一种气液混合装置制造方法
一种气液混合装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种气液混合装置。包括气体入口、液体入口和混合液出口，气体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环形喷口形成的夹角a为45～80度，环形喷口入口端有环绕的环形液体腔，环形液体腔与液体入口连接；环形喷口可开闭、形成的宽度可调节；液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压，吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，流体流动无阻力，装置无后坐力，喷射距离更远，混合液出口可调节甚至关闭，从而调节液体流量，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
【专利说明】一种气液混合装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于消防设备设计制造领域，尤其属于压缩空气、泡沫、水消防用混合设备 的设计制造领域，特别涉及一种气液混合装置。
【背景技术】
[0002] 在消防灭火设备中，空气、泡沫、水混合在实现多类火灾灭火时常常应用，现有的 混合装置通常采用文丘里原理设计结构，气液混合装置采用气体入口开口在喷射管的侧 面、进气方向在液体的外层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。
[0003] 如中国专利申请201310060259. 0公开了一种气液混合装置，包括实现气液混合 的混合腔，混合腔为空心圆柱体，圆柱体的一端是液体进口，另一端是混合液出口，混合腔 圆柱体侧壁有气体入口，混合腔与液体进口结合部有挡板构成的旋流发生装置，挡板上有 沿混合腔圆柱体轴向倾斜对称设置的多个通孔，混合腔与混合液出口结合部设置有圆筒形 滤网发泡装置。该申请采用了在混合腔圆柱体侧壁设置气体入口的结构。
[0004] 中国专利200720052344. 2公开了负压式压缩空气A类泡沫灭火装置，其中包括 气液混合器，如该专利说明书附图5所示，该泡沫混合器是负压式混合器，在泡沫混合器壳 体上安装混合器喷嘴，在泡沫混合器喷嘴前端形成一个负压腔，喉管与负压腔相通，在泡沫 混合器上设置的泡沫进口连通在负压腔上，当水流经过泡沫混合器上的混合器喷嘴时，喷 嘴的喷射口突然缩小，使水流加速，水流射向喷嘴前端的喉管，水流形成的水柱通过负压腔 时，将负压腔内的空气带走，在负压腔内产生真空，从而将泡沫液吸入。泡沫液通过负压式 混合器与水混合。不管管路中水压高还是低，泡沫液都能与水充分混合。
[0005] 上述气液混合装置均采用了气体入口开口在喷射管的侧面、进气方向在液体的外 层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。该结构的气液混合装置形成真 空能力小，气液混合均匀度不高，喷射距离近，发泡倍数低等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明根据现有技术的不足公开了一种气液混合装置。本发明要解决的问题是提 出一种发泡倍数更高，喷射压力进一步提高，操作更方便的气液混合装置。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
[0008] -种气液混合装置，包括气体入口、液体入口和混合液出口，其特征在于：所述气 体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环 形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度，环形喷口入口端有环绕的环 形液体腔，环形液体腔一侧与液体入口连接。
[0009] 所述环形喷口可开闭、形成的宽度可调节。
[0010] 所述环形喷口的流道壁上设置有弹性密封圈。
[0011] 所述环形喷口由气体入口与混合液出口结合部相互匹配的斜面构成。
[0012] 所述混合液出口可沿轴向线移动。
[0013] 所述气体入口与混合液出口管径相同。
[0014] 所述液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。
[0015] 本发明有益性：本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一 定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压。吸入更多的气体，产生更高的发泡 倍数，实验证明可提高发泡倍数1?5倍；混合腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液 体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离 可提高10?40% ;采用可调节的混合液出口结构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的 缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作 方便，降低系统设备成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明气液混合装置横截面结构示意图；
