專利名稱：具有用于旋轉霧化器的改進噴口的霧化輪的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于耐磨旋轉霧化器的改進的噴口以及包含所述改進噴口的霧化輪。所述耐磨旋轉霧化器在Niro的專利US 3,454,226，US 4,121,770和US 4,684,065中描述。
上述專利描述了用于霧化高磨損材料粉末的霧化輪，包括一輪轂以及限定與同軸環繞所述輪轂的一基本為碗形橫截面的環形腔的一主要為圓柱形的外壁，多個基本水平和徑向的噴射孔分布在所述外壁的周邊上。
在操作中供給的粉末以霧化的形式通過所述噴射孔向外噴射進入一圍繞干燥腔中，其中由霧化形成的精細顆粒得到干燥，這樣固體成分做為精細粉末向下落至干燥腔底部。
US 3,454,226描述了由耐磨燒結材料構成的一噴口設置在每個所述孔中相對于所述外壁松配合，所述噴口伸入所述環形腔中。使用耐磨材料用于噴口是必要的，因為當霧化包含硬材料的固體顆粒懸浮物時，由于離心力引起的以霧化輪排出的排出物的非常的速度會引起很強烈的磨損。在US 4,684,065中US 3,454,226的噴口由一噴口組件代替，噴口組件包括由耐磨燒結材料制成的一襯套，由相對于所述外壁松配合的可替換的鋼襯套設置在孔中。噴口組件由柔性密封環保持到位，它還能防止液體滲入孔壁和噴口組件之間的間隙中。一平凹座形成在面向設置在其中的襯套的套筒內側中。所述平凹座在套筒軸向在每一側上延伸。這種設計的優點在于在旋轉時當霧化輪不可避免地彎曲時，套筒會變形，而不會使設置在其中的脆性陶瓷襯套破裂。在上述專利中所述的噴口和可買到的噴口具有基本為圓柱形的流動槽，但在US 3,454,226的圖4中示出了一具有正方形橫截面的噴口。在現有技術中描述的特定設計提供了具有高耐磨性和長工作壽命的霧化輪和噴口。本發明的霧化輪和噴口具有與現有技術中所述的相同甚至更好的耐磨性，但同時噴口改進成可以提供具有非常窄的顆粒尺寸分布的微球顆粒。
本發明的噴口是一種旋轉霧化器的噴口，包括一耐磨燒結材料和一具有豎直槽形狀的流動槽。當這些改進的噴口用于噴霧干燥懸浮物時，使用圓柱形流動槽時可以得到具有窄尺寸分布的微球顆粒。
在此說明書的上下文中，術語“耐磨燒結材料”意味著材料中的硬顆粒穩固地相互連接，而不論是否這種相互連接受將顆粒表面固接在一起或將顆粒嵌入某些基本物質中的影響，例如用于制造碳化鎢。術語“豎直槽”是指其中水平軸比豎直軸短的一槽。
為了確保流動穩定性，最好噴口的流動槽具有均勻圓形槽的形狀。術語“均勻圓形”是指垂直于流動方向的槽的橫截面具有圓角。在流動槽的入口最好有大的曲率半徑，以確保流動穩定性。流動槽可以是錐形的。
對入口而言，當水平曲率半徑大于豎直曲率半徑時，噴口提供了沿流動槽壁的優化的流體分布組合，這導致了均勻一致的霧化量及優化的流動能力，從而產生低粘性滯后和入口湍流。在此水平曲率半徑和豎直曲率半徑如下限定。當使用x表示沿槽短軸的方向時，y沿流動槽向下而z為豎直，即沿槽的長軸。為了產生具有水平曲率半徑的表面，在具有rh半徑的xy(水平)面中必須形成一90°的弧。為了產生具有豎直曲率半徑的旋轉表面，此90°的弧設置在具有rv半徑的yz(豎直)平面中。但是，因為槽端部是圓形的，此弧不沿x壓出，而是繞槽端部的半圓形的中心線轉動。
