阅读说明：本技术 一种气助式两组分两级混合雾化喷头 (Gas-assisted two-component two-stage mixing atomizing nozzle ) 是由 吴春笃 曹爱能 张波 许小红 贾卫东 储晓猛 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气助式两组分两级混合雾化喷头,包括高压进气口、一级收缩喉管、高压气体通道、组分进口一、一级混合室、二级收缩喉管、组分混合通道、组分进口二、二级混合室、喷嘴口；高压进气口接通空气压缩机,高压气体进入高压气体通道后于组分进口一处形成负压,组分由组分进口一自吸进入一级混合室中充分混合,实现组分混合物的第一次雾化；组分混合物通过组分混合通道高速喷出于,组分进口二处产生负压,组分进口二自吸进入到二级混合室后充分混合,经喷嘴口喷出形成了第二次雾化；利用高压气体对组分能够产生雾化作用,并利用高压气体产生的负压能够自吸组分进口一和组分进口二并将其充分混合,进一步实现两组分充分混合和二次雾化。(The invention discloses an air-assisted two-component two-stage mixing atomizing nozzle which comprises a high-pressure air inlet, a first-stage contraction throat pipe, a high-pressure gas channel, a first-component inlet, a first-stage mixing chamber, a second-stage contraction throat pipe, a component mixing channel, a second-component inlet, a second-stage mixing chamber and a nozzle opening; the high-pressure air inlet is communicated with an air compressor, negative pressure is formed at the first component inlet after high-pressure air enters the high-pressure air channel, and the components enter the first-stage mixing chamber from the first component inlet for full mixing to realize first atomization of a component mixture; the component mixture is sprayed out at a high speed through the component mixing channel, negative pressure is generated at the second component inlet, the second component inlet is self-sucked into the second-stage mixing chamber and then is fully mixed, and the mixture is sprayed out through the nozzle opening to form second atomization; the high-pressure gas can be used for atomizing the components, and the negative pressure generated by the high-pressure gas can sufficiently mix the first component inlet and the second component inlet by self-absorption, so that the two components are sufficiently mixed and secondarily atomized.)

一种气助式两组分两级混合雾化喷头

技术领域

本发明涉及一种气助式两组分两级混合雾化喷头，也是一种气气液/气液液充分混合、二次雾化、能达到某种净化程度、细化雾滴粒径和雾化系数更高的气助式两组分两级混合雾化喷头。

背景技术

目前，气液两相雾化喷头很难在结构上实现气液混合充分，主要采用的工作原理为一端进气体，另一端进液体，通过高压气体将其液体在喷嘴处喷出，但雾化效果一般，喷洒范围较窄，不能很好地应用在多数领域内；本设计将以主气路为气体，其它两个通道口可以为一路气体和一路液体、也可以两路均为液体，实现气气液混合和气液液混合，多种成分的混合，使其在内部充分混合并相互反应，使其扩散在一定空间中。因此，设计一款能够充分实现气气液混合或气液液混合的气助式喷头。

发明内容

针对现有技术存在的问题需要设计一种气助式两组分两级混合雾化喷头，通过高压气体有效的实现气气液/气液液充分混合、实现二次雾化、能达到某种净化程度和进一步减小雾滴粒径和雾化系数更高。

一种气助式两组分两级混合雾化喷头，所述喷头包括高压进气口、一级收缩喉管、高压气体通道、组分进口一、一级混合室、二级收缩喉管、组分混合通道、组分进口二、二级混合室、喷嘴口；

喷头中心轴线上由喷头进口到喷头出口依次为高压进气口、一级收缩喉管、高压气体通道、一级混合室、二级收缩喉管、组分混合通道、二级混合室、喷嘴口；组分进口一连接到一级混合室中，组分进口二连接到二级混合室中，且组分进口二的进口端中心线与组分混合通道出口端的端面共线。

进一步的，高压进气口的直径为d₁，内端口至外端口之间长度为L₁；一级收缩喉管从进气到出气方向为收缩锥形，收缩口到高压进气口内端口的长度L₂，且L₁＝L₂相等。

进一步的，所述高压气体通道直径d₂与组分混合通道直径d₃关系为d₃＝1.5～1.7d₂，优选为d₃＝1.6d₂；高压气体通道的长度L₃与组分混合通道的长度L₄，两者关系为L₃＝2.4～2.6L₄，优选为L₃＝2.5L₄。

进一步的，所述一级混合室的长度L₅和二级混合室长度L₆，关系为L₅＝L₆；一级混合室的直径d₄和二级混合室的直径d₅，关系为d₄＝d₅。

进一步的，所述组分进口一和组分进口二的在同一轴面上；组分进口一(4)和组分进口二(8)均包括进口端和出口端，组分进口一的进口端直径d₆、组分进口二的进口端直径d₇，组分进口一和组分进口二的出口端直径均为d₈，关系为d₆＝d₇＝6d₈；组分进口一的中心线距离高压气体通道进口端面的垂直长度L₇＝0.3L₃；组分进口二的中心线与组分混合通道出口端面相重合，距离组分混合通道进口端面的垂直长度L₈，L₈＝L₄；组分一进口和组分进口二的进口深度均为h₂、出口深度均为h₁，且h₂＝5h₁。

