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一种雾化屏幕装置


技术摘要:
本发明公开了一种雾化屏幕装置,包括雾化腔、水流接头、压力雾化喷嘴、文丘里喷嘴组件、排水装置和进气装置,所述水流接头设置在所述雾化腔的上部,所述排水装置设置在雾化腔的底部,所述进气装置和所述文丘里喷嘴组件设置在所述雾化腔的侧边,所述压力雾化喷嘴设置在  全部
背景技术:
雾化屏是指由水雾构成成像介质,能够直接感触到且可以穿越的投影成像系统。 雾化屏如同常规屏一样可散射由投影、激光电视以及其他装置而来的光线,实现成像或示 踪。 最早的雾化屏也称为雾气投影屏,2002年由芬兰坦佩雷科技大学的教授及其合作 者研制。在中国,陈宇奎于2007申请的专利  ZL200610124042.1中提出一种超声波雾化屏幕 装置,该装置通过超声波雾化器将水槽里的水转化为雾气,主要通过传统的风轮转动产生 定向气流,带动雾气形成幕;苏州金双宇光电科技有限公司在2018  年申请的专利 ZL201820061306.1中提出一种空气雾化屏投影展示机,采用无叶风道代替风扇吹动水雾形 成雾屏,但该方案较为复杂,实际使用效果有限;上述两种方式的雾化屏在实际使用中存在 如下不足: 具体的,使用常规风轮或风扇作为气流形成的装置有如下缺点: 1)气流用来输运水雾颗粒,可实用的输送距离最大仅为3m左右,很难进一步增加, 限制了其应用范围; 2)气流无法形成厚度较薄的气流层,尤其是在远离出风口的位置,因而它输送的 水雾颗粒存在于较厚的区域上,考虑到投影设备的景深,很多情况下无法获得合焦的投影 质量; 3)气流设计仅在较小区域与低初速扩散而来的水雾颗粒混合,没有足够的混合空 间和时间,造成雾屏具有肉眼可见的不均匀性,影响其成像质量; 4)低速气流对微风的抗干扰能力较弱。 使用沉浸在水中的超声振动片作为水雾颗粒产生的装置有如下缺点: 1)所使用的超声波设备和模块不能简单同步放大以用于较大尺度的设备,当应用 于较大尺寸的设备时,零部件数量同步上升,总体可靠性和平均无故障时间下降; 2)需要用到不封闭的水槽,水槽必须对上方开口,因此不同角度使用的装置均须 单独设计,例如水平使用的超声波雾化屏无法用在垂直方向; 3)所使用的超声波模块必须全部集成至上述水槽中,且该区域还有机械振动,这 些对该区域的设计、组装和维修等提出了较高的要求; 4)所使用的陶瓷片对水质敏感,水质能够影响陶瓷片的寿命。这限制了其使用范 围; 5)所使用的陶瓷片寿命有限,需要定期更换,在体量较大、高空作业等情况下,大 规模更换有一定的工程难度,需要较高的成本和较长的时间; 6)超声振动方式的能源利用效率不高。 目前市场上商用的雾屏多以超声波雾化屏幕装置为主,综上,雾化屏气流的形成 3 CN 111610690 A 说 明 书 2/6 页 装置具有如下问题:水雾输送距离有限、成像质量不高、故障率较高、抗干扰能力弱以、核心 零部件使用寿命有限及能源利用效率低等。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种雾化屏幕装置,旨在解决现有技术中,雾化屏成像质 量不高、抗干扰能力弱及零部件使用寿命低的问题。 本发明所采用的技术方案是:提供一种雾化腔、水流接头、压力雾化喷嘴、文丘里 喷嘴组件、排水装置和进气装置,所述雾化腔为圆柱体状,所述文丘里喷嘴组件包括多个临 界文丘里喷嘴,每个所述临界文丘里喷嘴的进气截面、喉部截面和出口截面均为圆形,所述 进气装置连接中高压气源、所述水流接头连接中高压水源,所述中高压水源的压力Pwater大 于所述中高压气源的压力Pgas,所述水流接头设置在所述雾化腔的上部,所述排水装置设置 在雾化腔的底部,所述进气装置和所述文丘里喷嘴组件设置在所述雾化腔的侧边,所述压 力雾化喷嘴设置在所述雾化腔的内部,所述压力雾化喷嘴与所述水流接连接,所述临界文 丘里喷嘴喷出的水雾颗粒尺度范围为0.8μm≤R≤100μm。 进一步地,还具有缓冲稳压腔,所述缓冲稳压腔安装在所述进气装置外侧,所述缓 冲稳压腔内设置有进气均分栓,所述进气均分栓沿轴向设置有长条形孔,孔的长度贯穿整 个进气均分栓侧面,截面积大致等于进气孔截面积;主要是保证各个文丘里喷嘴的出气量 较为均匀。 进一步地,所述缓冲稳压腔截面面积计算公式为:S>Q/V,其中,  S是截面积;Q是流 量;V是流速,其中,V=0.1m/s。 进一步地,所述高压雾化喷觜产生的水雾颗粒与高压气体在所述雾化腔内混合, 形成均匀的气溶胶状态。 进一步地,所述喉部截面直径为0.01mm—2mm。 进一步地,所述水雾平均颗粒尺度优选为10μm。 进一步地,所述水流接头具有多个,所述水流接头沿所述雾化腔  1的长度方向间 隔设置。 进一步地,所述文丘里喷嘴组件由多个孔形临界文丘里喷嘴构成,所述临界文丘 里喷嘴之间的中心距a优选为3-5mm,通过多个喷嘴组成阵列来形成幕平面。 进一步地,所述临界文丘里喷嘴具有临界压力P0,所述中高压气源的压力Pgas大于 所述临界压力P0。 本发明相比现有技术具有以下的有益技术效果: (1)运行特性和维护性更佳,运行原理完全不同于传统的雾屏装置。 (2)装置内无需电器类设备,具有较高寿命和可靠性。 (3)气流初速较快,可达1马赫,抗干扰能力强,尤其适用于户外以及大型雾屏。 (4)文丘里喷嘴组件的接头输入高压空气、高压水蒸气和水雾液滴混合物,喷嘴的 喉部负责加速气流至音速,并撕裂过大的液体颗粒;并利用文丘里喷嘴可在绝热膨胀过程 生成新的液滴。这样,喷嘴可控制液体尺寸分布。文丘里喷嘴的绝热膨胀过程还能对所有液 滴进行冷却以增加液滴寿命。 4 CN 111610690 A 说 明 书 3/6 页 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的 一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他的附图。 图1是本发明雾化屏幕装置的原理示意图; 图2是本发明雾化屏幕装置的结构示意图; 图3是本发明的雾化屏幕装置的三维结构示意图; 图4是本发明的文丘里喷嘴组件的喷孔分布示意图。 图5是本发明雾化屏幕装置的结构示意图; 图6是本发明的具有缓冲稳压腔的雾化装置示意图; 图7是本发明的缓冲稳压腔结构示意图; 图8是本发明的进气均分腔结构示意图。 附图标记说明:1.雾化腔,1-1.进气孔,2.中高压水流接头,3.  压力雾化喷嘴,4. 气流水雾加速区,5.文丘里喷嘴组件,51.喷嘴面,  52.临界文丘里喷嘴,6.排水装置,6-1. 排水接头,6-2.排水腔,7.  进气装置,7-1.进气接头,7-2.进气腔,8.缓冲稳压腔,8-1.稳压 腔出气槽,8-2.进气均分栓。
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