CN101905201B - 无气阻的新型气雾喷嘴及气雾形成方法 - Google Patents

Abstract

一种无气阻的新型气雾喷嘴及气雾形成方法，该气雾喷嘴包括：喷嘴基座，所述喷嘴基座包括基座本体及腔体，所述腔体包括喷嘴基座内形成的第一流体通道与第二流体通道；及射流喷射器，该射流喷射器包括喷射管体及其拉乌尔管式的喷射管腔，所述喷射管腔包含渐缩形的锥形引流段、狭窄的混合段及渐扩形的倒锥形喷射段；其中，所述第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段末端汇合，第一流体通道的第一流体与第二流体通道的第二流体在该喷射管腔的混合段充分混合，并由喷射段雾化喷出，从而本发明具有不堵塞、无气阻、适合任意比例随意调整混合介质的功效。

Description

无气阻的新型气雾喷嘴及气雾形成方法

技术领域

本发明涉及一种无气阻的新型气雾喷嘴及气雾形成方法，尤其涉及钢铁冶金、机械制造行业采用气-水混合体作介质用于冶金凝固、热处理过程的冷却、降温、除尘、加湿等场合的气雾喷嘴及气雾形成方法。

背景技术

气雾喷嘴已被广泛应用于冶金连铸的二冷区冷却控制、大型铸锻件热处理过程的喷雾淬火以及除尘、加湿等领域，通过按比例调节气-水比例起到调节冷却强度、加湿量等指标，而且已成为非常便利可靠的方法。

传统气雾喷嘴的工作原理通常是将两种流体介质预先在一个较大的混合室内先混合，再以混合后的压力按一定形状喷出，而且其喷嘴规格型号确定以后，其都有一个与其相适应较稳定的混合比例和较适中的流量及进口压力比，其混合后的综合压力往往取决于流量较大的一种介质，而对于流量较小的介质，其表压力应该等于其进口压力减去混合压力，因此，要想保持一定流量混合必需有比大流量更大的压力才能满足其正常工作的条件。对于实际大工业生产中，特别是多喷嘴联合作业的工程中，不可能每一个喷嘴设一条管路，通常采用一定数量的喷嘴为一组并联在一个支管上，在主管道流量控制一定的情况下，支管压力将随着喷嘴个数的增加其分支压力被减弱，对于每一个喷嘴而言，当低流量介质进口压力小于混合压力时将产生屏障，不能流出，随后随着上游流体的不断流入主管路压力向喷嘴传递，喷嘴进口压力随之升高，屏障在次被打破，因此导致流体呈间歇式混合与喷出，主管路流量出现规律性波动，不能正常工作。

对于一个型号规格固定的喷嘴来说，其都有一个相适应的合理流量、压力匹配范围，而使用中一旦超出了其适用范围将不能保证其正常工作，在连铸生产中，由于二冷区配水需要根据目标冷却指标要求，随着实际钢液的过热温度变化和拉拔速度的变化即时调节各段的气雾冷却配水量，即动态配水。而实现这一要求的方法就是通过改变气水比例来实现的。然而对于合金钢、高碳钢生产由于工艺要求的冷却强度较弱，喷水用量较低，高压空气对冷却水产生的屏障即气障，常常使得冷却水不能正常流出。

此外，工业大生产水作为最常见的冷却介质，其用量极大，应用环境较差，造成水质相对较差，加上水中固有的矿物盐的存在，即使采用了综合循环水处理、过滤也很难保证当水嘴出现气障情况下不堵塞，在冶金生产的高温环境下特别是低流量弱冷条件下，水中杂质、水垢等常常使水嘴堵塞。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种无气阻的新型气雾喷嘴及气雾形成方法，以适用于高温低流量弱冷的合金钢冶金连铸条件。

本发明的技术解决方案是：一种无气阻的新型气雾喷嘴，其中，该气雾喷嘴包括：喷嘴基座，所述喷嘴基座包括基座本体及腔体，所述腔体包括喷嘴基座内形成的第一流体通道与第二流体通道；及射流喷射器，该射流喷射器包括喷射管体及拉乌尔管式的喷射管腔，所述喷射管腔包含渐缩形的锥形引流段、狭窄的混合段及渐扩形的倒锥形喷射段；其中，所述第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段汇合，第一流体通道的第一流体与第二流体通道的第二流体在该喷射管腔的混合段混合，并由喷射段雾化喷出。

