一種蜂巢式噴嘴的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種蜂巢式噴嘴，用于解決噴嘴覆蓋面積及沖擊力之間不匹配的問題，包括中空的本體，所述本體設有輸入端和輸出端，所述輸出端的端壁設有多個通孔，所述通孔傾斜地開設于所述端壁，以使所述噴嘴噴角為0～10°。本發明用于液氮汽化時用，可以獲得覆蓋面積及沖擊力合適的霧化效果。
【專利說明】
一種蜂巢式噴嘴
技術領域
[0001]本發明涉及汽化設備領域，具體涉及一種噴嘴。
【背景技術】
[0002]噴嘴是很多種噴淋、噴霧、噴油、噴砂、噴涂等設備里很關鍵的一個部件，起著重要的作用。液態的氮氣，是惰性的、無色、無臭、無腐蝕性、不可燃、溫度極低，常壓下沸點-196Γ。
[0003]在某些特殊應用領域，人們需要快速的獲得大量的低溫氮氣而非液氮，比如要求控溫精度很高的衛星環境模擬試驗中，就需要快速制取大量氮氣而非液氮。因為如果噴入液氮后，液氮的汽化會造成溫度瞬間過低，實驗條件被破壞，造成實驗失敗。現有的噴嘴應用在液氮汽化的領域中都存在一定的缺陷。在現有技術中，第一類噴嘴，雖然霧化效果好，但是覆蓋面積大，這樣會使液氮噴射到周圍管壁上，影響汽化效果。如果想避免此缺陷，就必須把管路直徑做的很大，這樣對系統的空間要求較高，同時管路內徑大于150_時就需要按照壓力管道設計，成本迅速提高。第二類噴嘴，雖然覆蓋面積小，但是由于噴射出的是一條細小液柱，噴射的覆蓋面積遠遠不能滿足液氮氣化的換熱需求。并且，噴射出的液柱具有很強的打擊力，這樣對管道內部也會造成一定的磨損。同時這樣細小的噴孔，使得噴液量很小，遠遠不能滿足液氮汽化領域對噴液量的需求。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，需要發明一種配置流量大、霧化效果好、可靠性高、設備中的噴霧部分體積盡量小的特殊液氮噴嘴，現有技術中的噴霧角度為O度就是水柱狀的噴射效果，通常被具有較強的打擊力，一般用于沖洗之用，扇形的噴霧角度一般是50?120度，根據覆蓋直徑計算出覆蓋面積，從而計算出一個平面面積中安裝多少個噴嘴產品，前述現有技術中的噴嘴都不能滿足液氮汽化時的需要，為了解決現有技術中上述問題，本發明提供一種蜂窩式噴嘴，可以形成合適覆蓋面積及合適的沖擊力，該噴嘴的噴霧角度為O?10度。
[0005]—種蜂窩式噴嘴，包括中空的本體，所述本體設有輸入端和輸出端，所述輸出端的端壁設有多個通孔，所述通孔傾斜地開設于所述端壁，以使所述噴嘴噴角為O?10°。
[0006]進一步地，所述輸出端設有可旋入所述本體中的外螺紋，所述本體設有內螺紋。輸出端可以和本體建立螺紋連接，這樣可以根據需要進行輸出端的更換，將輸出端設置為不同的通孔徑、不同的數量以及通孔與輸出端端面不同的角度，可以獲得不同的噴角以及覆蓋范圍。
[0007]進一步地，所述本體外表面為圓柱形或圓臺形。
[0008]進一步地，所述通孔為三角形和/或多邊形和/或圓形。
[0009]進一步地，所述輸出端為蜂巢式多孔結構，所述通孔的中心距相等。最終很好的保證了液氮的霧化效果。
[0010]進一步地，所述輸入端設有外螺紋或內螺紋。
[0011]進一步地，所述通孔為24個或27個或31個。
[0012]進一步地，還包括與所述輸出端連接的蓋件。
[0013]進一步地，所述本體設有螺栓頭。用于連接時可以通過螺紋緊固工具進行拆裝，使得連接更可靠。
[0014]進一步地，所述通孔為圓臺孔。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:該蜂窩式噴嘴可以獲得合適覆蓋面積及合適的沖擊力，配置流量大、霧化效果好、可靠性高、設備中的噴霧部分體積小，使得該噴嘴在應用時滿足要求，該噴嘴的噴霧角度為O?10度，滿足液氮汽化時的需要。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第一種實施方式結構示意圖。
