韩祥　张莹　白振华

摘 要：文章主要介绍一种加湿器产品，该产品通过PLC（单片机）自动控制，实现环境湿度的恒定控制，该产品具有雾化颗粒精细，不沾湿加湿环境，PLC（单片机）自动化控制，最小的体积，更远的喷射距离，快拆式分解等特点。

关键词：干雾加湿器；喷嘴；虹吸

1 概述

伴随着科技的发展和社会经济水平的提高，一方面，人们对工作环境的要求越来越高，舒适的工作环境会大大提高工作者的舒适度，从而提高工作效率，降低人员成本，提高利润率。而环境因素中一个重要的方面就是湿度；另一方面，某些生产工艺过程对湿度的要求是极其严格的，如果不能很好的控制湿度，可能使产品成品率降低，造成生产成本提高，甚至使生产不能顺利进行。因此湿度控制在人类的日常生产和生活中是至关重要地，但湿度的有效控制需要借助于一定的加湿设备。

现在市场上的加湿产品大致有：气水混合加湿器、超声波加湿器、湿膜加湿器、干蒸加湿器、离心式加湿器、高压微雾加湿器等，这些加湿器技术已陈旧，各型号加湿产品多年没有更新换代，更没有技术的革新，因此开发新型的，高效的加湿产品是技术进步的必然趋势，更是人民生活水平提高的迫切需求。

干雾加湿器是利用高速流动的压缩空气形成局部负压把纯净水吸出，实现气水混合完成一次雾化，之后再利用对撞喷嘴使一次雾化的水雾完成二次雾化，达到超精细雾化的目的。干雾加湿器与传统的气水混合加湿器相比雾化颗粒更加精细，整体雾化效果更好，外形更加美观，个体更加小巧。

干雾加湿器最早是由日本相关企业提出并研发生产的加湿产品，国内目前很少有企业研发成功，该加湿产品具有以下特点：世界上最小最高性能的加湿器，在诸多领域应用效果极佳，最小雾化颗粒达7.5μm，高喷雾性能，能提供喷射距离达到4m的高质量喷雾，加湿效果显著，维修性良好，快拆式分解，维修方便，采用新技术的不易堵塞型喷嘴，拥有高扩张性，根据设置情况，最多可装4个喷嘴。可以用于纤维、蘑菇、孵化场、发酵室、食品冷藏库等的加湿及印刷，电子工厂、高分子化学界中的防静电等环境，主要使用于印刷，食品、电子、涂装、农林、化学、纤维、纸浆、高分子化学、烧瓷业、空调等行业。

2 系统实现

干雾加湿器系统由四大部分组成，包括加湿器本体、水路系统、气路系统和电控部分。通过电控部分检测环境湿度，控制水路系统及气路系统协调动作，促使纯净水经加湿器本体雾化喷出。其雾化的关键是利用虹吸原理吸出液体实现气水混合进而雾化，其工作原理是水路供水到加湿器主体内，待主体内水满后，浮漂推动止水阀关闭水路供水，气路始于气源，经过三联件过滤及调压，经过截止阀（中间可设置泄压电磁阀）连通进气快速插头，再经过对撞喷嘴喷出，在喷嘴前端形成两个负压区把液体从加湿器主体内吸出，同时实现气水的一次混合雾化，因喷嘴为对撞式，一次雾化后向前喷出的雾化水会发生碰撞，实现二次雾化。

2.1 加湿器本体

加湿器本体由加湿器主体和喷嘴两部分组成。

2.1.1 加湿器主体

加湿器主体为中空的椭球体，从中间剖开分成上下两部分而旋合到一起，主体内部存水及浮漂止水装置，主体上部中心为进气快速插头，主体上部中心偏侧处为进水快速插头且内部装止水阀，主体上部四周均布四个快速接口，可安装至多四个喷嘴或闭止盖，安装喷嘴则无需再安装闭止盖。

2.1.2 喷嘴

喷嘴由喷嘴主体、喷嘴口及螺帽等组成，喷嘴主体尾部连接于加湿器主体上部四周位置，前部为120度对喷形式，顶端镶嵌耐磨材料，对喷形式内部安装喷嘴口，末端用螺帽旋紧。相关部件连接处需加设密封垫或O型圈，相关流体流经通道需加设过滤网。

水路始于水源，经水用过滤器去除杂质防止堵塞喷嘴，贮存于压力罐内，再经水用调压阀及（电磁）截止阀连接到加湿器本体上，实现水路的供给。

2.2 气路系统

外接气路需配备气源，如空压机，之后由气动三联件调压过滤去除水和油污，将符合压力要求的纯净空气存贮于压力罐内，压力罐内的压缩空气经过（电磁）截止阀及支路泄压阀（为了防止关断停止雾化瞬间有滴水现象），连接到加湿器本体上的进气口，实现气路的供给。

2.3 电控部分

电控部分的核心是湿度控制器，控制器为PLC（或单片机）控制，输入端连接湿度探测器，通过检测环境实时湿度控制输出端喷雾电磁阀的通断，及泄压电磁阀动作，实现环境湿度的恒定，及断电后瞬间泄压，防止滴水现象。

3 关键技术及难点

首先，加湿器主体结构形式满足内部浮球关闭水及密闭性的同时，还需要满足安装进气、进水接头及四喷嘴功能，该主体结构复杂，需设计为塑料结构，定做注塑模具。

其次，喷嘴主体需能和加湿器主体快速连接，且需保证120°对撞形式的对称度公差，金属加工件很难保证对撞要求，需要注塑模具成型，保证对撞形式的精度，喷嘴口耐磨材质的设计及与喷嘴同轴度公差保证，该部件的结构是实现雾化的关键之一，外侧过气形成负压区，内部过水实现气水混合。

最后，电控部分采集环境湿度信号，以便协调控制水气供应，实现纯净水的雾化，达到平稳控制环境湿度的功能。

4 结束语

干雾加湿器凭借它更精细的雾化颗粒，可以实现不沾湿加湿环境，PLC（单片机）的自动化控制实现环境湿度的恒定，以及最小的体积、漂亮的外观、更远的喷射距离、快拆式分解及维修方便等优势，在孵化场、发酵室的加湿及印刷、电子工厂、高分子化学界中的防静电方面，都表现出优异的性能，不久的将来必定会应用到更多领域的湿度控制。

参考文献

[1]张维合.注塑模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]刘鹤年.流体力学[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002.