[0017] 图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；
[0018] 图3是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图；
[0019] 图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；
[0020] 图5是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。
[0021] 图中，1是气体入口，2是液体入口，3是弹性密封圈，4是环形喷口，5是混合液出 口，6是环形液体腔，a是环形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角，Η是环形喷口宽 度。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的 说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出 的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
[0023] 结合图1至图5。
[0024] 气液混合装置，包括气体入口 1、液体入口 2和混合液出口 5,气体入口 1与混合液 出口 5设置在同一轴向线上，气体入口 1与混合液出口 5结合部是环形喷口 4,环形喷口 4 形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度，环形喷口 4入口端有环绕的环形液 体腔6,环形液体腔6 -侧与液体入口 2连接。
[0025] 环形喷口 4可开闭、形成的宽度Η可调节。
[0026] 环形喷口 4的流道壁上设置有弹性密封圈3。
[0027] 环形喷口 4由气体入口 1与混合液出口 5结合部相互匹配的斜面构成。
[0028] 混合液出口 5可沿轴向线移动。
[0029] 气体入口 1与混合液出口 5管径相同。
[0030] 如图1所示，气液混合装置可以采用套管结构，即气体入口 1套管，液体入口 2套 管和混合液出口 5套管。气体入口 1套管与液体入口 2套管的构成环形液体腔6的管道通 过螺纹密封固定连接，固定连接后气体入口 1套管外壁与液体入口 2套管内壁形成部分环 形液体腔6,气体入口 1套管前端的端面是与混合液出口 5套管匹配的结合部，端面为斜面， 斜面上嵌入了环形的弹性密封圈3 ;混合液出口 5套管同样与液体入口 2套管构成环形液 体腔6的管道通过螺纹密封连接，混合液出口 5套管可通过旋转沿轴线前后移动，混合液出 口 5套管外壁与液体入口 2套管内壁形成部分环形液体腔6,混合液出口 5套管后端的端面 是与气体入口 1套管匹配的结合部，端面为斜面；气体入口 1斜面与混合液出口 5斜面配合 构成环形喷口 4,环形喷口 4可通过混合液出口 5套管旋转沿轴线前后移动调节宽度大小甚 至关闭，关闭时弹性密封圈3可较好实现密封。
[0031] 气体入口 1斜面与混合液出口 5斜面的倾斜决定环形喷口 4的液体射流方向，通 过研究发现环形喷口 4形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度可实现较好的 气液混合。环形喷口 4入口端宽度大于或等于出口端宽度，所谓入口端是环形喷口 4位于 环形液体腔6-端，当环形喷口 4入口端宽度等于出口端宽度时的出流系数大约为0. 63,当 环形喷口 4入口端宽度大于出口端宽度形成夹角为12. 5度喷口时出流系数可达到0. 9。
[0032] 图1中箭头方向是流体移动方向。气体入口 1箭头是气体流动方向，气体入口 1 与气源连接，气源可以是气泵或高压气瓶；液体入口 2箭头是液体进入方向，液体入口 2与 灭火水源或泡沫水混合液连接，通过加压泵输送，有一定压力的水或混合好的泡沫液从液 体入口 2进入管段，再通过环形喷口 4以一定倾斜度的喷出，产生负压，被吸入的空气从气 体入口 1加压吸入混合，产生具有一定发泡倍数的气液混合体，再从混合液出口 5喷出。从 液体入口 2进入管段的液体压力为0. 1?1. 6MPa，液体流量在（5?6000L/min)之间。
[0033] 气体入口 1和混合液出口 5管径相同，可在5?400mm变化。气体入口 1和混合 液出口 5管径相同减少了由于管径变化对流体的影响，降低液体、气体以及气液混合流体 的阻力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10?40%。
[0034] 混合液出口 5管道的调节距离可在1?50mm变化以调节环形喷口 4的宽度。
[0035] 图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；图3是本发明 气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图。如图所示，液体入口 2沿环形液体腔 6径向方向设置。
