淺談干霧加濕器的研制與開發

韓祥　張瑩　白振華

摘 要：文章主要介紹一種加濕器產品，該產品通過PLC（單片機）自動控制，實現環境濕度的恒定控制，該產品具有霧化顆粒精細，不沾濕加濕環境，PLC（單片機）自動化控制，最小的體積，更遠的噴射距離，快拆式分解等特點。

關鍵詞：干霧加濕器；噴嘴；虹吸

1 概述

伴隨著科技的發展和社會經濟水平的提高，一方面，人們對工作環境的要求越來越高，舒適的工作環境會大大提高工作者的舒適度，從而提高工作效率，降低人員成本，提高利潤率。而環境因素中一個重要的方面就是濕度；另一方面，某些生產工藝過程對濕度的要求是極其嚴格的，如果不能很好的控制濕度，可能使產品成品率降低，造成生產成本提高，甚至使生產不能順利進行。因此濕度控制在人類的日常生產和生活中是至關重要地，但濕度的有效控制需要借助于一定的加濕設備。

現在市場上的加濕產品大致有：氣水混合加濕器、超聲波加濕器、濕膜加濕器、干蒸加濕器、離心式加濕器、高壓微霧加濕器等，這些加濕器技術已陳舊，各型號加濕產品多年沒有更新換代，更沒有技術的革新，因此開發新型的，高效的加濕產品是技術進步的必然趨勢，更是人民生活水平提高的迫切需求。

干霧加濕器是利用高速流動的壓縮空氣形成局部負壓把純凈水吸出，實現氣水混合完成一次霧化，之后再利用對撞噴嘴使一次霧化的水霧完成二次霧化，達到超精細霧化的目的。干霧加濕器與傳統的氣水混合加濕器相比霧化顆粒更加精細，整體霧化效果更好，外形更加美觀，個體更加小巧。

干霧加濕器最早是由日本相關企業提出并研發生產的加濕產品，國內目前很少有企業研發成功，該加濕產品具有以下特點：世界上最小最高性能的加濕器，在諸多領域應用效果極佳，最小霧化顆粒達7.5μm，高噴霧性能，能提供噴射距離達到4m的高質量噴霧，加濕效果顯著，維修性良好，快拆式分解，維修方便，采用新技術的不易堵塞型噴嘴，擁有高擴張性，根據設置情況，最多可裝4個噴嘴。可以用于纖維、蘑菇、孵化場、發酵室、食品冷藏庫等的加濕及印刷，電子工廠、高分子化學界中的防靜電等環境，主要使用于印刷，食品、電子、涂裝、農林、化學、纖維、紙漿、高分子化學、燒瓷業、空調等行業。

2 系統實現

干霧加濕器系統由四大部分組成，包括加濕器本體、水路系統、氣路系統和電控部分。通過電控部分檢測環境濕度，控制水路系統及氣路系統協調動作，促使純凈水經加濕器本體霧化噴出。其霧化的關鍵是利用虹吸原理吸出液體實現氣水混合進而霧化，其工作原理是水路供水到加濕器主體內，待主體內水滿后，浮漂推動止水閥關閉水路供水，氣路始于氣源，經過三聯件過濾及調壓，經過截止閥（中間可設置泄壓電磁閥）連通進氣快速插頭，再經過對撞噴嘴噴出，在噴嘴前端形成兩個負壓區把液體從加濕器主體內吸出，同時實現氣水的一次混合霧化，因噴嘴為對撞式，一次霧化后向前噴出的霧化水會發生碰撞，實現二次霧化。

2.1 加濕器本體

加濕器本體由加濕器主體和噴嘴兩部分組成。

2.1.1 加濕器主體

加濕器主體為中空的橢球體，從中間剖開分成上下兩部分而旋合到一起，主體內部存水及浮漂止水裝置，主體上部中心為進氣快速插頭，主體上部中心偏側處為進水快速插頭且內部裝止水閥，主體上部四周均布四個快速接口，可安裝至多四個噴嘴或閉止蓋，安裝噴嘴則無需再安裝閉止蓋。

2.1.2 噴嘴

噴嘴由噴嘴主體、噴嘴口及螺帽等組成，噴嘴主體尾部連接于加濕器主體上部四周位置，前部為120度對噴形式，頂端鑲嵌耐磨材料，對噴形式內部安裝噴嘴口，末端用螺帽旋緊。相關部件連接處需加設密封墊或O型圈，相關流體流經通道需加設過濾網。

水路始于水源，經水用過濾器去除雜質防止堵塞噴嘴，貯存于壓力罐內，再經水用調壓閥及（電磁）截止閥連接到加濕器本體上，實現水路的供給。

2.2 氣路系統

外接氣路需配備氣源，如空壓機，之后由氣動三聯件調壓過濾去除水和油污，將符合壓力要求的純凈空氣存貯于壓力罐內，壓力罐內的壓縮空氣經過（電磁）截止閥及支路泄壓閥（為了防止關斷停止霧化瞬間有滴水現象），連接到加濕器本體上的進氣口，實現氣路的供給。

2.3 電控部分

電控部分的核心是濕度控制器，控制器為PLC（或單片機）控制，輸入端連接濕度探測器，通過檢測環境實時濕度控制輸出端噴霧電磁閥的通斷，及泄壓電磁閥動作，實現環境濕度的恒定，及斷電后瞬間泄壓，防止滴水現象。

3 關鍵技術及難點

首先，加濕器主體結構形式滿足內部浮球關閉水及密閉性的同時，還需要滿足安裝進氣、進水接頭及四噴嘴功能，該主體結構復雜，需設計為塑料結構，定做注塑模具。

其次，噴嘴主體需能和加濕器主體快速連接，且需保證120°對撞形式的對稱度公差，金屬加工件很難保證對撞要求，需要注塑模具成型，保證對撞形式的精度，噴嘴口耐磨材質的設計及與噴嘴同軸度公差保證，該部件的結構是實現霧化的關鍵之一，外側過氣形成負壓區，內部過水實現氣水混合。

最后，電控部分采集環境濕度信號，以便協調控制水氣供應，實現純凈水的霧化，達到平穩控制環境濕度的功能。

4 結束語

干霧加濕器憑借它更精細的霧化顆粒，可以實現不沾濕加濕環境，PLC（單片機）的自動化控制實現環境濕度的恒定，以及最小的體積、漂亮的外觀、更遠的噴射距離、快拆式分解及維修方便等優勢，在孵化場、發酵室的加濕及印刷、電子工廠、高分子化學界中的防靜電方面，都表現出優異的性能，不久的將來必定會應用到更多領域的濕度控制。

參考文獻

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