[發(fā)明專利]一種單氣源擠壓式氣液同軸撞擊霧化器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011502206.6
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112704783B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏才盛;朱清波;殷澤陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: A61M11/00
• 分類號: A61M11/00
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

本發(fā)明提供了一種單氣源擠壓式氣液同軸撞擊霧化器，給出了一種單氣源擠壓式霧化器和一種氣液同軸垂直撞擊式氣動霧化噴嘴的設(shè)計方案。在本發(fā)明所涉及的霧化器工作過程中，液體和氣體無需由兩個泵分別驅(qū)動，而是受同一氣泵所產(chǎn)生高壓氣體的擠壓從噴嘴中噴出，并相互撞擊，產(chǎn)生液霧，具有霧化效果好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造霧設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種單氣源擠壓式氣液同軸撞擊霧化器。

背景技術(shù)

作為產(chǎn)生液霧的核心裝置，霧化器在很多設(shè)備中發(fā)揮著重要作用，如用于治療呼吸系統(tǒng)疾病的醫(yī)用霧化器，用于提高空氣濕度的噴霧式空氣加濕器，用于降溫、降塵、除靜電、噴藥、造景等用途的各類造霧機(jī)。

霧化器的作用是將液體打碎，產(chǎn)生大量微小液滴分布在空氣中，形成液霧，并將其輸出。目前應(yīng)用較廣的霧化器，根據(jù)霧化機(jī)理主要可分為兩大類：一類是超聲霧化，即利用霧化片的高頻振蕩將液體打散，產(chǎn)生微小液滴；另一類是流體動力霧化，即利用流體之間的相互作用力使液體變形和破碎，產(chǎn)生微小液滴。超聲霧化的優(yōu)點(diǎn)在于霧量和液滴尺寸的可控程度高，同時液滴大小更均勻，但超聲霧化裝置成本較高，并且大規(guī)模造霧能力不如流體動力霧化，因此目前應(yīng)用最廣泛的是仍是流體動力霧化裝置。流體動力霧化，是依據(jù)流體力學(xué)原理，通過合理設(shè)計噴嘴結(jié)構(gòu)，并輔以相應(yīng)形式的流體供應(yīng)，以產(chǎn)生特定的流動，實現(xiàn)霧化。霧化機(jī)理為，液體在噴嘴內(nèi)外依靠其它流體(可以是氣體，也可以是同種或不同種液體)的撞擊、剪切等作用克服自身表面張力而破碎，產(chǎn)生微小液滴。目前流體動力類霧化噴嘴的類型主要包括直射式噴嘴、離心式噴嘴、引射式噴嘴、氣動霧化噴嘴。直射式噴嘴利用高壓驅(qū)動液體，將液體以高速噴入環(huán)境氣體中，由于液體與氣體之間的相對速度較大，液體射流被氣體撕裂并破碎，產(chǎn)生液霧。這種噴嘴結(jié)構(gòu)極其簡單，但霧化出的液滴尺寸較大，霧化效果差、效率低，液體利用率低；離心式噴嘴又名旋流噴嘴，液體在噴嘴內(nèi)部噴入時具有周向速度分量，沿噴嘴內(nèi)壁面旋轉(zhuǎn)著前進(jìn)，并從噴口呈環(huán)狀管膜噴出，在強(qiáng)湍流和氣動力的作用下液膜失穩(wěn)破碎產(chǎn)生液霧。離心式噴嘴的霧化效果好，霧化效率高，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，一般用于發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等高端場景，并不適合大規(guī)模低成本應(yīng)用；引射式噴嘴，也是目前的空氣壓縮式醫(yī)用霧化器所廣泛采用的噴嘴。其利用高壓驅(qū)動空氣在收縮通道中加速，產(chǎn)生高速射流；由于高速射流的引射作用，收縮通道噴口附近的流體不斷被帶走，產(chǎn)生負(fù)壓；周圍的液體受負(fù)壓作用向噴口處補(bǔ)充，并被高速氣體帶動，一起噴射到阻擋物上，在高速撞擊下破碎并向周圍飛濺，產(chǎn)生液霧。引射式噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但其主要存在兩個問題：一是液體流動主要靠氣流的引射帶動，是一種被動的方式，相比直接以高壓為動力的擠壓驅(qū)動方式，引射對液體的輸送效率很低；二是采用液固撞擊的方式使液體霧化，其霧化效果不如氣液撞擊，對液體的利用率低；氣動霧化噴嘴，其內(nèi)部同時設(shè)計了液體流道和空氣流道。液體在壓差作用下噴出噴嘴形成液膜，空氣受壓差的驅(qū)動從噴嘴高速噴出；液膜受到高速氣流的沖擊而破碎，產(chǎn)生液滴；高速氣流夾帶著液滴噴入周圍空氣中，液滴受氣動力作用進(jìn)一步破碎產(chǎn)生更小的液滴，形成液霧，氣動霧化噴嘴因其霧化效果好、結(jié)構(gòu)簡單成本低，已應(yīng)用在一些動力裝置的燃料噴注器上，但在各類醫(yī)用、家用、商用、工業(yè)用霧化器上缺乏實際應(yīng)用。

因此，有必要提供一種霧化效果好，液體利用率高，成本低且能大規(guī)模推廣的霧化設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種單氣源擠壓式氣液同軸撞擊霧化器，其目的是為了提供一種霧化效果好，液體利用率高，成本低且能大規(guī)模推廣的霧化設(shè)備。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種單氣源擠壓式氣液同軸撞擊霧化器，包括：

液體容腔，所述液體容腔位于所述霧化器的內(nèi)部下端，所述液體容腔的上表面設(shè)有一錐形的噴嘴瓶，所述噴嘴瓶的頂端設(shè)有一噴嘴，所述噴嘴頂端開口且設(shè)有一噴嘴頂蓋；所述噴嘴瓶的內(nèi)部與所述液體容腔連通；所述液體容腔的內(nèi)部豎直設(shè)有一噴嘴供液管，所述噴嘴供液管的內(nèi)部中空且一端設(shè)于所述液體容腔的底部，另一端設(shè)于所述噴嘴內(nèi)部且位于所述噴嘴頂蓋的下端；