[0036] 本发明环形喷口 4采用一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负 压。吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，实验证明可提高发泡倍数1?5倍。气液混合 腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力， 使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10?40%。采用可调节的混合液出口结 构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专 门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
[0037] 图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；图5是本发明 气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。如图所示，液体入口 2沿环形液体 腔6切线方向设置。液体从切线方向流入环形液体腔6,液体环形液体腔6高速绕旋流动， 再由具有一定斜度环形喷口 4喷射，进一步增加空气与泡沫液混合时间，产生更高倍泡沫 液。提高灭火剂的发泡效率，增加灭火效能。
【权利要求】
1. 一种气液混合装置，包括气体入口（1)、液体入口（2)和混合液出口（5)，其特征在 于：所述气体入口（1)与混合液出口（5)设置在同一轴向线上，气体入口（1)与混合液出 口（5)结合部是环形喷口（4)，环形喷口（4)形成的液体射流方向与轴向线的夹角（a)为 45?80度，环形喷口（4)入口端有环绕的环形液体腔￠)，环形液体腔（6)与液体入口（2) 连接。
2. 根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)可开闭、形成 的宽度（H)可调节。
3. 根据权利要求1或2所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)的流道 壁上设置有弹性密封圈（3)。
4. 根据权利要求3所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)由气体入口 (1)与混合液出口（5)结合部相互匹配的斜面构成。
5. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述混合液出口（5)可沿轴向 线移动。
6. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述气体入口（1)与混合液出 口（5)管径相同。
7. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)入口端宽度 大于或等于出口端宽度。
8. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述液体入口（2)沿环形液体 腔（6)径向或切线方向设置。
【文档编号】A62C31/12GK104147733SQ201410376799
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】胡翔, 王靖, 李再成, 余正兵 申请人:成都自能消防设备有限公司
【专利摘要】本发明公开了一种气液混合装置。包括气体入口、液体入口和混合液出口，气体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环形喷口形成的夹角a为45～80度，环形喷口入口端有环绕的环形液体腔，环形液体腔与液体入口连接；环形喷口可开闭、形成的宽度可调节；液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压，吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，流体流动无阻力，装置无后坐力，喷射距离更远，混合液出口可调节甚至关闭，从而调节液体流量，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
【专利说明】一种气液混合装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于消防设备设计制造领域，尤其属于压缩空气、泡沫、水消防用混合设备 的设计制造领域，特别涉及一种气液混合装置。
【背景技术】
[0002] 在消防灭火设备中，空气、泡沫、水混合在实现多类火灾灭火时常常应用，现有的 混合装置通常采用文丘里原理设计结构，气液混合装置采用气体入口开口在喷射管的侧 面、进气方向在液体的外层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。
[0003] 如中国专利申请201310060259. 0公开了一种气液混合装置，包括实现气液混合 的混合腔，混合腔为空心圆柱体，圆柱体的一端是液体进口，另一端是混合液出口，混合腔 圆柱体侧壁有气体入口，混合腔与液体进口结合部有挡板构成的旋流发生装置，挡板上有 沿混合腔圆柱体轴向倾斜对称设置的多个通孔，混合腔与混合液出口结合部设置有圆筒形 滤网发泡装置。该申请采用了在混合腔圆柱体侧壁设置气体入口的结构。
