冲击波乳化－－雾化喷嘴制造技术

本实用新型专利技术的冲击波乳化、雾化喷嘴涉及一种冲击波节能洁净燃烧器件，其特征在于该器件能使具有一定压力的流体（气、汽、液体）在冲击管内及管口周围产生冲击波振荡，使流体自动形成高温、高压的波动状态，是一种高温器件，用来强化流体的化学反应，提高流体的乳化－雾化质量。该喷嘴及其原理可以用于宇航和其它燃烧装置，或者做成“冲击波化学反应器”。该喷嘴及其原理做成驱动器，用于石油开采工业，可以提高油井的产量和寿命。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于燃油冲击波乳化－雾化的燃烧装置领域。是基于冲击管气体动力学技术对油和气体(或水)分子实现冲击波高温乳化－雾化的燃烧节能器件。在工业燃烧装置设备中有众所周知的超声哨子雾化喷咀。这种燃烧喷咀是通过高压空气和谐振腔产生超声波动来提高燃油的雾化质量。目前的燃油喷咀利用波动原理的不多，整个燃油设备存在如下的问题1.在目前燃烧重油的设备中，一般都是先将重油喷到一个“前置预热炉”中进行高温雾化燃烧后再将火引入主炉膛，这样大量的能源就损失在“预热炉”中。2.在目前烧重油(或渣油)的工厂都是连续工作，炉子不能停火。对于要实行一班制作业的工厂，在起动重油燃烧设备时需花长时间才能使炉子达到正常的燃烧状态，并且每次起动时要长时间冒出大量黑烟，造成对环境的污染。3.目前燃烧重油的设备大都没有形成油汽、水的良好混合，也没有形成过滤、乳化、雾化成一体的完整燃烧系统。因此造成能源的浪费和对环境的污染。在激波管技术中有哈特曼管(Hartmanntube)，这种冲击管能使高压气体经过喷咀产生连续的声频冲击波振荡，并在管底部将气体分子冲击加热到高温状态。这种高温器件一般用来做航空发动机的高压起动点火器。(参见1977年第11届“冲击管和波”国际学术会议录冲击管和冲击波研究。第66页，布洛泽的文章。E.Brocher，proceedingsofthellthInten.sym，onshocktubesandWavss，ShocktubeandShockWaveresearch，P.66，(1977).上述文献内所述的哈特曼管能使高压气体通过喷咀在管内产生声学频率的冲击波振荡，因而使气体在管底部上升到一定的高温状态，但是，这部分高温气体是被压缩在管内的底部不能被取出来。本技术的目的在于克服上述超声哨子雾化喷咀和哈特曼管的不足，实现一种冲击波乳化－雾化喷咀，它是基于本技术的“冲击波发生器”的基本原理构成的。本技术可以强化流体(汽、气、液体－油、水等)的乳化雾化质量，方便流体的过滤和促进流体洁净燃烧。本技术的基本原理是以冲击管为基体，在冲击管的底部增加一个声学发生器或其它的冲击扰动部件，组合成为“复合式冲击管”，组合的原理称为“冲击波发生器”原理，即利用外界的压力作动力，使具有一定压力的流体(汽、气、液体)能在管口周围产生冲击波振荡并使流体自动升高温度，同时又能将管底的高温流体利用声波振动或其它扰动驱赶出来，这种“复合式冲击管”的周围就是一个冲击波振动源，冲击管中流体分子的运动是几种波动过程的失加和多次冲击，反射过程交叉在一起的复杂运动形式，这些流体分子在管口周围形成冲击波振动向外传开，这些分子在波动过程中其温度、压力和密度等参数产生瞬间的“突变效应”，对流体介质起着“脉冲加热”的效果。