[发明专利]一种带可旋涡流叶轮的阶梯腔式低频超声雾化喷头

说明书

本发明提供了一种带可旋涡流叶轮的阶梯腔式低频超声雾化喷头，包括进气套管、进水套管、拉瓦尔阀芯、固定盖帽、可调基座、锥型整流套筒、可旋涡流叶轮、阶梯型谐振管、调节柱塞、定位丝杠、第二基座等；所述调节柱塞位于阶梯型谐振管的第二阶梯孔内，其轴向位置可调；所述可旋涡流叶轮通过轴承固定在阶梯型谐振管上，其外锥面与锥型整流套筒内锥面相贴合。本发明谐振腔进行了改进，使腔体内二相流体能产生更高频率、压力波动幅度更大的震荡，优化了喷头初次雾化性能，并对喷头出口进行了优化，增加了可旋涡流叶轮使得流体的出流速度降低，使得雾滴在喷射范围内更加均匀，且流体的离心运动使得雾滴进一步细化。

技术领域

本发明涉及一种二相流雾化喷头，尤其是一种带可旋涡流叶轮的阶梯腔式低频超声雾化喷头。

背景技术

目前，在雾化栽培领域，运用到的雾化方式主要有压电式超声雾化和机械式雾化(如雾滴颗粒较优的二相流雾化)，压电式超声雾化喷嘴具有雾滴细小均匀的优点，但是其雾化量偏小，只适用于小规模雾化栽培；二相流雾化喷嘴优点是雾化量大，缺点是雾滴粒径较大且均匀性差。那么对二相流喷头进行优化设计，以充分利用高速气流的能量，研制可以生成细小均匀的优质雾滴且大雾化量的雾化喷嘴，是大规模雾化栽培的当务之急。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种带可旋涡流叶轮的阶梯腔式低频超声雾化喷头。通过优化二相流喷嘴谐振腔形状，优化二相流喷嘴喷射流道，实现低能耗工况下产生大量均匀的超细雾滴。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种带可旋涡流叶轮的阶梯腔式低频超声雾化喷头，包括进气套管、进水套管、拉瓦尔阀芯、固定盖帽、可调基座、锥型整流套筒、可旋涡流叶轮、阶梯型谐振管、调节柱塞、定位丝杠、第二基座；所述进气套管中心具有进气孔、侧壁上设有进液孔；所述锥型整流套筒中心的通孔具有圆柱段和圆锥形段；所述第二基座的中心位置开有螺纹孔，第二基座一端端面上开有矩形凹槽；所述可调基座螺纹连接在进气套管外圈，且可调基座的轴向位置可调；所述锥型整流套筒、第二基座均通过定位丝杠固定在可调基座上；所述进水套管、拉瓦尔阀芯、固定盖帽均位于进气套管与锥型整流套筒的圆柱段通孔所围成的空间内；所述固定盖帽的一端通过螺纹连接在进气套管上，所述进水套管中心具有通孔、并装在进气套管内，且与进气套管之间设置密封圈，所述进水套管延伸至固定盖帽内，拉瓦尔阀芯的两端分别通过金属胶与进水套管的端部、固定盖帽的圆柱段孔端面固定连接；进气套管的通气孔、进水套管和拉瓦尔阀芯的通孔构成气体通道，所述进液孔、进水套管和拉瓦尔阀芯与进气套管、固定盖帽的通孔之间的间隙、以及拉瓦尔阀芯的进液孔构成液体通道；所述阶梯型谐振管的谐振腔为阶梯状，一端通过调节柱塞与第二基座固定连接，另一端延伸至固定盖帽的端面；所述可旋涡流叶轮通过轴承装在阶梯型谐振管上，并位于锥型整流套筒通孔的圆锥形段内，所述可旋涡流叶轮的纵断面为锥形，可旋涡流叶轮外锥面与锥型整流套筒内锥面之间具有间隙，固定盖帽的端面上设有环型凹槽，所述环形凹槽的纵断面形状为抛物线状，环型凹槽和可旋涡流叶轮的端面围成第二谐振区；所述调节柱塞的柱塞主体位于阶梯型谐振管的第二阶梯孔、内并与第二阶梯孔过盈配合，起到密封的作用，通过调节柱塞的轴向位置调节阶梯型谐振管二阶孔的深度；所述柱塞主体上还连接有针状激励器，所述激励器穿过阶梯型谐振管的谐振腔、并延伸至拉瓦尔阀芯出口段。

优选地，所述阶梯型谐振管的二阶谐振腔的一阶孔径与二阶孔径之比为1.5-3，二阶孔与一阶孔的深度之比可调节范围为1-5。

优选地，所述阶梯型谐振管的谐振腔内表面为锯齿型。

优选地，所述谐振腔内表面的锯齿纵断面倾角为12-25°，锯齿长度为1.5-2.5mm。

优选地，固定盖帽端面上的环形凹槽截面的抛物线线型为x＝my²+ny+p，所述抛物线靠近固定盖帽中心的端点曲线斜率与锥型整流套筒内圆锥面斜率相同。