一种产生均匀水珠的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公布了一种产生均匀水珠的装置，所述装置包括产生波动性水流的设备和一种管路，所述管路具有一定弯曲度，所述产生波动性水流的设备产生的波动性水流通过所述管路转化为稳定、均匀的水珠，本实用新型专利技术所述装置比依靠自然下滴生产滴丸的方式具有更高的效率。本实用新型专利技术所述装置产生的水珠由于具有自旋特性，运动路径更为稳定，配合闪光灯作为视觉景观用途时比现有技术产生的水珠景观更加清晰、生动。

A device for producing uniform water drops

【技术实现步骤摘要】
一种产生均匀水珠的装置
本技术涉及流体
，具体地说是一种利用波动性水流来产生均匀水珠的装置。技术背景滴丸制备设备在化工领域有着广泛的应用，目前滴丸制备设备大都以自然下滴的方式形成球状液滴，效率较低，只能通过增加滴头数量来提高效率。美国专利US04426021阐述了一种将液体转化为液滴的高效装置，但该专利所述的装置结构复杂，且以视觉观赏为目的，未深入研究球状液滴形成的具体机制以及控制所形成的球状液滴的尺寸的方式，仍有较大的改进空间。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的一种或几种缺陷，提供一种高效产生均匀水珠的简单装置。为了实现以上技术目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供一种装置，所述装置包括产生波动性水流的设备和一种管路。所述产生波动性水流的设备为往复式容积泵、电机式隔膜泵、其他通过容积变化产生周期性波动性水流的装置，所述波动性水流的水压不低于1.5KPa。所述往复式容积泵指通过往复运动部件产生的容积变化来输送水流的水泵。所述管路的内壁绝对粗糙度不大于0.5μm。所述管路的管壁硬度大于60HSD(肖氏硬度)。所述管路的内直径为所述波动性水流一个波动周期所包含的水流量的等体积球体的直径的0.72-1倍。所述管路的总长度为所述管路内直径平方数的4.5-7.7倍。所述管路具有一定弯曲度，所述管路上任意点的曲率半径均在管路同一侧，所述管路的不同曲率部分以相切的方式平缓过渡，所述管路中心线一端到另一端的切线转角的角度区间为90°-210°。所述管路一端为进水端，另一端为出水端。所述进水端和出水端可以有一定长度是直线部分以方便安装，所述管路的直线部分之和小于管路总长度的0.4倍，所述出水端的直线部分小于管路总长度的0.2倍。所述产生波动性水流的设备和所述管路的进水端相连通，所述波动性水流从所述管路的进水端进入所述管路。所述波动性水流由往复式容积泵、电机式隔膜泵、其他通过容积变化产生周期性波动水流的装置产生，由往复式容积泵和电机式隔膜泵运转方式可知，其产生的波动性水流是由多个体积和状态均相同的脉冲水流首尾相连组成(专利US04426021中有相似概念)，脉冲水流前端的液体由于受到压缩而具有较大的密度，形成相邻脉冲水流之间的界限，因此，所述脉冲水流具有相对独立性，这是所述脉冲水流分离成水珠的基本条件，但相邻的脉冲水流之间由于相互接触而存在黏连部分。所述波动性水流一个波动周期所包含的水流量即所述脉冲水流的体积，其数值可以根据所述产生波动性水流的设备的固有参数计算得出。当所述脉冲水流离开普通喷嘴时，在重力作用下运动速度加快，先离开喷嘴的脉冲水流比后离开喷嘴的脉冲水流运动速度快，因此相邻的脉冲水流会迅速分离，相邻脉冲水流之间原先相互黏连的部分被直接拉伸断裂，断裂的碎片形成随机飞溅的小水滴，在滴丸制作过程中这些小水滴与目标水珠的体积相差很大，与凝固剂结合后形成的滴丸为不良品，需要筛选剔除，造成原料浪费。本技术所述管路具有一定弯曲度，所述脉冲水流在通过所述管路的弯曲部分时，由于离心力的作用，所述脉冲水流沿所述管路运动过程中紧贴所述管路外侧内壁向前运动(本技术所述管路具有一定弯曲度，曲率半径所在一侧为所述管路内侧，另一侧为所述管路外侧)；沿着所述管路的弯曲部分运动的所述脉冲水流之间的相互作用使所述脉冲水流产生内部环流，所述内部环流靠近所述管路外侧部分的流动方向与所述脉冲水流的运动方向一致，所述内部环流靠近所述管路内侧部分的流动方向与所述脉冲水流的运动方向相反，所述内部环流使脉冲水流具有自旋趋势；离开所述管路的出水端时，所述脉冲水流脱离了管壁的束缚，在重力的加速作用下与后续的脉冲水流迅速分离，由于所述离心力的作用，相邻脉