[發明專利]多線微射流霧化器

無效

• 申請號: 201310060990.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103111083A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳曉東;汪碧峰;游翔;車黎明
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01D1/20
• 分類號: B01D1/20
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及霧化器，尤其是涉及一種適用于大量霧化高粘度流體的多線微射流霧化器。

背景技術

目前，在噴霧干燥中所用的霧化器一般有三大類，分別是壓力式霧化器、離心式霧化器和氣流式霧化器。其中，以壓力式和離心式霧化器應用最為廣泛。就霧化要求而言，低粘度物料的霧化技術問題已得到妥善解決，然而對于高粘性物料的霧化還需要更進一步的研究。氣流式霧化器的霧化效果受霧化器結構、霧化物料的性質以及操作條件等參數的影響，在生產過程中面臨著很大的技術性問題。傳統的壓力式霧化器對于粘性變化較大的物料難于控制，對處理量的調節范圍也十分狹窄。同時需要提供很大的壓力（2～20MPa），對動力系統提出了極高的要求，而且易磨損、易堵塞，對噴霧塔高度的要求也很高。在霧化的過程中，通過壓力式霧化器所得的液滴尺寸分布在10～800μm之間。然而，隨著產品粒徑分布加大，噴霧干燥所消耗的能量也逐漸增加。使用傳統壓力式霧化器進行多液滴噴霧干燥還容易造成液滴在干燥塔內的運行軌跡相互重合，產生掛壁現象，導致材料和能源浪費。

綜上所述，在霧化高粘度物料時，現有技術存在易堵塞、產品粒徑分布范圍過大不均一，顆粒易掛壁浪費材料、無法連續大規?；a等缺點。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種可將高粘度溶液（約20MPa·s）均勻分散開來，保證顆粒產品的大小均一，實現大量霧化高粘度流體的多線微射流霧化器。

本發明設有噴頭管、多孔噴頭、鎖緊螺母和壓電陶瓷環；

多孔噴頭設于噴頭管進口端，多孔噴頭通過鎖緊螺母與噴頭管進口端螺接壓緊在噴頭管進口端上，壓電陶瓷環套在噴頭管外壁上。

所述噴頭管最好為金屬管。

所述多孔噴頭最好為耐強酸、強堿、高溫和高壓的沖壓成型不可切削的貴金屬圓形多孔板，多孔噴頭所設各孔可為同心圓、正三角形、正六邊形或正方形分布，多孔噴頭的直徑一般可為0.5～10cm之間，孔前部最好為圓柱形孔，孔后部最好為喇叭形孔；圓柱形孔直徑可為30～500μm之間，長徑比可為（1～3）∶1；喇叭形孔的母線與軸心線之間夾角可為0°～30°。圓柱形孔的長徑比較小，不易堵塞；多個孔形成多線微射流，顯著提高產量。

與現有技術比較，本發明的工作原理及有益效果如下：

使用時，將霧化器與裝有料液的儲料罐相連，在空氣壓縮機提供的氣壓（約0.2MPa）作用下，物料通過多孔噴頭沿著噴頭管往下運動，形成多串直線的液柱。壓電陶瓷環在交流電作用下振動，在壓電陶瓷環振動的影響下，對噴頭管內的物料形成周期性的振動，液柱受迫振動斷裂，分散成大小均一的液滴。對于確定條件(如射流速度、噴孔直徑、物料粘度和表面張力、氣壓等)的霧化過程，通過調節壓電陶瓷環的電驅動器，選擇與操作條件對應的共振頻率，就可實現對物料的均一霧化。對于孔板上孔的設計部分，隨機的微孔分布會導致生產出來的液滴運行軌跡重合，難以實現均一化生產。試驗結果表明，當各孔分布采用同心圓排列、正三角形、正六邊形或者正方形排布時，霧化效果最佳。孔板直徑過大時，壓電陶瓷負荷極大，孔板直徑過小時，開孔數目少，且液滴易發生重疊。當孔板直徑尺寸選取0.5～10cm之間時，霧化效果和生產效率最佳。對于孔結構部分，孔徑過大，難以將液體分散，孔徑過小，則需要提供很大的壓力或者高粘度物料難以被噴射出來，本發明所采用孔徑分布在30～500μm之間，其霧化效果最佳。對于孔前部圓柱形部分，長徑比過小，料液在其中經歷時間過短，難以生產出尺寸均一的液滴；長徑比過大，容易造成高粘度物料堵塞，本發明孔前部圓柱形長徑比采用（1～3）∶1時，霧化效果最佳。

由此可見，本發明可對高黏度液態物料實現很好的霧化效果，液滴大小均一，產量可顯著提高。本發明在保證產品大小均一的同時，實現了多線生產，大大增加了霧化器的產量，進一步推動噴霧干燥過程的連續化高效生產。此外可有效降低液滴之間的相互作用，減少顆粒掛壁現象，顯著節省能源材料。

附圖說明

圖1為本發明實施例的外觀結構示意圖。

圖2為本發明實施例的剖視結構示意圖。

圖3為本發明實施例的壓電陶瓷環結構示意圖。

圖4為本發明實施例的多孔噴頭外觀結構示意圖。

圖5為圖4的剖視示意圖。

圖6為圖5中標記B的局部放大圖。

圖7本發明實施例的鎖緊螺母結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。