一种应用于喷灌的低压雾化喷嘴的制作方法

本实用新型涉及一种应用于喷灌的低压雾化喷嘴，属于气液两相流充分混合喷灌的雾化喷嘴技术领域。

背景技术：

气液混合喷嘴在很多领域都有应用。通常该类喷嘴的设计方法是将液体直接导入主管道中高速气体的中间位置，经过混合后再由喷嘴喷出。这类方法的缺点是在喷嘴出口处由于口径收缩使得气体速度和压力升高从而导致液体被打碎成小液滴随着气体从喷口处喷出，气液不能充分混合。为了能够在喷嘴处使得气体和液体充分混合且顺畅流出，通常将液体从管道壁面的小孔垂直喷入高速气流中，这个过程需要在高压过程中完成，对设备要求较高。这种管道设计往往采用小尺寸圆孔，带来的缺点就是极容易磨损或是发生堵塞。

通常用于喷灌的喷管中只有液体，为了能够达到喷出水雾的效果，在喷口前添加偏转打碎器来产生水滴。这样产生的水滴尺寸较大，不能得到理想的喷雾效果。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种应用于喷灌的低压雾化喷嘴，使得气液能够均匀混合后喷出。此外，经过设计的流体管道具备合理的尺寸，使得管道磨损效应和阻塞效应均能够有效降低，达到经济平衡性。本实用新型机构包括气体管道、液体管道、混合模块、收缩\扩张喷管(C-D)，其中液体管道置于气体管道中心位置，与混合模块连接，气体喷管末端与喷管收缩段对接。

本实用新型的技术解决方案是：一种应用于喷灌的低压雾化喷嘴，包括气体输送软管、液体输送软管和喷管；所述喷管包括管道截面直径沿流体运动方向逐渐变小的喷管流动收缩段、管道截面直径最小处的喷管喉道和管道截面直径沿流体运动方向逐渐变大的喷管流动扩张段，所述喷管流动扩张段的末端为喷嘴；所述喷管流动收缩段装在气体输送软管的一端，气体输送软管的另一端输入气体；所述液体输送软管的一端在气体输送软管外壁插入气体输送软管中，另一端输入液体；气体和液体在进入喷管流动收缩段前混合后进入喷管流动收缩段。

优选地，所述液体输送软管在气体输送软管中的部分有弯折段。

进一步地，所述弯折段的以下部分的轴线与气体输送软管的轴线相平行。

进一步地，所述气体输送软管的轴线、弯折段的以下部分的轴线、喷管流动收缩段的轴线、喷管喉道的轴线和喷管流动扩张段的轴线相合。

优选地，所述液体输送软管出口的外径与喷管喉道的内径相同。

优选地，所述喷嘴的内径是喷管喉道的内径的两倍。

优选地，所述液体输送软管出口和喷管沿轴线各截面为圆形。

优选地，所述喷管流动收缩段和喷管流动扩张段的内壁面为光滑的圆锥面。

优选地，所述液体输送软管在气体输送软管中的末端与所述喷管流动收缩段齐平。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型能够提供高质量的气液混合喷雾，这主要还是由于喷管C-D对气体进行加速，从而使气雾动量增加。通过雾化装置使液体转化为液雾使得接触面增加，能够极大地提高喷灌效率，提高喷灌对象表面吸收率，达到节约水资源的目的；

(2)本实用新型中喷嘴结构的优点是产生混合均匀的高速液雾所需要的输入压力低。一般来说，供气系统输入压力为1.5个标准大气压，供液系统输入压力为1.7个标准大气压。由于低压泵成本低，本型号喷嘴相比于现有技术优势明显。本实用新型喷嘴是由若干单独结构组成，每个单独结构工艺简单，便于加工。本喷嘴结构可用于除了水和空气以外的其他惰性气体和液体介质，例如氮气、二氧化碳等。

