CN110976120B - 一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴 - Google Patents

一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，包括进料腔、导流腔、储料腔、旋流室、导流管和反向气流帽，导流腔固连在进料腔底部，储料腔固连在导流腔底部，旋流室固连在储料腔底端中部，导流管架设在导流腔与储料腔之间，反向气流帽架设在导流管上，反向气流帽位于旋流室的出料口处，导流管内通入气体并从反向气流帽处反向流入旋流室内，本发明具有提高了喷嘴的雾化效果，同时可以控制雾化锥角，增加了适用工况的优点。

Description

一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴
技术领域
本发明涉及涂料喷涂技术领域，尤其涉及一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴。
背景技术
随着航空技术的不断发展，复合材料的应用变得更加广泛，这就对漆料的喷涂工艺提出了更高的要求，喷涂质量的好坏直接关系到复合材料的使用寿命和性能优劣；而喷涂质量在很大程度上是由喷嘴的性能决定的，因此喷嘴的设计和优化，是航空领域重点发展的技术之一。
传统的航空涂料喷嘴主要由压力雾化喷嘴，空气雾化喷嘴等，主要是利用高压涂料或者高压空气使涂料雾化成细小颗粒，进而进行喷涂，因此对于涂料和空气的压力就有很高的要求，也带来了一定的安全隐患；同时由于喷嘴出口具有很高的压力，在喷涂过程中不可避免的出现漆料的喷溅，导致漆料的浪费和喷涂不均匀；此外，当喷嘴选定之后，喷雾锥角一般不能发生改变，这就很大程度上影响了喷涂效率以及应用场景。
因此，针对以上不足，需要提供一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决喷涂时需要较大压力且会出现喷溅的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，包括进料腔、导流腔、储料腔、旋流室、导流管和反向气流帽，导流腔固连在进料腔底部，储料腔固连在导流腔底部，旋流室固连在储料腔底端中部，导流管架设在导流腔与储料腔之间，反向气流帽架设在导流管上，反向气流帽位于旋流室的出料口处，导流管内通入气体并从反向气流帽处反向流入旋流室内。
通过采用上述技术方案，涂料通过进料腔进入喷嘴，经过导流腔整流后进入储料腔，然后通过旋流室的进料口进入旋流室，形成涂料旋流；同时将气体导入导流管，在反向气流帽的作用下，形成反向气流，反向气流与涂料旋流在喷嘴出口相互作用，不仅可加速涂料的雾化，还能提升涂料雾化的均匀性。
作为对本发明的进一步说明，优选地，反向气流帽的出气口伸出旋流室外。
通过采用上述技术方案，能保证涂料可喷出喷嘴外的同时提高雾化效率。
作为对本发明的进一步说明，优选地，反向气流帽伸出旋流室的长度与反向气流帽口径之比为0.4～0.6。
通过采用上述技术方案，可避免涂料与反向气流帽接触，同时保证反向气流加速雾化的最大效果。
作为对本发明的进一步说明，优选地，旋流室外壁上开设有螺旋状的进料口，进料口一端与储料腔相通，进料口另一端与旋流室相通。
通过采用上述技术方案，可实现涂料在旋流室内进行分层旋流，促进涂料雾化的均匀性。
作为对本发明的进一步说明，优选地，旋流室沿轴向方向间隔分布有多个进料口，进料口口径与旋流室内腔口径之比为0.001～0.003，旋流室高度与旋流室内腔口径之比为0.7～0.95。
通过采用上述技术方案，进料口周向均匀布置，保证了旋流室内涂料流场的均匀性，口径比保证了涂料可以顺利进入旋流室，并且具有一定的周向速度，同时高度与口径比保证旋流室内形成旋转液膜，进而利于涂料的破碎。
作为对本发明的进一步说明，优选地，导流管包括横向管和纵向管，横向管轴线方向与导流腔轴线方向垂直，横向管贯穿导流腔与储料腔相接处，纵向管一端与横向管固连，纵向管另一端与反向气流帽固连，纵向管轴线与导流腔轴线重合。
通过采用上述技术方案，采用两个进气管的有效增大气体流量和流速，配合反向气流帽的小口径出口，使气体能喷入旋流室更为深入的空间中，进而配合涂料的旋流使涂料更快雾化。
作为对本发明的进一步说明，优选地，进料腔内液压为0.5～10MPa，导流管内气压为0.2～0.5MPa。
通过采用上述技术方案，使涂料可以实现在较低压力下的雾化，可以适用于不同粘度的涂料；并且此气体压力范围可以保证反向气流的动量与涂料动量在合适范围内，避免涂料的溅射。
作为对本发明的进一步说明，优选地，喷嘴轴线方向总长与旋流室出料口的口径之比为1.1～1.5，旋流室出料口的口径与旋流室内腔口径之比为0.005～0.01，反向气流帽口径与旋流室出料口的口径之比为0.5～0.75。
通过采用上述技术方案，设置合适的喷嘴轴线方向总长和旋流室出料口外径的比值，以保证涂料合适的雾化颗粒度和和流量范围；设置合适的出料口尺寸保证涂料可以顺利从喷嘴喷出，避免在旋流室内堆积；设置合适的出口比值，保证反向气流可以从喷雾锥角内部冲击涂料喷雾，同时保证气流流量和涂料流量的匹配。
作为对本发明的进一步说明，优选地，横向管口径与纵向管口径之比为0.75～1。