槽高的優化尺寸(豎直軸)由所需的顆粒尺寸改進和霧化輪的尺寸限制確定。優化的槽寬(水平軸)可以選擇成同Niro專利中所述的現有技術噴口中的流動槽具有幾乎相同的橫截面。
當使用本發明的噴口時，不需要使用帶有一金屬套筒的兩件式噴口。完全由耐磨燒結材料制成的整體噴口可以經受旋轉力和壁彎曲，只要在噴口和噴射孔之間使用柔性密封環。所述密封環在US 4,684,065中描述。進一步的細節在此專利申請中做為參考。
當然，本發明的噴口也可以是兩件式噴口組件，包括具有均勻圓豎直槽形狀的一流動槽的襯有耐磨燒結材料襯套的一金屬套筒。套筒合適的金屬包括(不銹)鋼，鎳合金如耐蝕鎳基合金，鈦、鉭、鋯等。所述鋼套筒可以進一步設有一平凹座，以避免由于高轉動力使鋼套筒變形時使耐磨燒結襯套材料斷裂。在此實施例中還可以使用柔性密封圈。
在本發明進一步的實施例中，噴口設有緊靠在噴射孔中具有相對應形狀的指向相反的臺肩的一指向外的臺肩。在霧化粉末時，噴口會經受磨損，隨著時間的推移此磨損會更嚴重。但此磨損限制在特定區域中。在此實施例中，當噴口逐漸磨損時它會繞流動槽軸線轉動，以增大其工作壽命。
本發明還針對一種用于霧化高磨損材料的粉末的霧化輪，包括一輪轂以及限定與同軸環繞所述輪轂的一基本為碗形橫截面的環形腔的一主要為圓柱形的外壁，多個基本水平和徑向的噴射孔分布在所述外壁的周邊上，由耐磨燒結材料構成的一噴口設置在每個所述孔中相對于所述外壁松配合，所述噴口伸入所述環形腔中并具有一豎直槽形狀的流動槽。為了確保流動穩定性，最好噴口的流動槽具有均勻圓形豎直槽的形狀。
所述霧化輪可以設有完全由耐磨燒結材料制成的整體噴口或包括襯有耐磨燒結襯套的一金屬套筒的兩件式噴口。此外，噴口設有緊靠在噴射孔中相對應形狀的指向相反的臺肩的一指向外的臺肩。
下面參照附圖進一步解釋本發明，其中

圖1是本發明一實施例的帶有噴口的霧化輪的一局部剖視圖，圖2是本發明另一實施例的帶有噴口的霧化輪的一局部剖視圖，圖3是現有技術的噴口中的流動槽的一三維示意圖，圖4是本發明噴口中的流動槽的一三維示意圖，圖5示出具有小于38微米直徑的產品百分比相對于具有大于150微米的產品百分比的一圖表。
圖1中所示的霧化輪包括一環形腔2，環形腔2具有一設有中心輪轂1的基本為碗形的橫截面，一基本為圓柱形的外壁3以及一蓋5。在蓋5中一孔6同心繞輪轂1設置，通過它要霧化的粉末供給霧化輪。
沿霧化輪的外壁3的周邊設有多個噴射孔，通過噴射孔在操作過程中供給的粉末以霧化形式向外噴入一圍繞的干燥腔中，在此腔中由霧化形成的精細顆粒得以干燥，這樣其固體成分做為精細粉末向下落入干燥腔底部。為了防止在霧化輪上產生磨損，其由一種抗磨損燒結材料制成的噴口7插入各個噴射孔中。
圖2所示的霧化輪包括一設有中心輪轂1具有基本為碗形橫截面的環形腔2，一基本為圓柱形的外壁3，一底部4以及一蓋5。在蓋5中一孔6繞輪轂1同心設置，由此要霧化的粉末供給霧化輪。沿霧化輪的外壁3的周邊設有多個噴射孔，由噴射孔在操作過程中供給的粉末以霧化形式向外噴射進入周圍的環形腔中，在其中由霧化形成的精細顆粒得到干燥，這樣其固體成分做為精細粉末向下落至干燥腔的底部。為了防止霧化輪本身上的磨損，包括具有耐磨襯套9的套筒8的噴口7插入各個噴射孔中。套筒8由鋼制成并設有一向外的臺肩10，臺肩10緊靠一在噴射孔中形狀對應的、指向相反的臺肩11。如前所述，套筒8松配合在孔中，并且為了防止顆粒滲入以此設置的間隙中，由設置在壁3內表面附近的一密封圈12密封在外壁3上。
