一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴制造技术

技术编号:15362970 阅读:216 留言:0更新日期:2017-05-17 23:14
本实用新型专利技术公开了一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,解决非牛顿流体流道易堵塞,气泡两相流型难控制,喷射不稳定的技术问题。本实用新型专利技术中所述气泡雾化喷嘴的气液混合室和气孔调节管套的相对位置,外环壁和气体加速旋流槽的相对位置均可通过垫片调节,从而控制气泡数量、大小、气液两相流型和速度波动强度。本实用新型专利技术的特点在于充分利用剪切变稀非牛顿流体的流变特性,逐层注气,有利于产生均匀气泡流;气泡发生孔的数量和大小可通过垫片进行定量改变,从而调节和优化气液两相流型,操作便利;引入外加旋转气流抑制气泡流动的波动强度,从而提高射流稳定性;液体流道结构简单,口径加大,不易造成堵塞和侵蚀,有效提高使用性能和寿命。

A bubble atomizing nozzle for shear thinning non Newtonian fluids

The utility model discloses a bubble atomizing nozzle suitable for shearing thinning non Newtonian fluid, which solves the technical problem that the flow passage of a non Newtonian fluid is easy to be blocked, the two-phase flow pattern of the bubble is difficult to control and the jet is unstable. The relative position of the utility model in the bubble atomizing nozzle gas-liquid mixing chamber and stomatal pipe, the outer ring wall and the relative position of the cyclone separator can accelerate the gas by adjusting gasket, so as to control the number and size of the bubble, the gas-liquid flow pattern and velocity fluctuation intensity. The utility model is characterized in that the rheological properties of full use of shear thinning non Newtonian fluid, by gas injection, to produce uniform bubble flow; bubble size and number of holes can be quantitatively changed by gasket, so as to adjust and optimize the gas-liquid two-phase flow, the operation is convenient; introducing the external rotating gas bubble suppress fluctuation intensity flow, so as to improve the stability of jet flow; the liquid has the advantages of simple structure, diameter increase, not easy to cause clogging and erosion, and effectively improve the performance and life.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴
本技术属于雾化喷涂的
,特别涉及一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴。
技术介绍
非牛顿流体是一种具有内部结构的复杂流体,其粘度依赖于剪切率,剪切变稀则指粘度随剪切率的增大而减小,如绝大多数聚合物溶液,悬浮溶液就属于剪切变稀非牛顿流体。非牛顿流体由于其特殊的属性已成为一些新兴
的核心突破点。例如高性能喷涂系统中剪切变稀的非牛顿流体可实现在不同剪切速率下特定的粘度要求;等离子射流系统中悬浮溶液的引入解决了常规前驱物供给中微纳尺度粉末难以输运的困境,可实现超精微颗粒合成。然而非牛顿流体因其高粘度和复杂的流变性能而使雾化困难,如何实现其高效雾化是关键技术。传统的气力式雾化喷嘴主要利用高压和气液速度差将液柱或液膜破碎成液雾,这一过程基于气动力克服液体的粘性力和表面张力,对于非牛顿流体由于其粘性力较大且随剪切速率变化,气力式的雾化效果较差,且较大的压力差往往需要极小的喷嘴口径,而对于非牛顿流体喷嘴口径过小容易造成堵塞和侵蚀。新兴的气泡雾化喷嘴依据不同的雾化原理和气液流型在雾化高粘度流体方面表现出了优异的性能,气泡雾化喷嘴将一定量的气体注入液体之内,形成泡状气液两相流,利用气泡的破碎膨胀来雾化液体,但在气液混合室内形成理想的泡状流和气孔的数目,大小及工作参数有关,较难控制。主要有两方面的缺陷阻碍了气泡雾化喷嘴的实际应用:①泡状流型较难控制,通气量过大,则容易使气泡聚结,无法形成均匀的泡状流;通气量过小,气泡的作用不明显,雾化效果显著下降;②气泡的存在会产生速度脉动,导致供液和喷射不连续。由于气泡雾化喷嘴便于制造加工,耗能少且在雾化高粘度流体和非牛顿流体方面有着巨大潜能,因此吸引了越来越多的关注,但目前以气泡雾化作为主要雾化方式的专利占雾化专利数的份额不足千分之二。申请号201310145913.8的授权专利技术专利公开了一种可控流型的气泡雾化喷嘴,通过控制喷嘴内部几何条件,调节气泡生成尺寸及流型,该种方式无法调节气泡数量,几何条件与流型关系复杂,实际操作较难把握。申请号是201310283152.2的授权专利技术专利可以采用外气内液或内气外液两种混合方式,但其气泡发生器内孔数目只能通过更换发生器,操作复杂。以上专利都试图改进气泡雾化喷嘴的性能,但实际操作无法量化调节气泡数量和尺寸,且都没有考虑气泡存在所产生的速度脉动的影响。