[0017]圖2示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第二種實施方式結構示意圖。
[0018]圖3示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第三種實施方式結構示意圖。
[0019]圖4示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第一種實施方式結構示意圖。
[0020]圖5示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第二種實施方式結構示意圖。
[0021 ]圖6示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第三種實施方式結構示意圖。
[0022]圖7示出了本發明蜂窩式噴嘴的第四種實施方式結構示意圖。
[0023]圖8示出了本發明蜂窩式噴嘴的第五種實施方式結構示意圖。
[0024]主要零部件符號說明:
[0025]10-本體;11-內壁;13-螺栓頭；
[0026]30-輸入端；
[0027]50-輸出端;51-通孔；
[0028]60-蓋件。
【具體實施方式】
[0029]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對蜂窩式噴嘴進行更全面的描述。附圖給出了蜂窩式噴嘴的實施例，但是，蜂窩式噴嘴可以以不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對蜂窩式噴嘴的公開內容更加透徹全面。
[0030]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0031]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0032]在本發明的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“聯接”、“連接”、“連通”應做廣義理解，例如，可以是機械聯接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0033]圖1示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第一種結構示意圖，圖2示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第二種結構示意圖，圖3示出了本發明的蜂窩式噴嘴的第三種結構示意圖，圖4示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第一種結構示意圖，圖5示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第二種結構示意圖，圖6示出了本發明的蜂窩式噴嘴的輸出端通孔的第三種結構示意圖，圖7示出了本發明蜂窩式噴嘴的第四種結構示意圖，圖8示出了本發明蜂窩式噴嘴的第五種結構示意圖。如圖1?8所示，一種蜂窩式噴嘴，包括中空的本體10，所述本體10設有輸入端30和輸出端50，所述輸出端50的端壁設有多個通孔51，所述通孔51傾斜地開設于所述端壁，以使所述噴嘴噴角為O?10°，該噴嘴用于液氮汽化時用。