為了允許套筒的彈性變形而不將過大的應力傳遞給陶瓷襯套9，套筒8設有一在其內表面面向襯套的平凹部13。在所示的實施例中，凹部13從密封環12的凹部之下延伸并接近套筒8的內端，即基本覆蓋在最壞的情況下暴露給應力的套筒的那部分，此應力如果直接傳遞給陶瓷襯套則會損壞襯套。
在圖3中示出現有技術噴口中的流動槽的一三維示意圖。所述常規噴口具有一基本為圓柱形形狀。
在圖4中示出本發明噴口中的流動槽的一三維示意圖。本發明的噴口具有均勻圓形豎直槽形狀的流動槽。
在圖5中提供了一圖表，其中示出了當使用本發明的霧化輪和噴口噴霧干燥一粉末時取得了一較小的顆料尺寸分布。圖表示出了在大于150微米的產品恒定百分比下得到的具有小于38微米的顆粒尺寸的產品的絕對量減小約2％。這樣總計使顆粒尺寸分布變窄了10～20％。
權利要求
1.一種旋轉霧化器的噴口，包括一耐磨燒結材料和一具有豎直槽形狀的流動槽。
2.如權利要求1所述的噴口，其特征在于，噴口的流動槽具有均勻圓形豎直槽的形狀。
3.如權利要求1或2所述的噴口，包括一其上施加有大曲率半徑的入口，其特征在于，水平曲率半徑大于豎直曲率半徑。
4.如權利要求1至3中任一項所述的噴口，設有一指向外的臺肩。
5.如權利要求1至4中任一項所述的噴口，是由耐磨燒結材料制成的一整塊部件。
6.如權利要求1至4中任一項所述的噴口，包括具有均勻圓豎直槽形狀的一流動槽的襯有耐磨燒結材料襯套的一鋼套筒。
7.一種用于霧化高磨損材料的粉末的霧化輪，包括一輪轂以及限定與同軸環繞所述輪轂的一基本為碗形橫截面的環形腔的一主要為圓柱形的外壁，多個基本水平和徑向的噴射孔分布在所述外壁的周邊上，由耐磨燒結材料構成的一噴口設置在每個所述孔中相對于所述外壁松配合，所述噴口伸入所述環形腔中并具有一豎直槽形狀的流動槽。
8.如權利要求7所述的霧化輪，其特征在于噴口的流動槽具有均勻圓形豎直槽的形狀。
9.如權利要求7至8中任一項所述的霧化輪，包括一噴口，噴口包括其上施加有大曲率半徑的一入口，其特征在于，水平曲率半徑大于豎直曲率半徑。
10.如權利要求7至9中任一項所述的霧化輪，其特征在于，噴口是由耐磨燒結材料制成的一整塊部件，此噴口由一柔性密封環在每個孔中密封。
11.如權利要求7至9中任一項所述的霧化輪，其特征在于，噴口設有緊靠在噴射孔中形狀相對應的指向相反的臺肩的一指向外的臺肩。
12.如權利要求7至9中任一項所述的霧化輪，其特征在于，噴口包括一金屬套筒，套筒襯有由耐磨燒結材料制成的一襯套，襯套具有豎直槽形狀的一流動槽。
13.如權利要求12所述的霧化輪，其特征在于，襯套的流動槽具有均勻圓形豎直槽的形狀。
全文摘要
本發明涉及一種用于耐磨旋轉霧化器的改進的噴口以及包括所述改進噴口的一霧化輪;所述霧化輪和噴口具有與現有技術中所述的相同甚至更好的耐磨性,但同時噴口改進成可以提供具有非常窄的顆粒尺寸分布的微球顆粒。本發明的噴口包括耐磨燒結材料并具有豎直槽形狀的一流動槽。所述豎直槽可以是均勻圓形的。當這些改進的噴口用于噴霧干燥懸浮物時,使用圓柱形流動槽時可以得到具有窄尺寸分布的微球顆粒。
文檔編號B01D1/20GK1269266SQ0010466
公開日2000年10月11日 申請日期2000年3月24日 優先權日1999年3月24日
發明者布魯斯·D·阿德金斯 申請人:阿克佐諾貝爾公司