本发明还提出一种气雾形成方法，气雾喷嘴形成具有拉乌尔管式喷射管腔的射流喷射器，所述喷射管腔包含渐缩形的引流段、狭窄的混合段及渐扩形的喷射段，且第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段末端汇合；该气雾形成方法包括：在第二流体通道的高压流体的冲击下，射流喷射器的引流段的介质被一并推到混合段，使得该引流段形成负压状态；第一流体通道的第一流体受到真空负压作用被吸入射流喷射器的引流段，与第二流体通道的第二流体一并进入混合段压缩混合，并由喷射段雾化喷出。

本发明的特点和优点是：本发明提出的气雾喷嘴为一种不堵塞、无气阻、适合任意比例随意调整混合喷嘴，其是基于拉乌尔管引射原理而得出的，本发明实现了自过滤、无屏障、不堵塞、结构合理、维护便捷等优点，而且适用于各种工况条件，特别是高温低流量弱冷的合金钢冶金连铸条件，从而解决了现有生产应用中喷嘴不能正常工作的弊端。具体地，本发明不堵塞、无气阻的气雾喷嘴及气雾形成方法至少有下列优点：

1.由于采用了引射原理，无论水压、水流量大或小，都不会出现气阻现象。

2.由于水进入螺旋通道时，与下方分流的少量气体混合，形成水-气混合物再经射流喷射器与压缩空气射流混合喷出，其雾化效果更佳。

3.水-气混合物螺旋进入射流喷射器引流段，使水进入射流喷射器时圆周分布更均匀。

4.喷雾形状控制帽的使用，使喷雾形状实现起来更方便。

5.由于喷嘴内自带过滤构造，避免了因管路沉积物堵塞喷水嘴的可能。

6.过滤网与腔体间设置的净水汇流槽增加了过滤网有效使用面，避免了过滤网过早被堵塞的可能。

7.杂质积存室的设置，保证了在维修前的有效工作时间内微量杂质被缓存。

8.两通密封阀的使用，使喷嘴清污只需将两通密封阀旋转180°即可，而无需拆卸。

9.长期使用喷嘴喷射管表面难免存有水中矿物盐粉末，喷气嘴、喷射管、喷雾形状控制帽同直线串联结构使矿物盐易清理，不宜堵塞气路。

附图说明

图1为本发明的气雾喷嘴的一具体实施例的结构示意图。

图2为本发明的气雾喷嘴的另一具体实施例的结构示意图。

图3A至图3D为图2中的气雾喷嘴的装配过程示意图。

主要元件标号说明：

1：喷雾形状控制帽     2：射流喷射器     3：螺旋混合喷气嘴

4：水量控制嘴         5：水质过滤网     6：净水汇流槽

7：杂质积存室         8：排污口         9：两通密封阀

10：喷嘴基座          11：进水口        12：进气口

13：O型密封圈         14：密封螺栓塞    17：法兰

18、19：O型密封圈     21：引流段        22：混合段

23：喷射段            301：透孔         31：圆环体

32：螺旋管体          33：气量控制嘴    101：进水通道

具体实施方式

本发明提出一种新型的气雾喷嘴，特别是一种无气阻的气雾冷却喷嘴。该气雾喷嘴包括：喷嘴基座，所述喷嘴基座包括基座本体及腔体，所述腔体包括喷嘴基座内形成的第一流体通道与第二流体通道；及射流喷射器，该射流喷射器包括喷射管体及其拉乌尔管式的喷射管腔，所述喷射管腔包含渐缩形的锥形引流段、狭窄的混合段及渐扩形的倒锥形喷射段；其中，所述第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段末端汇合，第一流体通道的第一流体与第二流体通道的第二流体在该喷射管腔的混合段充分混合，并由喷射段雾化喷出。由于本发明采用了射流喷射器的引射原理，无论水压、水流量大小，都不会出现气阻现象。