冲水流的相互黏连部分的拉伸分离过程始终紧贴着所述管路外侧内壁进行，由于管壁的吸附力作用，在拉伸过程中不会产生随机飞溅的小水滴，所述脉冲水流的前端流出所述出水端时，在表面张力的作用下迅速球面化，所述脉冲水流的后端被拉伸形成豆芽形尾部，此时脉冲水流的外形呈现豆芽形，称为豆芽形水珠，表面张力和所述脉冲水流的内部环流使所述豆芽形尾部迅速溶入豆芽形水珠主体，形成近似球形的水珠，脱离管壁束缚后，所述脉冲水流的内部环流转化为所述水珠的自旋，自旋方向与所述内部环流方向一致，所述自旋使所述水珠下落过程中形成稳定的运动轨迹，避免了随机飘晃现象的产生，同时使所述水珠的形态迅速趋于球形(与所述飘晃现象相关的空气动力学研究文献多见于球类运动领域)。所述脉冲水流的内部环流由多个因素共同作用产生。所述脉冲水流从产生波动性水流的设备中以相同的速度连续喷出，依次进入所述管路，由于管路对流体有一定阻力，在管路中运动距离越长，脉冲水的动能损失就越大，运动速度趋于减慢，因此相邻的脉冲水流之间，位于后部的脉冲水流比位于前部的脉冲水流具有更大的动能，位于后部的脉冲水流的前端对位于前部的脉冲水流的后端有一定的作用力，从整体上看，所述作用力由产生波动性水流的设备产生，并沿着所述管路中的脉冲水流渐次向前传播，从局部上看，由脉冲水流组成的波动性水流具有纵波的特征，所述脉冲水流除了沿着所述管路的轴向运动的动能，脉冲水流自身液体还具有沿所述管路轴向周期性扩张和收缩的势能，位于后部的脉冲水流的动能相对较大，从收缩状态转变为扩张状态时，位于后部的脉冲水流的前端对位于前部的脉冲水流的后端产生作用力，所述作用力为短促的脉冲作用力，由惯性定律可知，所述脉冲作用力的方向沿着位于后部的脉冲水流的前端所在管路位置的切线方向，所述管路具有一定弯曲度，所述脉冲作用力的方向与位于前部的脉冲水流整体运动方向不一致(所述脉冲水流具有一定长度，沿着管路的弯曲部分呈现弯曲状态)，所述脉冲作用力使位于前部的脉冲水流的后端的部分液体产生偏离管路中心线流向管路外侧的对流，但由于受到所述管路外侧管壁的阻挡只能沿着管壁向前流动，由连续脉冲水流组成的波动性水流具有纵波的一般特征，纵波使介质扩张和收缩，形成密度较小的疏部和密度较大的密部，位于脉冲水流前端的液体由于受到压缩具有较大的密度，本技术所述装置中的管路具有适合的弯曲度，使得所述脉冲作用力偏离管路轴向的分量较小，位于前部的脉冲水流的后端产生的内部对流具有相对较小的动能，无法突破位于前部的脉冲水流前端由于脉冲压力作用形成的密度较大的区域，同时由于所述管路的束缚，所述对流被限制在位于前部的脉冲水流中，在所述脉冲作用力的多次作用下，所述脉冲水流内部的对流不断增强形成内部环流。所述产生波动性水流的设备可以是往复式容积泵、电机式隔膜泵、或者其他通过容积变化产生周期性波动水流的装置，通过容积变化产生的波动性水流实质上是由连续产生的脉冲水流组成的，具有较强波动性。离心泵通过叶轮的转动产生的水流虽然也存在波动性，但由于多数离心泵的内部结构设计均以消除水流的波动性为目的，离心泵产生的水流波动性较弱，不能视为由连续脉冲水流组成，无法通过所述管路完成分离并形成均匀水珠。所述产生波动性水流的设备产生的波动性水流的水压不低于1.5KPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生均匀水珠的装置，包括产生波动性水流的设备和一种管路，所述产生波动性水流的设备和所述管路的进水端相连通，其特征在于所述管路的内壁绝对粗糙度不大于0.5μm；所述管路的管壁硬度大于60HSD；所述管路的内直径为所述波动性水流一个波动周期所包含的水流量的等体积球体的直径的0.72-1倍；所述管路的总长度为所述管路内直径平方数的4.5-7.7倍；所述管路具有一定弯曲度，所述管路的不同曲率部分以相切的方式平缓过渡，所述管路上任意点的曲率半径均在所述管路同一侧，所述管路的中心线一端到另一端的切线转角的角度区间为90°-210°。/n

【技术特征摘要】
1.一种产生均匀水珠的装置，包括产生波动性水流的设备和一种管路，所述产生波动性水流的设备和所述管路的进水端相连通，其特征在于所述管路的内壁绝对粗糙度不大于0.5μm；所述管路的管壁硬度大于60HSD；所述管路的内直径为所述波动性水流一个波动周期所包含的水流量的等体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖家伟，
申请(专利权)人：肖家伟，
类型：新型
国别省市：福建;35