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超细雾加湿器的研发

文章发布于:2016-05-26 作者:admin 浏览次数:

一﹑系统所依据的原理和系统目的:

A、系统SS-CX型空气降尘降温加湿系统是利用高效雾化喷嘴将压缩空气与水混合并相互高速撞击,使水形成许多高速运动的细小水滴,吸收空气中的潜热而蒸发到空气中,实现加湿和降温的作用;同时,水滴的粒径在0.2-5微米范围内,下落中的水滴与空气中的浮尘粒子发生碰撞而结合在一起,浮尘粒子因表面湿度增大,以及颗粒之间在表面水的表面张力作用下很容易相互聚集在一起形成大颗粒粉尘,使颗粒本体重量增大而加速下落至地面,从而达到降尘的目的。喷雾降尘的关键技术就是提高并保持水的雾化效果,水滴越多,直径越小,与粉尘颗粒的结合几率就越大;又因水滴与粉尘颗粒属于碰撞结合,为避免发生弹性碰撞,要求水滴的质量与粉尘颗粒的质量大体相同,进而提高降尘效率。

B、本系统雾化喷嘴根据Berboulli射流引力原理,采用合理的几何曲面参数设计而成。压缩空气从雾化喷嘴高速喷出,在引导口周围形成低压区域,由于区域压力差以及液动量作用于水,压缩空气高速工作射流与被吸引的水共同以一定比例流体输量进人混合扩散段喷射出来,达到水域空气混合搅拌。由于射流紊流、周围气体的气动力作用、水中可能夹杂压缩空气等,使得水流产生变形,特别是在气动压力和表面张力作用下,使得表面变形不断加剧,以致于水流产生分裂,形成水雾或不稳定的水滴,水滴随之也破裂成水雾。若作用在水滴上的作用力相当大,足以克服表面张力时,水滴就会破裂成较小的水雾,这种现象称为“二次雾化”。所谓二次雾化,是指从射流分离后形成的水滴在压缩空气中运动时,继续分裂成更细小的水滴现象。水滴在气体中运动时,主要受到两种力的作用:气动压力,使水滴变形破碎;表面张力,使水滴维持原状。当水雾直径较大、运动较快时,气动压力就可能大于表面张力,使雾粒发生变形,继而分裂成更小的雾粒。二次破裂所需的气动力条件可用韦伯数表示。

C、韦伯数的物理意义为气动压力与水表面张力之比,水开始变形、破碎时的韦伯数称为临界韦伯数。当大于14时,水滴均破碎为水雾。韦伯数越大,水雾就越细。雾化喷嘴的喷孔越小,射流越细,雾化越细。雾化喷嘴压降越大,射流的出口流速越大,因而紊流度和韦伯数就大,有利于射流和水雾的破裂,对雾化有利。

D、同时水在雾化过程中,由于水分子之间的相互高速撞击作用,会产生大量的含负电荷的氧离子(在正常情况下,空气分子显电中性。而空气中各种气体的电子亲和力即俘获自由电子的能力不同,氧、二氧化碳远远大于其他气体。因为氧在空气中的含量(20.9%)是二氧化碳(0.03%)的700倍。因此空气中生成的负离子绝大部分都是负氧离子),大量的负氧离子可以吸附并聚集更为细小的粉尘颗粒,使之变为降尘。负氧离子由于增加了一个外层电子,获得负电荷。负氧离子具有非凡的结合能力,使通常都带正电荷的尘埃、烟雾、病菌、病毒互相聚集、中和,失去在空气中自由漂浮的能力,并迅速坠落,不再对人体形成危害,从而净化了空气。

E、本系统SS-CX型空气降尘降温加湿系统由若干个气水混合喷嘴、主控制器、辅助控制器、水气处理、水气分配等部分组成。压缩空气通过调压阀从喷嘴喷出,同时推动喷嘴内的气动活塞带动针阀向后移动,将水路出口打开。喷射出的压缩空气使得连接喷嘴的水路和气水混合比例控制装置内形成负压(真空)并推动比例控制装置内的阀杆向下移动,水路打开。同时压缩空气打开气动截止阀,水从比例控制装置流过,到达喷嘴并与压缩空气混合喷出形成水雾。同时提桶可以选配用于注入杀菌、去病毒的添加剂的杀菌消毒装置。雾化喷嘴可以根据降尘环境的需要任意配置数量而不会影响降尘效果。