本发明的该气雾喷嘴可适用于采用气-水混合体按任意比例混合作介质的冷却场合，适用于连铸二冷区气雾冷却、铸锻件喷雾热处理以及采用气雾增湿、除尘、降温等场合。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的无气阻的新型气雾喷嘴其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示，其为本发明的气雾喷嘴的一具体实施例的结构示意图。本实施例的气雾喷嘴包括喷嘴基座10及射流喷射器2，喷嘴基座10包括基座本体及腔体，腔体包括该喷嘴基座10内形成的第一流体通道与第二流体通道，该射流喷射器2包括喷射管体及其拉乌尔管式的喷射管腔，喷射管腔包含渐缩形的锥形引流段21、狭窄的混合段22及渐扩形的倒锥形喷射段23，第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段21末端处汇合，第一流体通道的第一流体与第二流体通道的第二流体在该喷射管腔的混合段22处被压缩而充分混合，并由喷射段雾化喷出。

本实施例中，以水作为第一流体，以压缩空气作为第二流体，如图1所示，射流喷射器2的外端对应喷射管腔的喷射出口设有喷雾形状控制帽1，以控制喷嘴头部出口形状，调整喷雾形状及角度。本实施例中，该喷雾形状控制帽1具有圆筒状的主体部，该主体部一端的开口用于套装于射流喷射器2外周，其另一端具有控制喷雾形状的开孔，开孔形状可以根据实际需要来选择，以对应形成所需的喷雾形状，如扇形、矩形、锥面形或锥体形等；而喷射角度范围较佳为15～120°。

可选择地，本实施例的气雾喷嘴还包括螺旋混合喷气嘴3，螺旋混合喷气嘴3包括后端的法兰体、与进气口12相连的圆环体31、中部的单头或多头螺旋管体32以及前端与射流喷射器2对应的锥管形的气量控制嘴33，该圆环体31上设置有一个或一个以上的与螺旋混合喷气嘴3的内腔相通的透孔301。较佳地，透孔301的直径介于0.1～1mm。由此，使得螺旋混合喷气嘴3的连通进气口12与气量控制嘴33(气体喷出口)的内腔构成前述第二流体通道(即气路通道)；且螺旋混合喷气嘴3中部的螺旋状外型面与对应的喷嘴基座10的内壁形成混合螺旋槽，螺旋混合喷气嘴3的上部则与上方的射流喷射器2的喷射管腔引流段21配合形成引流通道，混合螺旋槽与引流通道构成第一流体通道(即水路通道)的一部分。

第一流体通道上设有呈法向连通至该螺旋气-水混合通道的水量控制嘴4，水量控制嘴直径范围较佳为0.2～3mm；而第二流体通道的前端具有与引流段21相对的气量控制嘴33，且气量控制嘴的直径范围较佳为0.5～5mm。水量控制嘴4与气量控制嘴33是由其对应的较大直径的水路通道和气路通道腔体基础上突然缩颈，通过缩颈直径的不同在管路压力差变化时实现其流量适应范围的变化。

对应图1的该气雾喷嘴的具体实施例中，该气雾喷嘴包括前述喷雾形状控制帽1、射流喷射器2、螺旋混合喷嘴3、水量控制嘴4、气量控制嘴33、喷嘴基座10、进水口11、进气口12及O型密封圈13等，当然，各部件间的连接密封并不仅限于此，而可以采用现有的多种形式。

本实施例中，喷嘴基座是由基座本体与腔体两部分组成，本体部分构成连接其上的各部件止口、法兰、螺纹体，腔体部分包括两个轴向平行的阶梯状容腔、连接在二容腔间的水路通道以及将过滤部分连通至外部的排污通道，从而构成了各部件间相连通的气路、水路等通道、流体、杂质缓存室以及流量控制结构。喷嘴基座与喷雾形状控制帽1、射流喷射器2、螺旋混合喷气嘴3的外圆柱面均可采用螺纹连接；其各部件法兰面与喷嘴基座间均可采用接触式密封连接，此处不再一一赘述。

本实施例的气雾喷嘴的装配步骤较为简单：首先选取一套完整的合格的各组件，将喷嘴基座10摆放好，依次安装螺旋混合喷嘴3、射流喷射管2，调整射流喷射管2与螺旋混合喷嘴3相对位置，必要时加调整垫片，然后将各部件卡好或螺扣拧紧；依次安装喷雾形状控制帽1、进水口法兰，然后将螺扣拧紧，必要时添加调整及密封垫片；最后安装进水口11、进气口12及O型密封圈13。该装配步骤是众多装配方法中的优选方法之一，并不能理解为对本发明的限制。

