可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置的製作方法

2023-12-06 17:02:31

專利名稱：可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種物理混合噴霧裝置，尤其是一種熱、能和動力學轉換、汽液二相流混合及泵輸的超音速汽-液二相混合噴霧裝置，具體地說是一種可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置。
背景技術：
現有農植物及消防滅火噴霧裝置都採用高壓氣體驅動的二相流噴霧技術，其主要缺點在於噴灑面積小、射程短、霧滴顆粒及噴灑不均勻。同時高壓氣體僅起驅動載體作用，不能最終有效地參與液體介質的工作，導致低效率。高壓氣體的產生需要大功率壓縮機，過高的氣體壓力還需要高強度的容器設備，增加製造、維護、運行成本。

發明內容
本發明的目的是提供一種無活動部件的高效節能可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置。可廣泛地應用於農植物的噴霧施肥、殺蟲；也可用於食品、醫藥加工中的室內消毒；還可用於特殊行業如造紙、電子及倉庫的消防滅火和室內自控消防滅火系統。
本發明的技術方案是一種可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置，包括由高壓蒸汽進口(2)、穩壓室(3)、環形漸縮室(4)、環形漸擴室(6)、混合室(8)及混合氣體出口(9)組成的超音速噴嘴系統，和由混合液/水進口(1)、微細噴水孔(7)與微細間隙環(7a)組成的供水系統。
環形先漸縮後漸擴超音速噴嘴由拉伐爾管(10)的內表面與內芯件(11)的外表面相對應部位的內外表面配合形成，其喉部間隙(5)大小可通過調節拉伐爾管(10)與內芯件(11)相對位置而改變，從而在進氣壓力不變時改變噴氣量和速度。噴氣量和速度也可通過調節進口蒸汽壓力來實現。
環形分布與內芯件(11)外表面相垂直或相切的徑相微細噴水孔組(7)的供水量可通過調節供水壓力(4～8大氣壓)而改變；環形分布的與內芯件(11)外表面軸相切的微細間隙環(7a)，其由拉伐爾管(10)與水套件(12)的相對應部位的內外表面配合形成，可通過調節供水壓力或微細間隙環的大小而改變，微細間隙環的大小可通過調節拉伐爾管(10)與水套件(12)相對位置而改變。
通過調節蒸汽量、噴氣速度和供水量來實現不同的氣/水比、射程要求、噴灑面積、霧滴顆粒大小等，從而滿足在給定設備技術條件下不同要求，實現一機多用。
本發明具有以下優點一、結構簡單，製造、維護、調試方便和運行成本低；二、霧滴顆粒均勻，霧化效率高，90％體積百分比的顆粒直徑小於7.5um(Dv90≤7.5um)；三、噴灑面積大、射程遠，可調性強，應用範圍廣。由於採用多項調節措施，可滿足不同要求；四、本裝置具有很強的混合、乳化、霧化能力，非常適宜難溶性的物質如粉狀和油性液體的噴霧；五、本裝置無活動部件，清洗方便，無設備汙染，。
六、以下是本發明可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置的部分實驗數據蒸汽進口壓力0.3～1.2Mpa；蒸汽流量110～240公斤/小時；混合液流量1000公斤/小時；射程15～30m；霧滴顆粒直徑小於7.5um(Dv90≤7.5um).


圖1是本發明的結構示意圖之一。
圖2是本發明的結構示意圖之二。
具體實施例方式
下面結構附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
如圖1～2所示。
本實施例由超音速噴嘴供氣系統和微細小孔/環噴供水系統兩部分組成。其中噴供水系統包括進水口1及微細噴水孔(7)與微細間隙環(7a)，微細間隙環(7a)由拉伐爾管(10)和水套件(12)配合形成(圖2所示)；超音速噴嘴供氣系統由高壓蒸汽進口(2)、穩壓室(3)、環形漸縮室(4)、喉部(5)、環形漸擴室(6)、混合室(8)及混合氣體出口(9)組成(圖1～2所示)。
高壓蒸汽由蒸汽進口(2)進入穩壓室(3)，經環形先漸縮室(4)後，高壓蒸汽被加速，當到達喉部(5)時，速度達到音速(M＝1)，再由環形漸擴室(6)進一步擴張加速成超音速，在進入混合室(8)時，速度達到1000m/s，並產生一個低溫(＜45℃)低壓(＜0.7bar)區，此時蒸汽潛能大部分轉換成超音速氣流的動能。
由微細小孔(7)/環(7a)自然吸入或高壓噴射進混合室(8)的流體因壓差而斷裂成大顆粒滴液；大顆粒滴液因內外壓差進一步爆裂成小顆粒滴液，並與超音速氣流進一步撞擊、彌散混合及能量交換，形成細小的高速霧滴，最終高壓蒸汽冷凝成的霧滴與分裂成的霧滴一起形成霧氣從出口(9)高速噴出，並在下遊進一步分裂，達到90％體積百分比的顆粒直徑小於7.5um。對於難溶性的物質如粉狀和油性液體，可在混合室(8)上另設加料口，使其能與高壓蒸汽、水均勻混合、乳化、霧化噴霧。
進口蒸汽壓力及喉部間隙大小決定超音速蒸汽湍流的強度和蒸汽流量，進水壓力及間隙環大小決定溶液流量，達到不同汽液比及混合、霧化、噴霧效果。
權利要求
1.可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置，其特徵在於包括由高壓蒸汽進口(2)、穩壓室(3)、環形漸縮室(4)、環形漸擴室(6)、混合室(5)及混合氣體出口(9)組成的超音速噴嘴系統，由混合液/水進口(1)、微細噴水孔(7)與微細間隙環(7a)組成的供水系統；所述的穩壓室(3)、環形漸縮室(4)、環形漸擴室(6)由拉伐爾管(10)的內表面與內芯件(11)的外表面相對應部位的內外表面配合形成；所述微細噴水孔(7)為環形分布的與內芯件外表面(11)相垂直或相切的徑相微細小孔組；所述微細間隙環(7a)為環形分布的與內芯件(11)外表面軸相相切的微細間隙環，其由拉伐爾管(10)與水套件(12)的相對應部位的內外表面配合形成。
2.根據權利要求1所述的可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置，其特徵是供水系統為多組分別獨立加料的供液/粉系統。
全文摘要
本發明針對現有二相流噴霧技術的噴灑面積小、射程短、霧滴顆粒及噴灑不均勻、效率低的問題，公開了一種可調式拉伐爾管超音速二相流噴霧裝置，包括由高壓蒸汽進口(2)、穩壓室(3)、先環形漸縮室(4)、後環形漸擴室(6)、混合室(8)及混合氣體出口(9)組成的超音速噴嘴系統，和由混合液/水進口(4)、微細噴水孔組(7)、微細間隙環(7a)組成的供水系統。具有結構簡單，製造、維護、調試方便和運行成本低；霧滴顆粒均勻、霧化效率高；噴灑面積大、射程遠；適用範圍廣的優點。
文檔編號B05B7/02GK1986078SQ20061009740
公開日2007年6月27日 申請日期2006年11月3日 優先權日2006年11月3日
發明者朱玉平, 朱廣, 張永康 申請人:朱玉平