通过采用上述技术方案，纵向管口径略小于横向管口径，对气流起到了加速作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，纵向管口径与反向气流帽口径之比为0.8～0.9。
通过采用上述技术方案，便于控制反向气流的速度，同时利于加强反向气流帽的整流作用。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
1、本发明采用反向气流加速雾化的原理，可以在较低压力下实现涂料的雾化，增加了喷涂设备的安全性和可靠性；
2、本发明采用离心旋流来雾化涂料，增加了涂料雾化的均匀性，提升了喷涂质量；
3、本发明反向气流的压力可以控制，进而可以改变喷雾锥角，提升了喷嘴的适用性。
附图说明
图1是本发明的效果图；
图2是本发明的剖面图；
图3是图2中A-A的截面图。
图中：1、进料腔；2、导流腔；3、储料腔；4、旋流室；41、进料口；5、导流管；51、横向管；52、纵向管；53、第一进气口；54、第二进气口；6、反向气流帽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴,结合图1、图2，包括进料腔1、导流腔2、储料腔3、旋流室4、导流管5和反向气流帽6，导流腔1固连在进料腔2底部，储料腔3固连在导流腔2底部，旋流室4固连在储料腔3底端中部，导流管5架设在导流腔2与储料腔3之间，反向气流帽6架设在导流管5上。
结合图1、图2，包括进料腔1、导流腔2和储料腔3均为一体成型的圆柱管体，进料腔1与储料腔3内均开设有圆柱状的内腔，储料腔3口径大于进料腔1口径，导流腔2内开设有喇叭状的内腔，导流腔2连通进料腔1和储料腔3，导流腔2的内腔外壁为圆弧状，可使涂料能平滑地流入储料腔3内；结合图3，旋流室4为倒梯台状壳体，且底部为出料口，旋流室4外壁上沿轴向方向间隔开设有若干个螺旋状的进料口41，进料口41一端与储料腔3相通，进料口41另一端与旋流室4相通；导流管5包括横向管51和纵向管52，横向管51轴线方向与导流腔2轴线方向垂直，横向管51贯穿导流腔2与储料腔3相接处，横向管51两端口分别为第一进气口53和第二进气口54；纵向管52一端与横向管51固连，纵向管52另一端与反向气流帽6固连，纵向管52轴线与导流腔2轴线重合；反向气流帽6内开设有倾斜向上开口的孔，反向气流帽6的出气口伸出旋流室4外，能保证涂料可喷出喷嘴外的同时提高雾化效率；导流管5内通入气体并从反向气流帽6处反向流入旋流室4内。
结合图2、图3，进料腔1内液压为0.5～10MPa，导流管5内气压为0.2～0.5MPa，使涂料可以实现在较低压力下的雾化，可以适用于不同粘度的涂料；并且此气体压力范围可以保证反向气流的动量与涂料动量在合适范围内，避免涂料的溅射；进料口41口径与旋流室4内腔口径之比为0.001～0.003，进料口41周向均匀布置，可实现涂料在旋流室4内进行分层旋流，促进涂料雾化的均匀性,并且合理的口径比保证了涂料具有一定的周向速度而顺利进入旋流室4，旋流室4高度与旋流室4内腔口径之比为0.7～0.95，保证旋流室4内可形成旋转液膜，进而利于涂料的破碎；反向气流帽6伸出旋流室4的长度与反向气流帽6口径之比为0.4～0.6，可避免涂料与反向气流帽6接触，同时保证反向气流加速雾化的最大效果；
结合图2、图3，喷嘴轴线方向总长与旋流室4出料口的口径之比为1.1～1.5，以保证涂料具有合适的雾化颗粒度和和流量范围；要保证涂料可以顺利从喷嘴喷射，不至于在旋流室4内堆积，需要涂料的体积
Figure 834789DEST_PATH_IMAGE002
小于等于喷嘴的流量
Figure 689613DEST_PATH_IMAGE004
，同时，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 875875DEST_PATH_IMAGE006
因需要
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，则通过计算可得，旋流室4的出料口41的口径（
Figure 208767DEST_PATH_IMAGE008
）与旋流室4内腔口径（
Figure DEST_PATH_IMAGE009
）之比为0.005～0.01。
结合图2、图3，横向管51口径与纵向管52口径之比为0.75～1，纵向管52口径略小于横向管51口径，对气流起到了加速作用，纵向管52口径与反向气流帽6口径之比为0.8～0.9，便于控制反向气流的速度，同时利于加强反向气流帽6的整流作用；反向气流帽6口径与旋流室4的出料口41的口径之比为0.5～0.75，保证反向气流可以从喷雾锥角内部冲击涂料喷雾，同时保证气流流量和涂料流量的匹配。
结合图2、图3，涂料通过进料腔1进入喷嘴，经过导流腔2整流后进入储料腔3，然后通过旋流室4的进料口41进入旋流室4，形成涂料旋流；同时将气体导入导流管5，在反向气流帽6的作用下，形成反向气流，反向气流与涂料旋流在喷嘴出口相互作用，不仅可加速涂料的雾化，还能提升涂料雾化的均匀性，并且采用两个进气管的有效增大气体流量和流速，配合反向气流帽的小口径出口，使气体能喷入旋流室更为深入的空间中，进而配合涂料的旋流使涂料更快雾化
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。。