流体冲击波的能量来自外界压力给予流体分子的内能。本技术中的环形喷咀(6)、主冲击管(9)和由声学发声器喷管(4)与声学声器谐振腔(10)组合，实现了“冲击波发生器”原理，即为“复合式冲击管”。本器件是一种高温器件。本技术的喷咀外壳是由两个用螺纹连接的进口外壳圆筒(2)和出口外壳圆筒(8)组成，它们之间用石棉制品或耐温橡胶密封圈(5)密封。在进口外壳圆筒(2)内部有内螺纹，在内螺纹中先后旋进如下部件环形喷咀(6)、声学发声器喷管(4)，束流环(3)和前置喷咀(1)。这些部件的结构为环形喷咀(6)外面攻有螺纹，改变环形喷咀(6)的内经就改变了器件工作流体介质的总流量。因此，更换内经为不同尺寸的喷咀(6)就可使本器件运用于不同流量的应用场合。喷咀的入口端面上有一浅槽，该槽用作拧动之用。声学发声器喷管(4)中间是阶梯通孔或是圆形通孔，两头成锥形面或成筒形，管的入口端外的，多孔圆盘或齿盘与喷管为一体外周攻有连接螺纹，供与进口外壳圆筒(2)连接之用，声学发声器喷管(4)的管外有一凸出部分，此部分和喷咀(6)配合，构成一个环形喷咀。调节环形喷咀(6)的螺纹，可改变它与主冲击管(9)的间距。束流环(3)外面攻有连接螺纹，中间的孔由锥面收缩到中心形成一园孔。前置喷咀(1)中间形成一个冲击管，内孔为直孔或阶梯圆孔均可，管底外的多孔圆盘或齿盘，外周攻有连接螺纹，通过螺纹与外壳(2)的内螺纹连接。外壳(2)余下的内螺纹供连接外接的高压介质管道用。出口外壳圆筒(8)的一端攻有内螺纹与进口外壳圆筒(2)的外螺纹连接，另一端的外面攻有外螺纹，供连接喷咀帽(13)之用。主冲击管(9)直插入出口外壳圆筒(8)中，在主冲击管(9)的内底部插入声学发声器谐振腔(10)，在声学发生器谐振腔(10)的底部攻有内螺纹。在主冲击管(9)的外底部套有外谐振腔(11)，主冲击管(9)和外谐振腔(11)用声学发声器谐振腔(10)的内螺纹和多用螺钉(12)联成整体，它们一同由主冲击管(9)固定在出口外壳圆筒(8)中。其中主冲击管(9)的结构如下主冲击管(9)内部有绝热、耐温层(7)，绝热耐温层(7)可以由陶瓷、石棉、等绝热、耐温材料做成。绝热耐温层(7)是主冲击管(9)内部的绝热层和耐温层，它的作用是使主冲击管(9)中因冲击而产生的高温、高压流体介质的热量损失减到最小的程度，使整个器件起到高温器件的作用。为了使热损失减小，绝热良好，绝热耐温层(7)也可做成小型的真空杜瓦瓶，然后将它套入主冲击管(9)内，这样会有更好的绝热和高温效果。在一般情况下，为了加工和安装的方便，主冲击管(9)和绝热耐温层(7)可用陶瓷材料加工成一体，即用模具将主冲击管(9)和绝热耐温层(7)一次成型为一整体，然后烧制而成，这样主冲击管(9)和绝热耐温层(7)是合二为一的陶瓷器件，也有好的绝热和高温效果。如果主冲击管(9)是用金属制成的器件，则内部的绝热耐温层(7)必须采用绝热耐温材料做成，如陶瓷、石棉、等绝热耐温材料。主冲击管(9)的底部可放入一圆筒谐振腔(10)，在主冲击管(9)的底部有一孔可以穿过螺钉(12)；在主冲击管(9)的外部是与它为一体的一个多孔圆筒，也可以是一个具有3－4个齿的齿形园筒，齿槽和轴线平行其齿槽空隙好让流体通过。其中多用螺钉(12)的中间是螺纹，螺帽和外谐振腔(11)配合还可起谐振腔的作用，螺钉尖端起分流介质的作用，螺钉(12)的螺杆和声学发生器谐振腔(10)一同组成一个环形谐振腔。