[發(fā)明專利]一種氣助式靜電超聲霧化噴頭及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010587848.4
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111889292B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 高建民;艾安君
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;B05B7/04;B05B5/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，包括進氣套管（2）、拉瓦爾管（3）、諧振體（4）和射流元件體（9）；所述進氣套管（2）的左端位置設有進氣孔（1），進氣套管（2）的右端與拉瓦爾管（3）左端相連接，所述拉瓦爾管（3）的右端與諧振體（4）的左端相連接，所述諧振體（4）右端與射流元件體（9）的左端相連接，所述諧振體（4）與射流元件體（9）之間設置有諧振管封閉面（6）；所述諧振管封閉面（6）使得諧振體（4）內(nèi)的氣體通過V形諧振管（15）經(jīng)導氣孔（14）進入射流元件體（9）；所述諧振體（4）內(nèi)設置有諧振腔（5），所述諧振體（5）的側(cè)壁設有V形諧振管（15），V形諧振管（15）與射流元件體（9）上開設的導氣孔（14）相通，射流元件體（9）上還開設有進液口（7）和導流腔（8），且液體經(jīng)進液口（7）進入導流腔（8）并被從導氣孔（14）進入的氣體吹送至旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)后經(jīng)氣霧出口（10）噴出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括壓電小球（12）和渦旋葉片（13）；所述壓電小球（12）為橢球狀且外輪廓涂覆有壓電材料；所述壓電小球（12）上排布有數(shù)個渦旋葉片（13）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置設置在壓電小球活動腔（16）內(nèi)，且旋轉(zhuǎn)裝置通過支撐桿（11）支撐；所述壓電小球活動腔（16）開設在射流元件體（9）內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置設置在壓電小球活動腔（16）內(nèi)，且旋轉(zhuǎn)裝置通過支撐桿（11）支撐；所述壓電小球活動腔（16）開設在射流元件體（9）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或者4任一項所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述壓電小球活動腔（16）中間段為縮擴管狀，壓電小球活動腔（16）中間段的左端為漸擴狀，壓電小球活動腔（16）中間段的右端為錐形漸縮狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述壓電小球（12）的外輪廓與所述壓電小球活動腔（16）內(nèi)壁輪廓按照拉瓦爾管參數(shù)設置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述諧振腔（5）為階梯型，所述諧振腔（5）的左端直徑為9~11mm，中間段直徑為5~7mm，右端擴張端直徑為8~10mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述進液口（7）與導氣孔（14）上下相對設置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述導流腔（8）出液口與諧振管封閉面（6）之間留有間隙，且間隙為1~2mm；所述導流腔（8）的上下壁面高度差為2~3mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭，其特征在于，所述渦旋葉片（13）的扭轉(zhuǎn)角設為45°。

11.根據(jù)權(quán)利要求2或者4或者10所述的氣助式靜電超聲霧化噴頭的工作方法，其特征在于， 一定壓力的氣體經(jīng)進氣孔（1）進入拉瓦爾管（3）后迅速由亞音速加速至超音速，在拉瓦爾管（3）的出口形成超音速氣流，隨后超音速氣流進入階梯型諧振腔（5），同時在諧振腔（5）入口產(chǎn)生一定的沖擊波，由于腔內(nèi)的壓力逐漸增大，沖擊波逐漸向背離入口端方向運動，因此高速氣流在階梯型諧振腔（5）內(nèi)超聲振動，導致右側(cè)諧振管封閉面（6）也產(chǎn)生超聲振動，同時液滴經(jīng)過進液口（7）從導流腔（8）出口流至諧振管封閉面（6）的外端面，促使液滴產(chǎn)生超聲振動而破碎細化，進而由于諧振體（4）側(cè)壁管口的靜壓力逐漸下降，使得氣流從V形諧振管（15）流出，經(jīng)導氣孔（14）氣流在射流元件體（9）的左端面處與液滴匯合后達到第二次霧化，隨后，高速氣液混合體沖擊在渦旋葉片（13）上而使得氣液混合體被高速旋入，同時帶動壓電小球（12）快速轉(zhuǎn)動，對流體形成一個短時間內(nèi)的加速，此時對壓電小球（12）的表面產(chǎn)生一定的壓力，使得壓電小球（12）表面的壓電材料產(chǎn)生正壓電效應，在壓電材料的內(nèi)外面上出現(xiàn)正負相反的電荷，進而液滴經(jīng)過壓電小球（12）表面后帶上正電；同時，高速的氣液混合體經(jīng)過壓電小球（12）外壁與壓電小球活動腔（16）內(nèi)壁所形成的拉瓦爾狀通道，而加速至超音速，因此霧滴在此過程進一步霧化，最后超音速帶靜電的霧滴從氣霧出口（10）噴出。