使用时，将组装好的气雾喷嘴安装到管道中对应的法兰上，其中进水口、进气口12与对应的法兰上的出水、出气口一一对应，密封把合好；所有喷嘴均安装到位后，首先打开管道供气阀门，使压缩空气沿进气口12进入螺旋混合喷嘴3内腔空气主通道，在压缩空气的冲击作用下，射流喷射管2引流段21内的介质被一并推到混合段22，因此使射流喷射管2引流段21形成真空状态；同时有少许压缩空气通过螺旋混合喷嘴3圆柱面上的透孔301进入混合螺旋槽，并沿螺旋槽旋转上升；当打开供水管道供水阀门时，经过水处理泵站过滤、加压后的冷却水进入水路通道、水量控制嘴4与混合螺旋槽内的空气初步混合后，受引流段21真空负压的作用沿切线旋转着被吸入引流段21，一并经混合段22、喷射段23喷出；进入喷雾形状控制帽1按设定的形状、角度喷向工件；并根据工件对冷却强度的要求不同，通过调整供水管路流量控制器实现调节供水比，达到控制冷却的目的。

结合前述描述可知，本实施例的气雾喷嘴充分利用喷嘴基座本体的立体空间，将气液通道、流量控制嘴、部件间连接、开关控制等功能集于一体，达到了集成各部件功能及简化外形的目的；此外，本实施例通过改变喷雾形状控制帽1头部形状大小、角度，可以实现对喷雾形状、分布控制；最后，本实施例通过喷嘴基座10、射流喷射器2、螺旋混合喷气嘴3三者的有机结合，实现了水-气混合、圆周均匀分配、引射、雾化、喷射的目的。其中螺旋混合喷气嘴3下部的小气孔(透孔301)与喷入螺旋腔体内的水在该螺旋腔体内实现了均匀混合，并在螺旋通道中上升过程实现了在圆周均匀分配的目的；其中螺旋混合喷气嘴3上部气量控制嘴33与射流喷射器2引流段21狭缝利用射流原理形成的负压，在水流量、压力极小情况下引流的作用，实现了无气阻的目的。

为了给气雾喷嘴提供可靠的流体，本发明提出一种气雾喷嘴的流体过滤结构，下面以水质过滤结构为例进行说明。该水质过滤结构包括水质过滤网5，水质过滤网5呈筒状设于喷嘴基座10上开设的筒状腔体内，该水质过滤网5是由网孔范围在0.05～1mm的耐热、防锈、透气易清洗的材料制造而成，水质过滤网5一端与喷嘴基座10的进水口11相连，另一端与喷嘴基座10的排污口8相连，其筒壁内部形成杂质积存室7，筒壁与外侧的喷嘴基座10的筒状腔体内壁之间形成净水汇流槽，该净水汇流槽6与所述第一流体通道的水量控制嘴连通。

该杂质积存室7与喷嘴基座10的排污口8间设有两通密封阀9，进水口11、杂质积存室7及排污口8构成杂质储存排放系统。

两通密封阀9包括圆台体(或半球面体)及与前述杂质积存室7、排污口8联通的喷嘴基座圆台腔(或半球面腔)，圆台体的小径端与杂质积存室7相连，台锥面与腔锥面为动配合接触密封连接，其中圆台体的小径端一半为实体，另一半为空腔体，或其中心设有一个“L”形半透孔，该“L”形半透孔的一端与杂质积存室7相连，且其侧面孔与排污口8对应相通；当旋转阀体一定角度，该侧面孔与排污口8背离时，该实体将杂质积存室7与排污口8隔开，阀体处于关闭状态，当旋转阀体使得侧面孔与排污口8相接时，阀体处于排污状态。

