[發明專利]一種應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴

有效

• 申請號: 202010176318.0
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111299001B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張榛;陳君;汪旭東;汪鳳山;楊文慧
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B05B7/06
• 分類號: B05B7/06;B05B7/08;B05B7/10;F26B5/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發明公開了一種應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴，適用于為細菌、病毒、芽孢、毒素等多種生物氣溶膠樣品的制備提供均勻的超細霧化條件，包括氣路接頭、噴嘴主體、液路接頭、噴頭、密封圈和擰緊螺母，在較小的液體流量和較低的氣體壓力下，通過旋流氣體的穩定和沖擊作用，對液柱射流進行撞擊加劇射流的不穩定性，形成液滴的破碎和分散，并有效防止液滴間的碰撞聚合，產生高質量的均勻霧化，為在超低溫環境下制備細微均勻的凍結氣溶膠顆粒提供條件。

技術領域

本發明涉及一種應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴，適用于為細菌、病毒、芽孢、毒素等多種生物氣溶膠樣品的制備提供均勻的超細霧化。

背景技術

噴霧超低溫速凍-真空冷凍干燥級聯耦合可氣溶膠化生物粒子干粉制備技術分為兩個關鍵步驟：通過霧化噴頭把液體生物樣品霧化成細小霧滴，通過由液氮形成的超低溫環境把霧滴速凍形成細微凍結顆粒；通過升華原理對凍結顆粒進行真空冷凍干燥，最終獲得干燥的細顆粒物成品。其中霧化噴頭裝置的設計是其中的關鍵技術。

液體霧化是指在外加能量作用下，液體在氣體環境中變成液霧或小液滴的過程。為了制備符合要求的病原體等生物樣品，需要將霧化液滴的空氣動力學直徑控制在3～5μm。

現有的噴嘴方案在較小的液體流量和壓力供給條件下，難以實現高質量的霧化，一是細度不夠，二是均勻性不好，無法滿足生物樣品制備的需求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴，解決了現有的噴嘴方案在較小的液體流量和壓力供給條件下，難以實現高質量的霧化的問題。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴，包括：氣路接頭、噴嘴主體、液路接頭、噴頭和擰緊螺母；其中，所述噴嘴主體為一個回轉體結構，所述噴嘴主體的內部開設有第一偏心直通圓孔、第二偏心直通圓孔和中心直通小孔，其中，第一偏心直通圓孔和第二偏心直通圓孔并行排列，第二偏心直通圓孔和中心直通小孔相連通，所述中心直通小孔位于第二偏心直通圓孔的下部；所述噴嘴主體的側壁的上部設置有第一圓柱形凸臺接口，所述第一圓柱形凸臺接口與所述氣路接頭對接，所述氣路接頭內部開設的通道與第一偏心直通圓孔相連通；所述噴嘴主體的頂端設置有第二圓柱形凸臺接口，所述第二圓柱形凸臺接口與所述液路接頭對接，所述液路接頭內部開設的通道與第二偏心直通圓孔相連通；所述噴嘴主體的中部設置有帶有外螺紋的臺階，帶有外螺紋的臺階與擰緊螺母的內螺紋通過螺紋旋緊連接；所述噴嘴主體的圓柱段設置于臺階的下部，所述圓柱段的外壁帶設置有兩至三個凸起導向段，插入噴頭的內孔中。

上述應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴中，所述噴嘴主體的底端面設置有若干個螺旋槽的圓臺形結構的旋渦器。

上述應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴中，所述氣路接頭的一端的外壁設置有外螺紋，所述氣路接頭的另一端為有臺階的第一中空圓柱體，所述氣路接頭的中部設置有第一六角形外凸臺階；其中，所述第一圓柱形凸臺接口與臺階的第一中空圓柱體相連接。

上述應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴中，所述液路接頭的一端為有內錐形的接頭，所述液路接頭的另一端為有臺階的第二中空圓柱體，所述液路接頭的中部設置有第二六角形外凸臺階；其中，所述第二圓柱形凸臺接口與臺階的第二中空圓柱體相連接。

上述應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴中，所述噴頭為一個帶有臺階的中空回轉體，套在噴嘴主體底端圓柱段的外側，所述噴頭的底端為圓臺形結構，與噴嘴主體構成氣路噴射流道，所述噴頭的頂端臺階的外表面套有圓環形的密封圈，通過噴嘴主體與擰緊螺母的螺紋連接壓緊，實現密封。

上述應用于噴霧冷凍干燥裝置的超細霧化噴嘴中，旋渦器的螺旋槽沿旋渦器圓臺母線方向進行加工，槽截面可以為三角形、矩形、梯形或者半圓形。