[發明專利]一種基于仿生表面的螺旋管道振蕩霧化器

有效

• 申請號: 202011614332.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112827687B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳波;陳超群;李研彪;李文英;張利;盧英杰;鐘麒;王澤勝;孫鵬;戴顯永;許盡歡
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;B05B17/06;B01D47/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明提供了一種基于仿生表面的螺旋管道振蕩霧化器，其不僅具有良好的霧化性能，而且能夠增強射流的距離和穩定性，有效降低能耗，以及提升液體霧化效率，具有良好的應用前景。其結構主要包括霧化器主體、連接桿以及外部的振蕩塊，霧化器主體內部設有氣體流道、液體流道、氣液混合腔、仿生表面流道。氣體流道為一收縮圓管，其內壁為雙螺旋表面。當高壓氣體通入時，該流道可使氣體大幅度的增速流動并實現旋轉式推進運動，與增速后的液體在氣液混合腔中發生碰撞，實現液體的初次霧化行為。在經過仿生表面流道后，實現二次增速，霧滴離開霧化器主體后，沖擊振蕩塊，利用振蕩塊高頻振動實現霧滴的二次霧化破碎，以提高系統整體的霧化質量。

技術領域

本發明屬于霧化除塵技術領域，具體涉及一種基于仿生表面的螺旋管道振蕩霧化器。

背景技術

霧化除塵技術是當前較為有效的去除空氣中細顆粒物的方法，傳統的霧化設備大多采用高壓型霧化和超聲波霧化的方法，但這類霧化設備都需要額外添加激勵裝置，會大幅度增加能耗，并且，這類設備結構較為復雜，霧化效果差。在脫硫塔、洗滌塔等封閉場合環境下，這類霧化設備可以取得較好的降塵效果，但在礦井巷道、露天堆場、建筑工地等非封閉場合且相對復雜的環境下，應用效果會大打折扣。

目前，有學者在霧化設備上裝有特定架構的腔室，利用射流時腔室產生的振蕩將連續射流轉變為脈沖射流，通過能量的集聚作用，使得流體在極短的時間內獲得一個較高的能量，進而流體在出口處產生高速運動的霧粒，得到較好的霧化效果。例如：公開號為CN204571851U的專利、公開號為CN203711178U的專利、公開號為CN203961086U的專利等，結構尺寸較大或較為復雜，且霧化設備內部的能量聚集與釋放不太穩定，出口速度峰值較低。在非封閉的環境下，無法獲得連續穩定射流以及高質量的霧化行為。

因此，如何在非封閉場合實現霧化設備霧滴粒徑的大幅細化且能夠連續穩定射流，以滿足細顆粒物的高效脫除要求，是本領域技術人員需要解決的問題之一。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的上述技術問題。為此，本發明提出了一種基于仿生表面的螺旋管道振蕩霧化器。本發明的技術方案如下：

本發明提出了一種基于仿生表面的螺旋管道振蕩霧化器，其包括霧化器主體以及外部的連接桿和振蕩塊，所述霧化器主體內設置有氣體流道、液體流道、氣液混合腔、仿生表面流道；

所述氣體流道為一漸縮圓管，其內壁為雙螺旋表面，氣體流道與氣液混合腔相連通；

所述液體流道包括互連的液體入口段和液體出口段；液體入口段用于連接外部管道，其軸線與氣體流道的軸線平行，液體出口段是斜圓臺型收縮管道，其與氣液混合腔相連通；多個液體流道周向分布在氣體流道周圍；

所述氣液混合腔一端面與氣體流道和液體流道出口相通，另一端與仿生表面流道入口相通；

所述仿生表面流道為一漸縮管道，其內壁具有多個仿生減阻環；所述仿生減阻環是由多個圓形凸起組成的環狀表面結構；

所述振蕩塊通過多根連接桿與霧化器主體連接并固定，其主體結構為圓柱塊，內部有一特定形狀的通孔。

作為基本發明的優選方案，氣體流道長度是霧化器總體長度的0.65-0.8倍，內壁雙螺旋表面，氣體流道的收縮比為0.47-0.53。

作為基本發明的優選方案，所述液體出口段收縮比為0.43-0.47，且其內壁為光滑表面；液體入口段內壁具有螺紋，用于連接外部管道。

作為基本發明的優選方案，多個液體流道的液體入口段分布半徑為氣體流道半徑的2.4-2.8倍。

作為基本發明的優選方案，仿生表面流道的收縮比為0.4-0.5，其入口處的中心點位于液體出口段軸線的延長線上。