[0034]需要說明的是，噴頭與噴嘴的意義非常接近，一個是俗稱一個是比較專業的說法，噴嘴又稱為噴頭、噴咀。噴嘴可分為兩大類:燃燒器用噴嘴、非燃燒器類噴嘴。按噴嘴的功能噴嘴大致可分為:噴霧噴嘴，噴油燒嘴，噴砂嘴，及特殊噴嘴。按材料分類，可分為:金屬噴嘴，塑料噴嘴，陶瓷噴嘴，合金噴嘴。按行業分類，可分為:石化噴嘴，農業噴嘴，紡織噴嘴，造紙噴嘴，印刷噴嘴，環保(脫硫、脫硝、脫氮、除塵等)噴嘴，噴涂噴嘴，鋼鐵冶金噴嘴，電子噴嘴，食品噴嘴。按形狀分類，可分為空心錐噴嘴，實心錐噴嘴，方形噴嘴，矩形噴嘴，橢圓形噴嘴，扇形噴嘴，柱流(直流)噴嘴，二流體噴嘴，多流體噴嘴等等。
[0035]需要說明的是，所述通孔51非垂直于所述輸出端50端面，在圖示中，該通孔51非垂直于所述輸出端50端面，而是和輸出端50端面成一定的角度，該角度的在O?10°的范圍內波動，以使所述噴嘴噴角為O?10°
[0036]噴霧角度，也稱為噴角、噴射角度，是指從噴頭噴射出來的流體形成的角度。需要說明的是，有一種噴嘴噴霧角度的自動檢測裝置，該噴嘴噴霧角度的自動檢測裝置提供一種基于PLC的噴嘴噴霧角度自動檢測裝置，中國專利CN101226109公開了該種檢測裝置，該噴嘴噴霧角度自動檢測裝置包括:噴霧高度H檢測系統，有效噴霧距離L檢測系統兩大系統，其中噴霧高度H檢測系統包括依次相連的計算機、PLC單片機、步進電機驅動器、噴嘴、位移傳感器，其中步進電機與步進電機驅動器相連，LCD顯示與PLC單片機相連;有效噴霧距離L檢測系統，包括依次相連的位移傳感器、信號處理、放大器、A/D轉換器、PLC單片機，另LCD顯示與PLC單片機、位移傳感器及計算機依次相連。
[0037]在噴霧理論中，影響噴射角度的因素有很多，其中密度是液體的一定體積與相同體積水的質量比，不同的密度值代表不同的液體類別，在噴霧中(除水外)密度主要影響噴嘴的流量和流速。以水為介質的液體是計算其它不同液體的基礎，根據流量與密度的平方根成反比例的關系，可計算出不同密度液體的流量。噴霧流量在同種介質下大致與噴霧壓力的平方根成正比例。理論覆蓋范圍是根據噴霧夾角和物件距噴嘴口距離計算出來的，該數值是假設噴霧角度在整個噴霧距離中保持不變的前提下得出的，在實際噴霧中，有效噴霧角度因噴霧距離而異。當液體比水粘時，形成的噴霧角度相對較小，其角度取決于粘度，噴嘴流量和噴射壓力。
[0038]在噴霧理論中，噴霧沖擊力是指噴霧對目標表面的沖擊，該值取決于噴霧形狀分布和噴霧角度。通常，對于某一種特定的噴霧形狀分布而言，其噴霧沖擊力隨著噴霧角度的增大而減小;對于不同類型的噴霧形狀分布而言，給定相同的噴霧角度時，扇形噴霧具最大噴霧沖擊力，空心錐形噴霧居次，實心錐形噴霧沖擊力最小。
[0039]在噴霧理論中，粘度是液體在流動期間對自身成分的形狀或排列改變的抵抗。液體粘度是影響噴霧形狀形成的主要因素。它在較小程度上也影響流量。高粘度液體與水相比需要較高的下限壓力來形成一種噴霧形狀并產生狹窄的噴霧角度液體往往以最小表面積形式呈現。在這點上，其表面就張力下的一層膜。液體表面的任一部分都對鄰近部分或于它相接觸的其它物體施加張力。
[0040]在噴霧理論中，溫度的改變不影響噴嘴的噴霧性能，但影響粘度，表面張力和密度，從而影響到噴霧噴嘴的性能。
[0041]需要說明的是，噴嘴在使用中會出現影響其正常功能的缺陷，如磨損會使得噴霧噴口和內流通道表面的物質逐漸脫落，進而影響流量、壓力和噴霧形狀。由于噴霧液或環境的化學作用引用的腐蝕破壞了噴嘴材料。污垢或其它雜質阻塞了噴嘴口內部，進而限制流量和干擾噴霧形狀。還會出現粘結:噴嘴口邊緣內側或外側材料上，由于液體蒸發而引起的噴濺、霧氣或化學堆積作用而凝結一層干燥的凝固層，阻礙噴嘴口或內流通道。溫度損害:由熱引起的對非高溫用途設計的噴嘴材料產生的一種有害影響。錯誤安裝:安裝時偏離軸心，過度上緊或改變安裝位置，這些問題能導致滲漏的產生，并對噴霧性能產生不良影響。意外損傷:在安裝和清洗中由于應用不正確的工具而對噴嘴造成的一種非預期的損傷。
