本发明专利技术公开了一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，适用于为细菌、病毒、芽孢、毒素等多种生物气溶胶样品的制备提供均匀的超细雾化条件，包括气路接头、喷嘴主体、液路接头、喷头、密封圈和拧紧螺母，在较小的液体流量和较低的气体压力下，通过旋流气体的稳定和冲击作用，对液柱射流进行撞击加剧射流的不稳定性，形成液滴的破碎和分散，并有效防止液滴间的碰撞聚合，产生高质量的均匀雾化，为在超低温环境下制备细微均匀的冻结气溶胶颗粒提供条件。
Superfine atomizing nozzle applied to spray freeze drying device
【技术实现步骤摘要】
一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴
本专利技术涉及一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，适用于为细菌、病毒、芽孢、毒素等多种生物气溶胶样品的制备提供均匀的超细雾化。
技术介绍
喷雾超低温速冻-真空冷冻干燥级联耦合可气溶胶化生物粒子干粉制备技术分为两个关键步骤：通过雾化喷头把液体生物样品雾化成细小雾滴，通过由液氮形成的超低温环境把雾滴速冻形成细微冻结颗粒；通过升华原理对冻结颗粒进行真空冷冻干燥，最终获得干燥的细颗粒物成品。其中雾化喷头装置的设计是其中的关键技术。液体雾化是指在外加能量作用下，液体在气体环境中变成液雾或小液滴的过程。为了制备符合要求的病原体等生物样品，需要将雾化液滴的空气动力学直径控制在3～5μm。现有的喷嘴方案在较小的液体流量和压力供给条件下，难以实现高质量的雾化，一是细度不够，二是均匀性不好，无法满足生物样品制备的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，解决了现有的喷嘴方案在较小的液体流量和压力供给条件下，难以实现高质量的雾化的问题。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，包括：气路接头、喷嘴主体、液路接头、喷头和拧紧螺母；其中，所述喷嘴主体为一个回转体结构，所述喷嘴主体的内部开设有第一偏心直通圆孔、第二偏心直通圆孔和中心直通小孔，其中，第一偏心直通圆孔和第二偏心直通圆孔并行排列，第二偏心直通圆孔和中心直通小孔相连通，所述中心直通小孔位于第二偏心直通圆孔的下部；所述喷嘴主体的侧壁的上部设置有第一圆柱形凸台接口，所述第一圆柱形凸台接口与所述气路接头对接，所述气路接头内部开设的通道与第一偏心直通圆孔相连通；所述喷嘴主体的顶端设置有第二圆柱形凸台接口，所述第二圆柱形凸台接口与所述液路接头对接，所述液路接头内部开设的通道与第二偏心直通圆孔相连通；所述喷嘴主体的中部设置有带有外螺纹的台阶，带有外螺纹的台阶与拧紧螺母的内螺纹通过螺纹旋紧连接；所述喷嘴主体的圆柱段设置于台阶的下部，所述圆柱段的外壁带设置有两至三个凸起导向段，插入喷头的内孔中。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述喷嘴主体的底端面设置有若干个螺旋槽的圆台形结构的旋涡器。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述气路接头的一端的外壁设置有外螺纹，所述气路接头的另一端为有台阶的第一中空圆柱体，所述气路接头的中部设置有第一六角形外凸台阶；其中，所述第一圆柱形凸台接口与台阶的第一中空圆柱体相连接。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述液路接头的一端为有内锥形的接头，所述液路接头的另一端为有台阶的第二中空圆柱体，所述液路接头的中部设置有第二六角形外凸台阶；其中，所述第二圆柱形凸台接口与台阶的第二中空圆柱体相连接。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述喷头为一个带有台阶的中空回转体，套在喷嘴主体底端圆柱段的外侧，所述喷头的底端为圆台形结构，与喷嘴主体构成气路喷射流道，所述喷头的顶端台阶的外表面套有圆环形的密封圈，通过喷嘴主体与拧紧螺母的螺纹连接压紧，实现密封。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，旋涡器的螺旋槽沿旋涡器圆台母线方向进行加工，槽截面可以为三角形、矩形、梯形或者半圆形。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述气路接头的一端的外螺纹为一分锥螺纹，一分锥螺纹与上游气路管路进行连接，工作压力在0.5MPa以内。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述液路接头的内锥形的接头与上游液路管路进行连接，工作压力在0.3MPa以内。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，所述中心直通小孔的孔径为：d＝6.464v0.35；其中，d为中心直通小孔的孔径，v为介质的运动粘度。上述应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴中，螺旋槽的槽宽为0.4mm～0.6mm、螺距为8mm～12mm。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本专利技术提出的喷嘴，可以在不损害生物活性的低流量低压力条件下，利用高速、稳定、均匀的旋转气流，对液体工质的射流进行外混式撞击，以获得微小的均匀的雾化液滴，满足生物气溶胶样品3～5微米空气动力学直径雾化的制备要求。