F、另外,水在雾化过程中产生的大量负氧离子对人体健康具有重要的影响。当负氧负离子进入人体后,能引起一系列良性反应。最明显的有激活细胞生命力、最大限度发挥各器官生理机能,修复受损机体等。人体内细胞生长所需的去氧核酸与核糖核酸结合,就需要大量负离子;负离子对人体有调节中枢神经系统活动、改善冠状动脉血流的功能,它还可促进支气管纤毛运动;防治、改善呼吸系统的疾病;调节荷尔蒙分泌及细胞电位,促进内分泌及新陈代谢,提高免疫功能与抵抗疾病能力。负离子还具有消除紧张,镇静、清醒作用,可提高办公效率。负氧离子的基本物理特性是:

1、无色、无味。可在气流的作用下转移、扩散。

2、能使空气中的微粒物质荷电就近吸附,降尘、消烟、灭菌,起到空气清道夫的作用。

3、能通过皮肤和呼吸道进入人体内。负离子即使在洁净的空气中,也只能存在几分钟,若在污浊的空气中则仅只几秒钟,甚至更短!它们在自然界中不断产生,又不断消失。

二、本系统的结构创新:

创新点1:具有自动清除水垢和积尘、防止滴水功能的气动针阀

如图1所示,喷嘴雾化装置由喷嘴基座、前盖、后盖、喷嘴阀芯(气动针阀)、活塞以及若干个密封圈组成,前盖设置在喷嘴基座的前端,其上开有出水口,后盖设置在喷嘴基座的后端,喷嘴阀芯安装在喷嘴基座的空腔内,喷嘴阀芯的后端还安装一活塞,该喷嘴阀芯的后端与后盖之间还设置有压缩弹簧,前端装有“O”型密封圈;喷嘴基座上还设置有水路和气路,水路连通到喷嘴基座的空腔内,气路的一路连通到所述喷嘴基座的底部,另一路连通到喷嘴基座的顶部。喷嘴阀芯的前端还设置一与所述前盖上的出水口相配的细针。    

当压缩空气从进气口14 进入喷嘴后,一路从喷嘴前端喷出,同时推动喷嘴内的气动活塞带动针阀向后移动,将出水口打开。利用虹吸原理,在水路通道内产生真空,将水通过进水口13 吸入喷嘴内,并从出水口喷出,被空气雾化。

    利用压缩空气的通断,可以控制喷嘴阀芯(即气动针阀)的往复运动,喷嘴阀芯前端与前盖上的出水口相配的细针可以将出水口的水垢和积尘迅速的清除掉。当压缩空气断开或气压低于0.2MPa时,喷嘴阀芯在尾部弹簧力的作用下,立即将出水口密封,滴水不流。

在雾化喷嘴内部设置气动阀装置数国内外首创。目前国外和国内同类雾化喷嘴均不具有该气动针阀,无法实现自动清除水垢和积尘的功能;同时在雾化喷嘴开和关的时候必然会出现喷水和滴水现象。

由于在喷嘴内部安装了气动针阀装置,使得喷嘴结构复杂,要求喷嘴各个零件的加工精度很高;喷嘴各个零件的相互配合精度要求高;对压缩弹簧弹性的一致性要求高。

       喷嘴内腔同时存在压缩空气室和真空室(用于吸水),之间由密封圈分割,且气动阀芯为往复运动部件,必须要解决气动阀芯与压缩空气室和真空室的动密封问题,同时需要解决密封材料的耐磨性、耐水性和耐酸碱腐蚀性等问题。喷嘴出水口和喷嘴气动阀芯的头部细针具有很高的加工难度。

创新点2:雾化喷嘴结构决定了其真空吸水功能

雾化喷嘴的出水口被压缩空气出口包裹,且出水口探出出气口,利用压缩空气高速射流的虹吸原理,负压吸水。水被压缩空气包裹,利于水的雾化。由于喷水没有压力,水对出水口的磨损非常小,雾化喷嘴的使用寿命可长达50年;由于负压吸水,对于供水、供气管路耐压要求低,不会出现管路爆裂现象;由于负压吸水,对供水压力要求低,无需配置水路增压泵。

目前,国内外的雾化喷嘴均采用压力供水方式工作。普遍存在以下缺点:

1、系统安全性较差;

2、对供水管路要求高;

