[發(fā)明專利]微量噴嘴

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410131382.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN103861747A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙驥;肖瑩;于清峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國藥科大學(xué)
• 主分類號(hào): B05B1/02
• 分類號(hào): B05B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種微量噴嘴，特指一種采用一種流體(如空氣)裹挾微小液滴到達(dá)接受部位的原理，噴射微量液體的微量噴嘴，可以廣泛地在化學(xué)、化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護(hù)、微米／納米材料和機(jī)械加工等需要噴射微量液體的領(lǐng)域中加以應(yīng)用。

背景技術(shù)

在某一研究或應(yīng)用領(lǐng)域，我們需要控制微量液體的傳輸，使液體在傳輸過程中以一種微小液滴的形式到達(dá)所要求的接受部位，這就需要有一種可噴射微量液體的微量噴嘴。國內(nèi)也有人在這一方面進(jìn)行過各種嘗試，但存在對(duì)微量噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作原理等方面的認(rèn)識(shí)不足，所制造出來的噴嘴不能方便，可靠的使用。

本發(fā)明在發(fā)明內(nèi)容中首先闡述了微量噴嘴結(jié)構(gòu)中各組成部分的定義和作用，其次對(duì)微量噴嘴噴射微量液體時(shí)氣體和液體之間的相互作用進(jìn)行了明確的闡述，解決了液體在傳輸過程中形成微小液滴的問題，為噴嘴的設(shè)計(jì)提供了基本原理的支持。根據(jù)上述原理，推導(dǎo)了微量噴嘴各組成部分之間的尺寸的關(guān)系式，并采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法選擇出典型設(shè)計(jì)方案。按上述方案制造的微量噴嘴可以廣泛地在化學(xué)、化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護(hù)、微米／納米材料和機(jī)械加工等其他需要噴射微量液體的領(lǐng)域中得以應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

當(dāng)一定流量的微量液體在液體傳輸管管口形成微小液滴時(shí)，若有一定流量的氣流包圍在傳輸管管口的周圍，則氣流將裹挾著微小液滴，使得小液滴克服液體表面與液體傳輸管管口之間附著力的束縛，從而脫離液體傳輸管到達(dá)某一接受部位，這是一種可控條件下形成微小液滴的物理過程。液滴的大小取決于氣體的流量、液體的流量和液體傳輸管的直徑。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的微量噴嘴結(jié)構(gòu)見附圖1，其主要組成部分包括殼體、進(jìn)氣管、集氣腔、導(dǎo)向阻氣管和束流腔。若將該微量噴嘴用于噴射液體，將液體傳輸管插入導(dǎo)向阻氣管，見附圖2，此時(shí)液體傳輸管與導(dǎo)向阻氣管之間有一定間隙，命名為導(dǎo)向阻氣腔，其長度與導(dǎo)向阻氣管一致。

微量噴嘴中導(dǎo)向阻氣管與殼體緊密連接，并延伸到集氣腔中，從而保證液體傳輸管與束流腔同心，同時(shí)具有阻止氣體從液體傳輸管與導(dǎo)向阻氣管之間間隙泄漏的作用，故命名為導(dǎo)向阻氣管。束流腔位于微量噴嘴前端，是一個(gè)有一定長度和直徑的圓孔，具有改變和約束氣流流動(dòng)方向的作用，因此命名為束流腔。

如附圖3所示，若要獲得最佳的噴射效果，需保證液體傳輸管、導(dǎo)向阻氣管和束流腔三個(gè)部分的垂直投影為同心圓環(huán)。但由于導(dǎo)向阻氣腔間隙的存在，使三者可能不完全同心，因而通過導(dǎo)向阻氣管約束液體傳輸管在束流腔中的位置，使液體傳輸管不會(huì)觸及束流腔內(nèi)壁，從而保證噴射氣流環(huán)繞著液體傳輸管，則導(dǎo)向阻氣管的長度須符合式①，其計(jì)算示意圖見附圖3：

2L(M-Z)N+M-2Z<D<L-S]]>?????①

式中L為噴嘴總長，

S為束流腔長度，

N為束流腔直徑，

M為導(dǎo)向阻氣管內(nèi)徑，

Z為液體傳輸管外徑，

D即為導(dǎo)向阻氣管長度，

由于導(dǎo)向阻氣腔的存在，進(jìn)入集氣腔的氣體有少量可能會(huì)從傳輸管入口處泄露，不同長度的導(dǎo)向阻氣管氣體泄漏量也不相同。我們采用合適的方法測(cè)定了微量噴嘴總長度為50毫米、導(dǎo)向阻氣管長度分別為30毫米和40毫米時(shí)，泄露的氣體量與實(shí)際流量之間的關(guān)系，見附圖4，結(jié)果顯示導(dǎo)向阻氣管越長阻止氣體泄漏的效果越好。40毫米長度的導(dǎo)向阻氣管，在進(jìn)氣流速為4升／分鐘以下時(shí)，氣體的泄漏量與流量之比小于百分之一，此時(shí)對(duì)微量液體的噴射影響不大。

由于束流腔是保證氣流以直線噴出噴嘴的主要部位，見附圖5，因此束流腔的長度也是微量噴嘴噴射效果的影響因素之一，其長度S需符合式②：