气雾喷嘴采用了上述水质过滤装置后，可以便于气雾喷嘴进行清理维护。气雾喷嘴自身的过滤功能是建立在供水系统水处理质量合格基础上的，目的是预防管路沉积物及微小附着颗粒脱落引起的喷嘴堵塞，因此供水系统水处理质量和管路锈蚀及沉积物的差异，直接影响水嘴的连续正常工作时间。在水质条件一定的情况下，连续正常工作时间也就确定了，在一个正常工作周期结束，必需进行喷嘴清理与维护，其具体的维护可采用在线清理的方法，在保证无生产前提下进行，具体步骤包括：打开管道冷却水阀门，在气雾喷嘴正常喷水状态下，将气雾喷嘴上的两通密封阀9旋转180°，即使杂质积存室7与排污口8处于通路状态，在水压的冲击下，积存在杂质积存室7的杂物就会自动被冲出，此时打开管道供气开关，同时将气雾喷嘴前端的喷雾形状控制帽1堵住，压缩空气就会经进气口12、引流段21、混合螺旋槽、水量控制嘴4而反冲水质过滤网5，使嵌覆在水质过滤网5上的杂物被压缩空气在水中形成的汽泡带走，并由排污口8排出；清洗完毕，将两通密封阀9旋转180°恢复原位，检查喷嘴雾化状态正常即可。

下面参照图2对结合有前述过滤装置的气雾喷嘴的一具体实施例进行详细说明。

图2为本发明的气雾喷嘴的另一具体实施例的结构示意图，具体为一种用于Φ600圆形连铸坯二冷区冷却的气雾喷嘴。本实施例的不堵塞、无气阻的新型气雾喷嘴主要包括：引流喷射、水质过滤两部分，具体包含：喷雾形状控制帽1、射流喷射器2、螺旋混合喷气嘴3、水量控制嘴4、气量控制嘴33、水质过滤网5、净水汇流槽6、杂质积存室7、排污口8、两通密封阀9、喷嘴基座10、进水口11、进气口12、O型密封圈13以及密封螺栓塞等。其中，该引流喷射部分的结构可以参考前一实施例所描述的方案，具体到该图2中的结构：

喷雾形状控制帽1采用双矩形出口，从而使得喷雾形状为扇形面；本实施例中气雾的喷射角为90°。

射流喷射器2由喷射管体、喷射管腔构成。喷射管腔由引流段21、混合段22及喷射段23三段组成。

螺旋混合喷气嘴3由喷气嘴体、内腔及外型面组成。喷气嘴体由圆环体31、螺旋管体32、锥管状的气量控制嘴33构成，圆环体31为螺旋混合喷嘴的底部法兰体与上部螺旋之间的环状部分，在圆环体31上设置有两个直径为Φ0.15mm与内腔相通的透孔301，螺旋管体32采用双头三角螺纹；喷气嘴内腔构成压缩空气通道，内腔一端与进气口12相连，另一端为与射流喷射器2的引流段21相对的直径Φ2.0mm的气量控制嘴孔33；喷气嘴外型面与喷嘴基座10、射流喷射器2引流段21的内腔构成了汽-水混合通道，包括圆环形通道、螺旋汽-水混合通道、引流通道，圆环体31上的透孔301与圆环形通道相通，螺旋汽-水混合通道与喷嘴基座10上直径为Φ0.8mm的水量控制嘴孔4垂直连通。

水质过滤网5采用网孔为0.3mm的筒状不锈钢丝网。水质过滤网5将进水区分成杂质积存室7和净水汇流槽6两部分，水质过滤网5的筒壁内部形成圆柱状的杂质积存室7，筒壁与外侧的喷嘴基座2的筒状腔体内壁之间形成净水汇流槽6，水质过滤网5一端与进水口12相连，另一端与杂质积存室7内止口配接；杂质积存室7与进水口12、排污口8、两通密封阀9构成杂质储存排放系统。

净水汇流槽6通过净水通道与水量控制嘴4相连通，通过水质过滤网5与进水口11连通。

杂质积存室7是由水质过滤网5内腔体构成的圆柱腔体，其一端与进水口11连通，另一端经两通密封阀9与排污口8相连。

两通密封阀9是由圆台体(或半球面体)及喷嘴基座组合实现，其中圆台体(或半球面体)的小径端一半为实体，另一半为空腔体，大径端为圆柱实体，或其中心设有一个“L”形半透孔，且“L”形半透孔的一端与杂质积存室7相连，其侧面孔与排污口8对应相通；小径端与杂质积存室7相连，圆台体台锥面与喷嘴基座10对应设置的腔锥面间为动配合接触密封连接。当旋转阀体一定角度，该侧面孔与排污口8背离时，该实体将杂质积存室7与排污口8隔开，阀体处于关闭状态，水与杂质不能外漏；当旋转阀体使得其侧面孔与排污口8相接时，阀体处于排污状态，存在杂质积存室7内的水及杂物可以由排污口8流出。