[0004] 中国专利200720052344. 2公开了负压式压缩空气A类泡沫灭火装置，其中包括 气液混合器，如该专利说明书附图5所示，该泡沫混合器是负压式混合器，在泡沫混合器壳 体上安装混合器喷嘴，在泡沫混合器喷嘴前端形成一个负压腔，喉管与负压腔相通，在泡沫 混合器上设置的泡沫进口连通在负压腔上，当水流经过泡沫混合器上的混合器喷嘴时，喷 嘴的喷射口突然缩小，使水流加速，水流射向喷嘴前端的喉管，水流形成的水柱通过负压腔 时，将负压腔内的空气带走，在负压腔内产生真空，从而将泡沫液吸入。泡沫液通过负压式 混合器与水混合。不管管路中水压高还是低，泡沫液都能与水充分混合。
[0005] 上述气液混合装置均采用了气体入口开口在喷射管的侧面、进气方向在液体的外 层，液体喷口为圆孔或多个圆孔或高目数滤网发泡的方法。该结构的气液混合装置形成真 空能力小，气液混合均匀度不高，喷射距离近，发泡倍数低等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明根据现有技术的不足公开了一种气液混合装置。本发明要解决的问题是提 出一种发泡倍数更高，喷射压力进一步提高，操作更方便的气液混合装置。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
[0008] -种气液混合装置，包括气体入口、液体入口和混合液出口，其特征在于：所述气 体入口与混合液出口设置在同一轴向线上，气体入口与混合液出口结合部是环形喷口，环 形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度，环形喷口入口端有环绕的环 形液体腔，环形液体腔一侧与液体入口连接。
[0009] 所述环形喷口可开闭、形成的宽度可调节。
[0010] 所述环形喷口的流道壁上设置有弹性密封圈。
[0011] 所述环形喷口由气体入口与混合液出口结合部相互匹配的斜面构成。
[0012] 所述混合液出口可沿轴向线移动。
[0013] 所述气体入口与混合液出口管径相同。
[0014] 所述液体入口沿环形液体腔径向或切线方向设置。
[0015] 本发明有益性：本发明气液混合装置改变传统的混合结构，采用液体出口具有一 定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负压。吸入更多的气体，产生更高的发泡 倍数，实验证明可提高发泡倍数1?5倍；混合腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液 体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离 可提高10?40% ;采用可调节的混合液出口结构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的 缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作 方便，降低系统设备成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明气液混合装置横截面结构示意图；
[0017] 图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；
[0018] 图3是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图；
[0019] 图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；
[0020] 图5是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。
[0021] 图中，1是气体入口，2是液体入口，3是弹性密封圈，4是环形喷口，5是混合液出 口，6是环形液体腔，a是环形喷口形成的液体射流方向与轴向线的夹角，Η是环形喷口宽 度。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的 说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出 的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
[0023] 结合图1至图5。
[0024] 气液混合装置，包括气体入口 1、液体入口 2和混合液出口 5,气体入口 1与混合液 出口 5设置在同一轴向线上，气体入口 1与混合液出口 5结合部是环形喷口 4,环形喷口 4 形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度，环形喷口 4入口端有环绕的环形液 体腔6,环形液体腔6 -侧与液体入口 2连接。
[0025] 环形喷口 4可开闭、形成的宽度Η可调节。
[0026] 环形喷口 4的流道壁上设置有弹性密封圈3。
[0027] 环形喷口 4由气体入口 1与混合液出口 5结合部相互匹配的斜面构成。
[0028] 混合液出口 5可沿轴向线移动。
[0029] 气体入口 1与混合液出口 5管径相同。