3、会出现水管路爆裂现象

本系统的雾化喷嘴采用负压吸水,解决了上述问题。

创新点3:恒定气、水混合比例技术

SS-CX型空气降尘降温加湿系统的喷雾效果决定于供气压力与供水量。供气压力可以通过控制单元内的调压阀和压力表调节。供水量大小是由控制器内的比例调节装置(如图  所示)决定。可以调节比例调节装置改变喷雾效果。在相同供水量条件下,供气压力越高,雾化效果越好,雾化颗粒越精细。其相互关系见图4。

由雾化喷嘴喷射出的压缩空气使得连接喷嘴的水路和比例调节装置(如图  所示)内形成负压(真空)并推动比例调节装置内的阀杆向下移动,比例调节装置内的锥形阀打开。水从比例调节装置流过,到达喷嘴并与压缩空气混合喷出形成水雾。

由于空压设备的限制,压缩空气的压力总是在一定范围内波动。雾化喷嘴喷射出的压缩空气压力越高,在水管路和比例调节装置(如图  所示)内形成的负压(真空)越大,比例调节装置允许通过的水量越多。因此通过比例调节装置恒定了压缩空气流量与水流量的比例,即恒定了喷雾效果。解决了因压缩空气压力的变化而水雾忽大忽小、雾化颗粒忽粗忽细的问题。同时,通过调节比例调节装置顶部的螺母,可以设定喷雾的大小和雾化颗粒的粗细,一旦设定好了,恒定不变。

比例调节装置内部需要很高的真空度要求,所有的密封材料和运动部件需要有很高的动密封性。如果真空度密封不良,将导致气水混合比例不准确。严重影响雾化效果。需要大量的试验数据以确定内部膜片弹性及弹簧压力。

本比例调节装置应用于气水混合喷雾系统在国内、国外属于首创。

创新点4:喷雾加湿的同时降尘、降温及增加空气的负氧离子含量

如右图所示,本系统应用于烟叶分选车间降尘、降温和加湿。本系统在环境空气净化降尘上的应用具有开创性的意义,它完全不同于以往传统的降尘方式,如过滤降尘、电子降尘等。同样应用仅在欧、美等一些国家有少量应用。本系统解决了传统的空气净化降尘设备的缺陷和不足,传统空气净化降尘设备有一下缺点:

A、满足不了用户的消费目的,在空气净化降尘的同时也污染了环境。如静电降尘,在负离子的作用下空气中的尘埃往往会吸附在墙体和物体上。降尘埃、消烟雾、去异味、灭病菌、清新空气,是空气降尘净化消费的目的,一般的设备,难以经济、高效、持久、安全、稳定、方便的全面实现这些消费要求。

B、臭氧发生量大。臭氧是负离子的伴生物,有强烈的杀菌作用,微量时对人有益;超量时则对人体有害。国际卫生组织对室内臭氧浓度的指标为每立方米100-120微克。

C、使用成本高。一般的电子式或复合式空气净化降尘设备需要定期更换活性炭等消耗材料。

D、清洗困难,带来使用上的不方便;残余的污染物会造成严重的二次污染。

目前,在欧、美等一些国家,喷雾降尘方式正在被逐渐开始试用,并逐渐取代其他降尘方式。其节能、降耗的特点正被人们所关注。

创新点五:本系统的雾化喷嘴装置与现有技术相比有如下显著的区别和进步:

A、设计有喷嘴的自动清洗装置:通过在喷嘴内部,采用了气动针阀来控制水路通断,加湿系统不仅在开机、关机或气压较低时,不会出现喷水、滴水现象,而且还可以通过气动针阀的往复运动将出水口处的附着物清除,实现自动清洗功能。

B、雾化喷嘴全部采用优质304不锈钢材料精密加工而成,使用寿命可达30年。

C、设计有雾化调节装置:当水通过真空阀及水管路被吸入喷嘴雾化装置的内腔并从出水口喷出雾化时,用户可根据实际需求,通过调节真空阀改变混合比得到最佳的雾化效果,雾粒直径约在0.2-5um,比现有技术喷雾雾粒都要小、要均匀,不会造成管道爆裂现象。设计有管路存放水装置:该装置具有管路存水排放功能,不会因为管路中存水对环境造成污染,满足了高标准的卫生要求。

D、与同类技术相比,本项目技术更加全面、完善,而且具有较强的实用性,因此在目前的市场上具有较强的竞争能力和经济效益。



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