[0042]需要說明的是，在液氮汽化的過程中，氣態的液態溫度極低，要從噴嘴噴出，需要形成合適的覆蓋范圍，避免現有技術中的缺陷。噴嘴本體的內壁與本體輸出端橫截面的角度直接關系著從該噴嘴噴出的液態氮形成的一個覆蓋面積。在本發明中，液化的氮氣從輸入端經過本體并從輸出端的通孔輸出，從輸出端通孔噴出的液氮會形成一團液柱，該液柱要保證其截面積和液體的沖擊力合適。
[0043]在本發明中，該噴嘴可以采用的材料有:石英、陶瓷、不銹鋼、塑料到碳化硅、聚四氟乙烯、PP(工程塑料)、合金，其中，廣義的石英還包括高溫石英(β-石英)和柯石英等。石英主要成分是S12,無色透明，常含有少量雜質成分，而變為半透明或不透明的晶體，質地堅硬。凡是用陶土和瓷土這兩種不同性質的粘土為原料，經過配料、成型、干燥、焙燒等工藝流程制成的器物都可以叫陶瓷。在合金材料中，可使用一種耐侵蝕的合金材料，金屬材料在腐蝕性介質中所具有的抵抗介質侵蝕的能力，稱金屬的耐蝕性。在本發明中，可以采用碳鋼、銅等作為該噴嘴的材料。
[0044]如圖1所示，該輸出端50設有可旋入本體1中的外螺紋(圖中未示出)，容易想象的是，此時，該本體10內壁11設有與輸出端50配合的內螺紋，該輸出端50設置為前述的可拆卸連接的方式，保證了在噴嘴輸出端磨損老化等情況下可以進行更換。
[0045]如圖1所示，該本體10外表面為圓柱形或圓臺形。其中圓柱形本體在加工時，主要要經歷圓柱的磨拋及端面的切邊加工。圓柱的磨拋一般在配有氣動或液壓加壓磨頭的車床上進行，磨頭上安裝的磨料可以快速更換，磨拋圓柱的磨料通常為圓環型，采用端面與圓柱接觸，線磨拋方式。由于磨拋時的磨削力遠小于成型切割時的切削阻力，所以裝夾磨拋圓柱時，在床頭箱一端，只使用中心孔支承即可。視被磨拋石材材質不同，磨拋磨料的級配也有所區別。圓柱的拋光加工結束后，可以使用金剛石鋸片切割圓柱的兩個端面，使其長度尺寸達到成品尺寸要求。必須注意，切割后的端面與其軸線的夾角應該略小于90度，這樣在安裝時，接縫才能小而美觀。加工好的圓柱，經過清洗、檢驗、干燥后，可以包裝。圓柱的包裝分成兩個步驟，首先用厚度0.5_的塑料薄膜將圓柱包封，然后放入木欄固定。包裝、運輸時一定要注意防止磕碰圓柱。需要說明的是，圓柱外表面的表面完整性，如表面粗糙度、表面顯微硬度等是其加工性能的綜合表征，表面完整性的質量嚴重影響著圓柱外表面的使用性能及壽命。降低圓柱外表面的表面粗糙度和提高其顯微硬度是衡量切削圓柱外表面加工質量的一個重要指標。現在提高圓柱外表面加工質量的強化方法主要是在切削加工完成后再進行超聲波光整強化、噴丸強化和滾壓強化等二次強化工藝。
[0046]如圖1所示，輸出端50的通孔51可為三角形和/或多邊形和/或圓形。對于該通孔51，通孔51的加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工等，另外可替代常規鉆削的孔的加工方法有套料鉆削深孔、加熱鉆孔、激光打孔、電子束打孔、電火花打孔等。零件材料不同、尺寸不用、精度要求不同，選擇的刀具則不同；效率要求不同、量產要求不同、徑直比不同，選擇的加工工藝亦不同。由于在本發明中該通孔的尺寸較小，可以采用微孔加工技術，例如，激光微孔加工、電火花微小孔加工等。在利用激光微孔加工時，可采用相應的加工設備進行加工。
[0047]如圖1、圖2、圖3、圖7、圖8所示，輸出端50為蜂巢式多孔結構，所述通孔51的中心距相等，這樣的設計可保證從該噴嘴噴出的氣體不發生相互干涉，而且氣柱均勻。該等中心距的孔，可以在加工中心上進行處理，根據預設定的程序進行鉆孔。