(2)本专利技术提出的喷嘴，通过在喷嘴头部设计带有螺旋槽的旋涡器，并通过与喷口内壁的紧配合，强迫带压气流通过螺旋槽喷出，以获得多股均匀的旋转气流实现对液体射流的冲击，有助于提高雾化的均匀性和对中性。(3)本专利技术提出的喷嘴，其雾化分布和雾化细度可以通过调整气路压力进行适当改变，以适应于多种不同的生物试剂制备需求。(4)本专利技术提出的喷嘴，可以通过改变喷嘴主体的中心圆孔直径，以适应于不同粘度的生物试剂的雾化喷注需求。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为超细雾化喷嘴的结构示意图；图2为气路流道结构示意图；图3为液路流道结构示意图；图4为旋涡器结构示意图；图5为外混撞击式雾化示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，包括气路接头1、喷嘴主体2、液路接头3、喷头4和拧紧螺母6；其中，所述喷嘴主体2为一个回转体结构，所述喷嘴主体2的内部开设有第一偏心直通圆孔21、第二偏心直通圆孔22和中心直通小孔23，其中，第一偏心直通圆孔21和第二偏心直通圆孔22并行排列，第二偏心直通圆孔22和中心直通小孔23相连通，所述中心直通小孔23位于第二偏心直通圆孔22的下部；所述喷嘴主体2的侧壁的上部设置有第一圆柱形凸台接口24，所述第一圆柱形凸台接口24与所述气路接头1对接，所述气路接头1内部开设的通道与第一偏心直通圆孔21相连通；所述喷嘴主体2的顶端设置有第二圆柱形凸台接口25，所述第二圆柱形凸台接口25与所述液路接头3对接，所述液路接头3内部开设的通道与第二偏心直通圆孔22相连通；所述喷嘴主体2的中部设置有带有外螺纹的台阶26，带有外螺纹的台阶26与拧紧螺母6的内螺纹通过螺纹旋紧连接；所述喷嘴主体2的圆柱段27设置于台阶26的下部，所述圆柱段27的外壁带设置有两至三个凸起导向段，插入喷头4的内孔中。具体的，喷嘴主体2为一个内部有一个偏心直通圆孔、一个顶部偏心圆孔和一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，其特征在于包括：气路接头(1)、喷嘴主体(2)、液路接头(3)、喷头(4)和拧紧螺母(6)；其中，/n所述喷嘴主体(2)为一个回转体结构，所述喷嘴主体(2)的内部开设有第一偏心直通圆孔(21)、第二偏心直通圆孔(22)和中心直通小孔(23)，其中，第一偏心直通圆孔(21)和第二偏心直通圆孔(22)并行排列，第二偏心直通圆孔(22)和中心直通小孔(23)相连通，所述中心直通小孔(23)位于第二偏心直通圆孔(22)的下部；/n所述喷嘴主体(2)的侧壁的上部设置有第一圆柱形凸台接口(24)，所述第一圆柱形凸台接口(24)与所述气路接头(1)对接，所述气路接头(1)内部开设的通道与第一偏心直通圆孔(21)相连通；/n所述喷嘴主体(2)的顶端设置有第二圆柱形凸台接口(25)，所述第二圆柱形凸台接口(25)与所述液路接头(3)对接，所述液路接头(3)内部开设的通道与第二偏心直通圆孔(22)相连通；/n所述喷嘴主体(2)的中部设置有带有外螺纹的台阶(26)，带有外螺纹的台阶(26)与拧紧螺母(6)的内螺纹通过螺纹旋紧连接；/n所述喷嘴主体(2)的圆柱段(27)设置于台阶(26)的下部，所述圆柱段(27)的外壁带设置有两至三个凸起导向段，插入喷头(4)的内孔中。/n...
【技术特征摘要】
1.一种应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，其特征在于包括：气路接头(1)、喷嘴主体(2)、液路接头(3)、喷头(4)和拧紧螺母(6)；其中，
所述喷嘴主体(2)为一个回转体结构，所述喷嘴主体(2)的内部开设有第一偏心直通圆孔(21)、第二偏心直通圆孔(22)和中心直通小孔(23)，其中，第一偏心直通圆孔(21)和第二偏心直通圆孔(22)并行排列，第二偏心直通圆孔(22)和中心直通小孔(23)相连通，所述中心直通小孔(23)位于第二偏心直通圆孔(22)的下部；
所述喷嘴主体(2)的侧壁的上部设置有第一圆柱形凸台接口(24)，所述第一圆柱形凸台接口(24)与所述气路接头(1)对接，所述气路接头(1)内部开设的通道与第一偏心直通圆孔(21)相连通；
所述喷嘴主体(2)的顶端设置有第二圆柱形凸台接口(25)，所述第二圆柱形凸台接口(25)与所述液路接头(3)对接，所述液路接头(3)内部开设的通道与第二偏心直通圆孔(22)相连通；
所述喷嘴主体(2)的中部设置有带有外螺纹的台阶(26)，带有外螺纹的台阶(26)与拧紧螺母(6)的内螺纹通过螺纹旋紧连接；
所述喷嘴主体(2)的圆柱段(27)设置于台阶(26)的下部，所述圆柱段(27)的外壁带设置有两至三个凸起导向段，插入喷头(4)的内孔中。
2.根据权利要求1所述的应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体(2)的底端面设置有若干个螺旋槽的圆台形结构的旋涡器。
3.根据权利要求1所述的应用于喷雾冷冻干燥装置的超细雾化喷嘴，其特征在于：所述气路接头(1)的一端的外壁设置有外螺纹，所述气路接头(1)的另一端为有台阶的第一中空圆柱体，所述气路接头(1)的中部设置有第一六角形外凸台阶；其中，所述第一圆柱形凸台接口(24)与台阶的第一中空圆柱体相连接。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张榛，陈君，汪旭东，汪凤山，杨文慧，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。