本实施例中，O型密封圈13、密封螺栓塞14均可选用现有结构，密封螺栓塞14与喷嘴基座10螺纹连接，其螺帽面采用金属垫片密封连接。

本实施例的喷嘴基座也是由基座本体与腔体两部分组成。本体部分构成连接其上的各部件的止口、法兰、螺纹体；腔体部分构成了其各部件间相连通的气路、水路等通道、流体、杂质缓存室以及流量控制体。喷嘴基座2与喷雾形状控制帽1、射流喷射器2、螺旋混合喷气嘴3的外圆柱面均采用螺纹连接；其各部件法兰面与喷嘴基座10间均采用接触式密封连接。

下面结合图3A至图3D说明本实施例的气雾喷嘴的装配步骤：将喷嘴基座10按图3A摆放好，按图3B依次安装螺旋混合喷气嘴3、射流喷射管2、水质过滤网5、两通密封阀9、密封螺栓塞14，调整射流喷射器2与螺旋混合喷气嘴3的相对位置，必要时加调整垫片，然后将各部件卡好或螺扣拧紧；如图3C依次安装喷雾形状控制帽1、进水口法兰17，然后将螺扣拧紧，必要时添加调整及密封垫片；最后如图3D安装进水口11、进气口O型密封圈18、19。

前述装配步骤是众多装配方法中的优选方法之一，并不能理解为对本发明的限制。

本实施例的不堵塞、无气阻的新型气雾喷嘴的使用方法如下：

首先，将组装好的气雾喷嘴安装到管道中对应的法兰上，其中进水口、进气口与对应的法兰上的出水口、出气口一一对应，密封把合好；所有喷嘴均安装到位后，首先打开管道供气阀门，使压缩空气沿进气口进入螺旋混合喷气嘴3内腔空气主通道，在压缩空气的冲击作用下，射流喷射器2引流段21内的介质被一并推到混合段22，因此使射流喷射器2引流段21形成真空状态；同时有少许压缩空气通过螺旋混合喷气嘴3圆柱面上的透孔进入混合螺旋槽，并沿螺旋槽旋转上升；当打开供水管道供水阀门时，经过水处理泵站过滤、加压后的冷却水，沿供水管道经进水口进入喷嘴的杂质积存室7，管道内残存的杂质被阻隔在杂质积存室7内；净水经水质过滤网5进入净水汇流槽6，进一步经进水通道101、水量控制嘴4与混合螺旋槽内的空气初步混合后，受引流段21真空负压的作用沿切线旋转着被吸入引流段21，一并经混合段22、喷射段23喷出；喷出的气雾进入喷雾形状控制帽1并按设定的形状、角度喷向工件。实际操作过程中，可以根据工件对冷却强度的要求不同，通过调整供水管路流量控制器实现调节供水比，达到控制冷却的目的。

本实施例的气雾喷嘴应用于连铸机二冷区的冷却，其在线清理维护方法为：在更换规格品种无生产的间歇，首先打开管道冷却水阀门，在喷嘴正常喷水状态下，将两通密封阀9旋转180°，使杂质积存室7与排污口8处于通路状态，在水压的冲击下，使杂质积存室7的杂物自动被冲出；同时打开管道供气开关，将气雾喷嘴前端的喷雾控制帽1堵住，使压缩空气经进气口、引流段21、混合螺旋槽、水量控制嘴4而反冲水质过滤网5，使嵌覆在水质过滤网5上的杂物在空气反冲下，与空气形成的气泡一起带走，并由排污口8排出；清洗完毕，将两通密封阀9旋转180°恢复原位，检查喷嘴雾化状态正常即可。经实测，每个喷嘴的总处理时间不超过1分钟，而且可以对安装在同一段上的喷嘴同时处理，整台连铸机维护处理时间不超过30分钟。