[0030] 如图1所示，气液混合装置可以采用套管结构，即气体入口 1套管，液体入口 2套 管和混合液出口 5套管。气体入口 1套管与液体入口 2套管的构成环形液体腔6的管道通 过螺纹密封固定连接，固定连接后气体入口 1套管外壁与液体入口 2套管内壁形成部分环 形液体腔6,气体入口 1套管前端的端面是与混合液出口 5套管匹配的结合部，端面为斜面， 斜面上嵌入了环形的弹性密封圈3 ;混合液出口 5套管同样与液体入口 2套管构成环形液 体腔6的管道通过螺纹密封连接，混合液出口 5套管可通过旋转沿轴线前后移动，混合液出 口 5套管外壁与液体入口 2套管内壁形成部分环形液体腔6,混合液出口 5套管后端的端面 是与气体入口 1套管匹配的结合部，端面为斜面；气体入口 1斜面与混合液出口 5斜面配合 构成环形喷口 4,环形喷口 4可通过混合液出口 5套管旋转沿轴线前后移动调节宽度大小甚 至关闭，关闭时弹性密封圈3可较好实现密封。
[0031] 气体入口 1斜面与混合液出口 5斜面的倾斜决定环形喷口 4的液体射流方向，通 过研究发现环形喷口 4形成的液体射流方向与轴向线的夹角a为45?80度可实现较好的 气液混合。环形喷口 4入口端宽度大于或等于出口端宽度，所谓入口端是环形喷口 4位于 环形液体腔6-端，当环形喷口 4入口端宽度等于出口端宽度时的出流系数大约为0. 63,当 环形喷口 4入口端宽度大于出口端宽度形成夹角为12. 5度喷口时出流系数可达到0. 9。
[0032] 图1中箭头方向是流体移动方向。气体入口 1箭头是气体流动方向，气体入口 1 与气源连接，气源可以是气泵或高压气瓶；液体入口 2箭头是液体进入方向，液体入口 2与 灭火水源或泡沫水混合液连接，通过加压泵输送，有一定压力的水或混合好的泡沫液从液 体入口 2进入管段，再通过环形喷口 4以一定倾斜度的喷出，产生负压，被吸入的空气从气 体入口 1加压吸入混合，产生具有一定发泡倍数的气液混合体，再从混合液出口 5喷出。从 液体入口 2进入管段的液体压力为0. 1?1. 6MPa，液体流量在（5?6000L/min)之间。
[0033] 气体入口 1和混合液出口 5管径相同，可在5?400mm变化。气体入口 1和混合 液出口 5管径相同减少了由于管径变化对流体的影响，降低液体、气体以及气液混合流体 的阻力，使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10?40%。
[0034] 混合液出口 5管道的调节距离可在1?50mm变化以调节环形喷口 4的宽度。
[0035] 图2是本发明气液混合装置沿径向设置液体入口外形结构示意图；图3是本发明 气液混合装置沿径向设置液体入口端面结构示意图。如图所示，液体入口 2沿环形液体腔 6径向方向设置。
[0036] 本发明环形喷口 4采用一定斜度的环装喷口喷射，能产生比传统喷口更大的负 压。吸入更多的气体，产生更高的发泡倍数，实验证明可提高发泡倍数1?5倍。气液混合 腔是一个中空管道，跟传统喷口相比降低液体、气体以及气液混合流体的阻力，无后坐力， 使混合液喷射距离更远，实验证明喷射距离可提高10?40%。采用可调节的混合液出口结 构，出口可任意旋转调节，改变环形喷口的缝隙的甚至关闭，从而调节液体流量，可替代专 门的液体阀门，混合装置结构更简洁，操作方便，降低系统设备成本。
[0037] 图4是本发明气液混合装置沿切线设置液体入口外形结构示意图；图5是本发明 气液混合装置沿切线设置液体入口横截面结构示意图。如图所示，液体入口 2沿环形液体 腔6切线方向设置。液体从切线方向流入环形液体腔6,液体环形液体腔6高速绕旋流动， 再由具有一定斜度环形喷口 4喷射，进一步增加空气与泡沫液混合时间，产生更高倍泡沫 液。提高灭火剂的发泡效率，增加灭火效能。
【权利要求】
1. 一种气液混合装置，包括气体入口（1)、液体入口（2)和混合液出口（5)，其特征在 于：所述气体入口（1)与混合液出口（5)设置在同一轴向线上，气体入口（1)与混合液出 口（5)结合部是环形喷口（4)，环形喷口（4)形成的液体射流方向与轴向线的夹角（a)为 45?80度，环形喷口（4)入口端有环绕的环形液体腔￠)，环形液体腔（6)与液体入口（2) 连接。
2. 根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)可开闭、形成 的宽度（H)可调节。
3. 根据权利要求1或2所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)的流道 壁上设置有弹性密封圈（3)。
4. 根据权利要求3所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)由气体入口 (1)与混合液出口（5)结合部相互匹配的斜面构成。
5. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述混合液出口（5)可沿轴向 线移动。
6. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述气体入口（1)与混合液出 口（5)管径相同。
7. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述环形喷口（4)入口端宽度 大于或等于出口端宽度。
8. 根据权利要求4所述的气液混合装置，其特征在于：所述液体入口（2)沿环形液体 腔（6)径向或切线方向设置。
【文档编号】A62C31/12GK104147733SQ201410376799
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】胡翔, 王靖, 李再成, 余正兵 申请人:成都自能消防设备有限公司
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