Claims (7)

1.一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：包括进料腔（1）、导流腔（2）、储料腔（3）、旋流室（4）、导流管（5）和反向气流帽（6），导流腔（2）固连在进料腔（1）底部，储料腔（3）固连在导流腔（2）底部，旋流室（4）固连在储料腔（3）底端中部，导流管（5）架设在导流腔（2）与储料腔（3）之间，反向气流帽（6）架设在导流管（5）上，反向气流帽（6）位于旋流室（4）的出料口处，导流管（5）内通入气体并从反向气流帽（6）处反向流入旋流室（4）内；
其中，导流管（5）包括横向管（51）和纵向管（52），横向管（51）轴线方向与导流腔（2）轴线方向垂直，横向管（51）贯穿导流腔（2）与储料腔（3）相接处，纵向管（52）一端与横向管（51）固连，纵向管（52）另一端与反向气流帽（6）固连，纵向管（52）轴线与导流腔（2）轴线重合。
2.根据权利要求1所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：反向气流帽（6）的出气口伸出旋流室（4）外。
3.根据权利要求2所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：反向气流帽（6）伸出旋流室（4）的长度与反向气流帽（6）口径之比为0.4～0.6。
4.根据权利要求3所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：旋流室（4）外壁上开设有螺旋状的进料口（41），进料口（41）一端与储料腔（3）相通，进料口（41）另一端与旋流室（4）相通。
5.根据权利要求1所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：进料腔（1）内液压为0.5～10MPa，导流管（5）内气压为0.2～0.5MPa。
6.根据权利要求1所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：横向管（51）口径与纵向管（52）口径之比为0.75～1。
7.根据权利要求6所述的一种反向气流加速雾化的离心涂料喷嘴，其特征在于：纵向管（52）口径与反向气流帽（6）口径之比为0.8～0.9。
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