附图说明

图1为本实用新型的三维右前视图；

图2为图1中2-2方向的前视图。

具体实施方式

本实用新型是一种能够充分混合液体和气体的装置，由各分部件组成：1、含有液体导管的混合模块；2、一根连接混合模块的供气软管；3、安装在混合模块上的液体注射管，延伸到气体软管中心位置，且出口轴线与气体软管轴线相合。液体注射管与气体软管通过位于气体软管下游段的接头连接。收缩\扩张喷管与气体软管末端连接，位于液体注射管下游段，且与注射管出口有一定距离。喷管构型依照混合流动方向依次为收缩段、喉道、扩张段。喉道直径与液体注射管出口外径相同。喷管末端接口处连接喷口，喷口内径是喉道内径的两倍。本实用新型的喷管内壁光滑，沿着轴线方向逐渐收缩，且保证各截面轮廓都是圆形。原理即液体(多数情况下为水)通过加压由注射器管道进入混合模块，再由喷口喷出，形成状态良好的水气混合物。

本装置形成液体、气体混合物包括以下几个步骤：1、提供液体输出源；2、提供气体输出源；3、用来对气体和液体进行充分混合的混合模块以及喷管。

本实用新型能够提供高质量的气液混合喷雾，这主要还是由于喷管C-D对气体进行加速，从而使气雾动量增加。通过雾化装置使液体转化为液雾使得接触面增加，能够极大地提高喷灌效率，提高植物表层吸收率，达到节约水资源的目的。喷灌装置机械系统能够使得液体与气体在混合模块充分混合，再经过喷管使得动量增加，有利于液体深入植物根部。因此，从以上介绍内容可以看出，本型号喷嘴装置对于植物喷灌效果极佳，它还可以适用于造雪机水雾化系统以及灭火器喷嘴等。

本实用新型最初的目的是为了提供一种方法或装置，它能够将一种气体和一种液体充分混合并且以某一目标物或自由空间为出口使其雾化以一定速度喷出。本实用新型的特点是在低压环境下将大量气体和液体混合物完全雾化，并且以一定速度喷出，为植物喷灌提供了一种节能、高效的喷灌装置。

下面结合说明书附图进行进一步说明。

如图1所示，本实用新型包含一个混合模块11，它由气体输送软管13和液体输送软管15组成。气体和液体分别通过模块11中的输送线13和15，到达空气导管末端22，再经过喷管17混合加速，由喷嘴18喷出高质量的液雾。

如图2所示，液体输送管15与液体注射管19连接，液体注射管19斜插入空气导管21以保证液体出口20在空气导管21圆心位置且轴线位置相合，管路型面都是圆形。液体和气体在空气导管21中汇合并初步混合，再由空气导管21流入喷管17进行充分混合。喷管17包括流动收缩段23、喉道25、流动扩张段27。气液混合物由于压力的推动由喷嘴18喷出，具有水雾以及尺寸极小的液滴的形式。

本实用新型对于液体注射出口20和喷管17的尺寸设计要求严格。沿着喷管轴线各截面轮廓是正圆形，且喷管17的轴线与空气导管21、液体注射管19出口20的轴线相合。液体注射管19的外径A与喉道25的内径B严格相等。喷嘴18的内径C是喉道25内径B的两倍。

本实用新型能够喷出混合均匀的高速液雾是通过以下技术方案实现的。

气体和液体分别通过空气导管21和液体输送管15、液体注射管19输送到空气导管末端22，并在此发生初混，再经过喷管收缩段23进一步混合并到达喉道25处，高度压缩的空气伴随不可压的液体高速通过流动扩张段27，并且扩散开来，迅速扩散开的空气所带来的能量足以击碎液体，使其形成尺度足够小的液滴，随着气流加速喷出，在喷嘴处形成混合均匀的高速液雾。

利用上述结构特征的喷嘴，可以制造用于喷灌系统的混合均匀液雾。相比市面上的灌溉喷嘴，本喷嘴结构最大的优点是产生混合均匀的高速液雾所需要的输入压力低。一般来说，供气系统输入压力为1.5个标准大气压，供液系统输入压力为1.7个标准大气压。由于低压泵成本低，本型号喷嘴相比于现有技术优势明显。

本实用新型喷嘴是由若干单独结构组成，每个单独结构工艺简单，便于加工。本喷嘴结构可用于除了水和空气以外的其他惰性气体和液体介质，例如氮气、二氧化碳等。

由于上述喷嘴结构包含多个约束尺寸，在所附权利要求范围内，本实用新型的实施方案可能不同于具体描述的过程。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。