技术实现思路
针对上述的不足,本技术提供一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,解决了非牛顿流体流道易堵塞、气泡两相流型难控制以及喷射不稳定的技术问题。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,包括气液混合室、气孔调节管套、外环壁、气体加速旋流腔体、喷口;所述气孔调节管套套设在气液混合室上,两者通过螺纹连接,所述气孔调节管套旋接在外环壁的上部,所述气体加速旋流腔体设在外环壁内,所述喷口旋接在外环壁的底部;所述气液混合室上端开有进液口、中部开有气液混合腔、侧壁开有第一气泡发生孔和第二气泡发生孔,所述气孔调节管套上开有与气液混合室上的第一、第二气泡发生孔相对应的气泡发生孔;所述外环壁上开有第一进气口和第二进气口,所述第一进气口与第一、第二气泡发生孔相连通;所述气体加速旋流腔体上开有旋流槽道,所述第二进气口与旋流槽道相连通;所述气液混合室的下端抵住气体加速旋流腔体的上端,所述气体加速旋流腔体中部开有通孔,所述旋流槽道与通孔相连通;所述进液口、气液混合腔、通孔以及喷口依次相连通。进一步地,所述气液混合腔由第一气液混合腔和第二气液混合腔组成,所述第一气液混合腔的内径R1为第二气液混合腔的内径R2的1~2倍。进一步地,所述第一气泡发生孔设在第一气液混合腔处,呈360°均匀整列分布,注入气流旋向是顺时针。进一步地,所述第一气泡发生孔到第一气液混合腔中心轴的偏心距离H1与第一气液混合腔的内径R1之比为0.3-0.6。进一步地,所述第一气泡发生孔的轴线与第一气液混合腔中心轴呈45°夹角。进一步地,所述第二气泡发生孔设在第二气液混合腔处,呈360°均匀整列分布,注入气流旋向是逆时针。进一步地,所述第二气泡发生孔到第二气液混合腔中心轴的偏心距离H2与第二气液混合腔的内径R2之比为0.2-0.4。进一步地,所述第二气泡发生孔的轴线与第二气液混合腔中心轴呈90°夹角。进一步地,所述气孔调节管套和气液混合室的旋接处设有第一垫片;所述气孔调节管套与外环壁的旋接处设有第二垫片;所述气体加速旋流腔体上设有密封环,密封环位于第一进气口和第二进气口之间。进一步地,所述第一进气口和第二进气口可以为同一气源进气。本技术的有益效果是:1、充分利用剪切变稀非牛顿流体的流变特性,根据不同流道的速度压力特征,逐层注入气体,以利于产生均匀的气泡流。2、气泡发生孔的数量和大小可通过垫片进行定量改变,从而调节和优化气液两相流型,操作便利,量化可控。3、喷嘴出口处的引入外加旋转气流可抑制气泡流动的波动强度,从而提高射流的稳定性。4、液体流道结构简单,加工便利,口径加大,有利于聚合物溶液以及悬浮液等非牛顿流体顺畅通过,不易造成堵塞和侵蚀,提高了使用性能和寿命。附图说明图1是本技术实施例的气泡雾化喷嘴的总体结构剖面图;图2是本技术实施例中气液混合室的结构剖面图;图3是图2中气液混合室中B-B横截面剖面气孔结构示意图;图4是图2中气液混合室中C-C横截面剖面气孔结构示意图;图5中(a)为第一气液混合腔气孔结构示意图,(b)第二气液混合腔气孔结构示意图;图6是本技术实施例中气体调节管套的剖面图;图7是本技术实施例中气体加速旋流腔体的结构示意图;图中,气液混合室1、进液口11、第一气液混合腔12、第二气液混合腔13、第一气泡发生孔14、第二气泡发生孔15、气孔调节管套2、外环壁3、第一进气口31、第二进气口32、气体加速旋流腔体4、旋流槽道41、喷口5、第一垫片6、第二垫片7、密封环8。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步地说明。如图1所示,是本技术实施例的气泡雾化喷嘴的总体结构剖面图,包括气液混合室1、气孔调节管套2、外环壁3、气体加速旋流腔体4、喷口5;所述气孔调节管套2套设在气液混合室1上,两者通过螺纹连接,所述气孔调节管套2旋接在外环壁3的上部,所述气体加速旋流腔体4设在外环壁3内,所述喷口5旋接在外环壁3的底部;所述气液混合室1上端开有进液口11、中部开有气液混合腔、侧壁开有第一气泡发生孔14和第二气泡发生孔15,所述气孔调节管套2上开有与气液混合室1上的第一、第二气泡发生孔(14、15)相对应的气泡发生孔;所述外环壁3上开有第一进气口31和第二进气口32,所述第一进气口31与第一、第二气泡发生孔(14、15)相连通;所述气体加速旋流腔体4上开有旋流槽道41,所述第二进气口32与旋流槽道41相连通;所述气液混合室1的下端抵住气体加速旋流腔体4的上端,所述气体加速旋流腔体4中部开有通孔,所述旋流槽道41与通孔相连通;所述进液口11、气液混合腔、通孔以及喷口5依次相连通。如图2所示,所述气液混合腔由第一气液混合腔12和第二气液混合腔13组成,所述第一气液混合腔12的内径R1为第二气液混合腔13的内本文档来自技高网
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一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴

