直径应保证液体能顺畅地进入导流板2上的导流孔；后端通过螺纹与高压进液管相连。压盖4通过螺纹与喷嘴本体3连接，并压紧导流板2和喷片1。来自外部管线压力约2.0MPa的液体先后通过喷嘴本体3轴向液体通道和导流板2上的导流孔到达喷片1，经过进液槽a切向进入旋流室b(见图2)，在其中作类似旋涡的旋转、加速运动，然后从喷孔c喷出，形成极薄的锥形液膜；随后碎裂成许许多多个细小雾滴，形成雾炬。

本实用新型采用研磨面密封，本体3前部圆筒形凹槽肩、导流板2上下两平面和喷片1与导流板2接触的平面为研磨密封面。通过压盖4与喷嘴本体3之间的螺纹连接压紧导流板2和喷片1即可达到良好密封。对于较大能力的喷嘴，喷片1与导流板2之间可以安置两个定位销，以保证导流板2的导流孔对准喷片1的切向进液槽。

与现有的类似压力喷嘴相比，本实用新型具有下列优点：(1)把切向进液槽、旋流室和喷孔三个液体流动空间结合在一个不大的零部件即喷片中，高速液体流动通道短，摩擦阻力小。(2)旋流室采用空心半球形结构，旋转加速平稳，压力损失小。上述两个优点使得整个喷嘴压降小，能量效率高，使用结果证明当液体压力低至1.0MPa时仍可达到良好雾化。(3)旋流室采用空心半球带来的另一优点是可以产生较大张角(～120°)的雾炬。(4)不使用弹性密封件，耐温性能高。(5)结构紧凑，整个喷嘴仅有4或6(加定位销时)个零件，容易设计出大流量例如雾化能力2-10m³/h的喷嘴。

喷片1可以采用不同的材料制造，以适应各种不同介质的需要。