声学发声器喷管(4)和声学发生器谐振腔(10)保持一小段距离，声波振动由此传出。喷咀帽(13)的形状和结构决定流体的喷射角度和形状，为了使本器件适合多种应用的目的，喷咀帽(13)的形状和结构可根据应用需要而变。器件的喷雾形状可以是扁平扇形、圆锥形等多种形状。一般情况下喷咀帽作为扁平扇形喷雾时结构是这样的整个喷咀帽成圆筒形，壁厚约5毫米，其中一端套有内螺纹，供和器件的出口外壳圆筒(8)连接；另一端是半圆球形的帽头部分(形状类似莲蓬头)，在半圆球形帽头部分有不同方面和角度的通孔分布在半球面上，使器件内部流体按孔的角度和方位喷出。在扁平扇形喷射中其半球面上通孔的分布是这样的在半球面的纬度线方面形成几排通孔，因为是半球面，每一排孔按扇形辐射状排列，每一排通孔可间距几毫米。这样在半球面上有几排平形的扇形喷雾面，由它们一起组成气体扇面喷雾。在圆锥形的喷雾中只是将上述的半圆球帽头部分改为圆锥形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲击波乳化、雾化喷咀，其特征在于：喷咀的外壳是由两个螺纹连接的进口外壳圆筒（２）和出口外壳圆筒（８）组成，它们之间用石棉制品或耐温橡胶做的密封圈（５）密封，在进口外壳（２）内有螺纹，在内螺纹中先后旋进如下部件：环形喷咀（６）、声学发生器喷咀（４）、束流环（３）和前置喷咀（１），环形喷咀（６）外攻有螺纹，喷咀的入口端面上有一浅槽，供作拧动之用，声学发声器喷管（４）中间是阶梯通孔或是圆形通孔，两头成锥形面或成筒形，管入口端外的多孔圆盘或齿盘（与喷管为一体）外周攻有连接螺纹，供与进口外壳圆筒（２）连接之用，声学发声器喷咀（４）的管外有一凸出部份，它与喷咀（６）配合，构成一个环形喷咀，束流环（３）外面攻有连接螺纹，中间的孔由锥面收缩到中心，形成一圆孔，前置喷咀（１）中间形成一个冲击管，内孔为直孔或阶梯孔均可，管底外的多孔圆盘或齿盘外周是连接螺纹，通过螺纹与进口外壳圆筒（２）的内螺纹连接，进口外壳圆筒（２）余下的内螺纹供连接高压介质管道用，出口外壳圆筒（８）的一端攻有内螺纹，供连接喷咀帽（１３）用，主冲击管（９）直接插入出口外壳圆筒（８）中，在主冲击管（９）的内底部插入声学发声器谐振腔（１０），在声学发生器谐振腔（１０）的底部攻有内螺纹，在主冲击管（９）的外底部套有外谐振腔（１１），主冲击管（９）和外谐振腔（１１）用声学发声器谐振腔（１０）的内螺纹和多用螺钉联成整体，他们一同由主冲击管（９）固定在出口外壳圆筒（８）中，主冲击管（９）的底部有一孔可以穿过螺钉（１２），在主冲击管（９）的外部是与它为一体的一个多孔圆筒，也可以是一个具有３－４个齿的齿形圆筒，齿槽和轴线平行，其齿槽隙让流体通过，其中多用螺钉（１２）的中间是螺纹，螺帽和外谐振腔（１１）配合可起谐振腔的作用，螺钉尖端起分流介质的作用，螺钉（１２）的螺杆和声学发生器谐振腔（１０）一同组成一个环形谐振腔，声学发声器喷管（４）与声学发声器谐振腔（１０）保持一小段距离，声波振动由此传出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓恢国，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]