进一步的，所述喷头由喷头进口到出口设置的一级收缩喉管的收缩角度为α、二级收缩喉管的收缩角度为β，β＝1.5α。

进一步的，所述喷头的喷嘴口的结构内侧端口为收缩口，外侧端口为放射口，呈对称式布置，收缩口或放射口的角度均为θ，满足β＝1.2θ＝1.5α；从收缩口到放射口的长度为L₉，且L₉＝L₄，高速气流通过锥形喷嘴口有利于雾化。

一种气助式两组分两级混合雾化喷头的工作方法，在高压进气口处接通空气压缩机的气体输出端，高压气体进入高压气体通道后于组分进口一处形成负压，组分一由组分进口一自吸进入一级混合室中充分混合后，从而实现了组分混合物的第一次雾化；组分混合物通过组分混合通道高速喷出于组分混合通道出口端产生负压，组分二自吸进入到二级混合室后充分混合，经喷嘴口喷出而形成了第二次雾化。

本发明的有益效果为：

(1)一种气助式两组分两级混合雾化喷头的各部分尺寸的设定，一方面是喷头尺寸之间的相互约束与关联，这样设定是在设计及试验的基础上进一步确定的，能够更好地实现喷头充分混合的目的；另一方面，通过尺寸间的关系约定可以将该结构合理的缩放，能够满足不同工况作用需求。

(2)为实现气气液/气液液混合更加充分，将高压进气通道设计在喷头中心轴线上，在同一轴线上设计组分进口一和组分进口二，采用高速气流从高压进去口一端进入，利用高压气流形成负压将组分一和组分二吸入到混合腔中充分混合，通过喷嘴口将其喷出，实现气气液/气液液充分混合、二次雾化、能达到某种净化程度、细化雾滴粒径和雾化系数更高。

附图说明

图1是一种气助式两组分两级混合雾化喷头的结构示意图。

附图标记：

1-高压进气口；2-一级收缩喉管；3-高压气体通道；4-组分进口一；5-一级混合室；6-二级收缩喉管；7-组分混合通道；8-组分进口二；9-二级混合室；10-喷嘴口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，在具体实施中将组分进口一4定为液体进口，该液体为水(H₂O)；组分进口二8定为气体进口，该气体为臭氧(O₃)。

如图1所示，一种气助式两组分两级混合雾化喷头，所述喷头由高压进气口1、一级收缩喉管2、高压气体通道3、液体进口4、一级混合室5、二级收缩喉管6、组分混合通道7、气体进口8、二级混合室9、喷嘴口10组成；高压进气口1接通空气压缩机，高压气体进入高压气体通道3后于液体进水口组分进口一4处形成负压，液体由组分进口一4自吸进入一级混合室5中充分混合；气液混合物通过气液组分混合通道7高速喷出于组分混合通道7的出口端形成负压，气体自吸进入到二级混合室9中混合。

如图1所示，高压进气口1的直径为d₁＝8.4mm，内端口至外端口之间长度为L₁，一级收缩喉管2从进气到出气方向为收缩锥形，收缩口到高压进气口1内端口的长度为L₂，且L₁＝L₂＝6.5mm。

如图1所示，所述高压气体通道3直径为d₂＝1.5mm，组分混合通道7直径为d₃＝2.4mm；高压气体通道3的长度L₃＝10.5mm，组分混合通道7的长度L₄＝4.0mm。

如图1所示，所一级混合室5的长度L₅和二级混合室9长度L₆相等，两者关系为L₅＝L₆＝10.0mm；一级混合室5的直径d₄和二级混合室9的直径d₅相等，两者关系为d₄＝d₅＝10.0mm。

如图1所示，所述液体进口即组分进口一4和气体进口即组分进口二8分布在同一轴面上，液体的进口端直径d₆、气体的进口端直径d₇，液体和气体的出口端直径均为d₈，d₆＝d₇＝6.0mm，d₈＝1mm；液体进口的的中心线距离高压气体通道3进口端面的垂直距离L₇＝3.15mm；气体进口的中心线与组分混合通道7出口端面相重合，距离组分混合通道进口端面的垂直距离L₈＝4.0mm；液体进口和气体进口的进口深度均为h₂、出口深度均为h₁，h₂＝7.0mm,h₁＝1.4mm。

如图1所示，所述喷头由喷头进口到出口设置的一级收缩喉管的收缩角度为α、二级收缩喉管的收缩角度为β，β＝90°，α＝60°。

进一步的，所述喷头的喷嘴的结构内侧端口为收缩口，外侧端口为放射口，呈对称式布置，收缩口或放射口的角度均为θ，满足θ＝75°；从收缩口到放射口的长度为L₉＝4.0mm，高速气流通过锥形喷嘴口有利于雾化。