[0048]如圖1所示，所述輸入端30設有外螺紋或內螺紋(圖中未示出)，用于螺紋連接，該噴嘴安裝在出口上用螺紋進行連接。螺紋連接是一種廣泛使用的可拆卸的固定連接，具有結構簡單、連接可靠、裝拆方便等優點。紋加工使用制作螺紋的工具，采用切削、車削、銑削、磨削等工藝對工件進行加工。也可用成形滾壓模具使工件產生塑性變形以獲得螺紋的加工方法螺紋滾壓一般在滾絲機搓絲機或在附裝自動開合螺紋滾壓頭的自動車床上進行，適用于大批量生產標準緊固件和其他螺紋聯接件的外螺紋。這種螺紋滾壓的加工方法的優點有:表面粗糙度小于車削、銑削和磨削；滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強度和硬度;材料利用率高;生產率比切削加工成倍增長，且易于實現自動化;滾壓模具壽命很長。
[0049]如圖4、圖5、圖6所示，輸出端50的通孔51為24個或27個或31個。24個或27個或31個通孔51形成了一個蜂窩式多空的輸出端，克服了噴液量過小及噴射液滴打擊力過大的缺陷。此處所說的蜂窩式指的是像蜂窩似的多孔形狀。
[0050]如圖7所示，還包括與所述輸出端50連接的蓋件60。該蓋件60用于蓋住該噴嘴的輸出端，方式輸出端50的通孔51被堵塞。在一個具體的實施方式中，可以設置一帽體蓋住該輸出端50，當輸出端50為圓柱形時，該蓋件60可以采用一圓柱形蓋體蓋住該輸出端，具體地，該蓋件60可以是橡膠、塑料、金屬材料等。
[0051]如圖3所示，所述本體10設有螺栓頭13，用于螺紋連接時用，該螺栓頭13可以保證該噴嘴與其他零部件的螺紋連接的可靠性，方便拆裝，同時滿足使用的要求。
[0052]如圖1所示，所述通孔51可為圓臺孔(圖中未示出)。該圓臺孔內壁保持一定的傾斜度，可以保證流體噴出時形成一定的覆蓋范圍。該圓臺孔可以采用錐鉆進行鉆孔。為了獲得所述覆蓋面積，該圓臺孔的內壁的傾斜加到保持在合適的范圍內。
[0053]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種噴嘴，其特征在于:包括中空的本體，所述本體設有輸入端和輸出端，所述輸出端的端壁設有多個通孔，所述通孔傾斜地開設于所述端壁，以使所述噴嘴噴角為O?10°。2.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述輸出端設有可旋入所述本體中的外螺紋，所述本體設有內螺紋。3.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述本體外表面為圓柱形或圓臺形。4.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述通孔為三角形和/或多邊形和/或圓形。5.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述輸出端為蜂巢式多孔結構，所述通孔的中心距相等。6.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述輸入端設有外螺紋或內螺紋。7.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述通孔為24個或27個或31個。8.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:還包括與所述輸出端連接的蓋件。9.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述本體設有螺栓頭。10.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于:所述通孔為圓臺孔。
【文檔編號】B05B1/14GK106040455SQ201610694460
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月19日
【發明人】李進, 洪軍, 高文全
【申請人】北京瑞爾騰普科技有限公司