【技术保护点】
一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,其特征在于,包括气液混合室(1)、气孔调节管套(2)、外环壁(3)、气体加速旋流腔体(4)、喷口(5);所述气孔调节管套(2)套设在气液混合室(1)上,两者通过螺纹连接,所述气孔调节管套(2)旋接在外环壁(3)的上部,所述气体加速旋流腔体(4)设在外环壁(3)内,所述喷口(5)旋接在外环壁(3)的底部;所述气液混合室(1)上端开有进液口(11)、中部开有气液混合腔、侧壁开有第一气泡发生孔(14)和第二气泡发生孔(15),所述气孔调节管套(2)上开有与气液混合室(1)上的第一、第二气泡发生孔(14、15)相对应的气泡发生孔;所述外环壁(3)上开有第一进气口(31)和第二进气口(32),所述第一进气口(31)与第一、第二气泡发生孔(14、15)相连通;所述气体加速旋流腔体(4)上开有旋流槽道(41),所述第二进气口(32)与旋流槽道(41)相连通;所述气液混合室(1)的下端抵住气体加速旋流腔体(4)的上端,所述气体加速旋流腔体(4)中部开有通孔,所述旋流槽道(41)与通孔相连通;所述进液口(11)、气液混合腔、通孔以及喷口(5)依次相连通。

【技术特征摘要】
1.一种适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,其特征在于,包括气液混合室(1)、气孔调节管套(2)、外环壁(3)、气体加速旋流腔体(4)、喷口(5);所述气孔调节管套(2)套设在气液混合室(1)上,两者通过螺纹连接,所述气孔调节管套(2)旋接在外环壁(3)的上部,所述气体加速旋流腔体(4)设在外环壁(3)内,所述喷口(5)旋接在外环壁(3)的底部;所述气液混合室(1)上端开有进液口(11)、中部开有气液混合腔、侧壁开有第一气泡发生孔(14)和第二气泡发生孔(15),所述气孔调节管套(2)上开有与气液混合室(1)上的第一、第二气泡发生孔(14、15)相对应的气泡发生孔;所述外环壁(3)上开有第一进气口(31)和第二进气口(32),所述第一进气口(31)与第一、第二气泡发生孔(14、15)相连通;所述气体加速旋流腔体(4)上开有旋流槽道(41),所述第二进气口(32)与旋流槽道(41)相连通;所述气液混合室(1)的下端抵住气体加速旋流腔体(4)的上端,所述气体加速旋流腔体(4)中部开有通孔,所述旋流槽道(41)与通孔相连通;所述进液口(11)、气液混合腔、通孔以及喷口(5)依次相连通。2.根据权利要求1所述的适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,其特征在于,所述气液混合腔由第一气液混合腔(12)和第二气液混合腔(13)组成,所述第一气液混合腔(12)的内径R1为第二气液混合腔(13)的内径R2的1~2倍。3.根据权利要求2所述的适用于剪切变稀非牛顿流体的气泡雾化喷嘴,其特征在于,所述第一气泡发生孔(14)设在第一气液混合腔(12)处,呈360°均...

【专利技术属性】
技术研发人员:王振超蒋丽莎钱丽娟
申请(专利权)人:中国计量大学
类型:新型
国别省市:浙江,33

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