经过实际检测，采用本实施例的气雾喷嘴后，无论气水混合比例如何调整，均未出现气阻现象，冷却条件的改善，产品质量也得到了明显改善；同时在加强供水系统净化过滤的基础上，加上合理的维护保养制度，采用本实施例的气雾喷嘴可以实现了连续15天工作不堵塞的良好效果，确保了大修清洗前不堵塞的目的。

需要说明的是，前述介绍的过滤装置仅为方便理解而给出的一具体实施例，不能因此理解为对本发明的限制，该过滤装置不仅能用于过滤水，同样也可用于过滤气体，而且，本发明的气雾喷嘴还可采用现有技术中的其他结构来实现第一流体、第二流体的过滤，此处不再详述。

结合前述描述可知，本发明同时公开了一种气雾形成方法，气雾喷嘴形成具有拉乌尔管式喷射管腔的射流喷射器2，所述喷射管腔包含渐缩形的引流段21、狭窄的混合段22及渐扩形的喷射段23，且第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段21末端汇合；该气雾形成方法包括：

在第二流体通道的高压流体的冲击下，射流喷射器2的引流段21的介质被一并推到混合段22，使得该引流段21形成负压状态；

第一流体通道的第一流体受到真空负压作用被吸入射流喷射器2的引流段21，与第二流体通道的第二流体一并进入混合段压缩混合，并由喷射段23雾化喷出。

结合图1所示，本发明的该气雾形成方法的一具体实施例中，是利用射流喷射器2喷射出口所设的喷雾形状控制帽1来限定调整该射流喷射器2喷雾的形状与角度，且气雾形状较佳为扇形、矩形、锥面形或锥体形等；喷射角度范围较佳为15～120°。

本发明的气雾形成方法可应用于连铸机二冷区的冷却，第一流体为水，第二流体为压缩空气；较佳地，是在水路通道上设置一螺旋件，使得水流经过该螺旋件后形成螺旋上升流体，以利于水流的圆周均匀分配。此外，在水流经过螺旋件前，还包括向该水流中通入少量的压缩气体，以使二者在螺旋件处进行预混合，形成螺旋上升混合流体。

结合图1所示，该气雾形成方法的一具体实施例中，螺旋件为中段具有螺旋状外型面的螺旋混合喷气嘴3，螺旋混合喷气嘴3的内腔构成前述压缩空气通道(第二流体通道)，螺旋混合喷气嘴3对应螺旋外型面的下方设有一个或一个以上的与内腔相通的透孔301，透孔直径范围较佳为0.1～1mm，压缩空气通过该透孔301进入螺旋混合喷气嘴3中段的螺旋状外型面与对应的喷嘴基座10的内壁形成的螺旋气-水混合通道，随后进入螺旋混合喷气嘴3上部锥状外型面与上方的射流喷射器2的喷射管腔引流段31间形成的引流通道，水和少量压缩空气在该螺旋气-水混合通道以及引流通道组成的气-水混合通道内进行初步混合，并被负压状态的引流段21引流至混合段22，以进一步与螺旋混合喷气嘴3前端的气量控制嘴33喷出的压缩空气充分混合。

结合图1、图2所示，第一流体通道设有呈法向连通至该螺旋气-水混合通道的水量控制嘴4，第一流体由水量控制嘴4喷出至螺旋气-水混合通道并形成螺旋上升的混合流体；第二流体通道的前端设有与引流段21相对的气量控制嘴33，第二流体由气量控制嘴33喷出经引射段21至混合段22，气量控制嘴33的直径范围较佳为0.5～5mm。如图1所示，水量控制嘴4与气量控制嘴33是由其对应的较大直径的水路通道和气路通道腔体基础上突然缩颈，通过缩颈直径的不同在管路压力差变化时实现其流量适应范围的变化。

本发明的气雾形成方法中，较佳地，在第一流体进入第一流体通道之前，还包括对该第一流体进行过滤的步骤，或者，在第二流体进入第二流体通道之前，还包括对该第二流体进行过滤的步骤。下面以对进入气雾喷嘴的第一流体进行过滤为例进行说明：

第一流体通道入口端设有过滤装置，该过滤装置包括设于喷嘴基座上开设的筒状腔体内的筒状水质过滤网5，该水质过滤网5是由网孔范围在0.05～1mm的耐热、防锈、透气易清洗的材料制造而成，水质过滤网5一端与喷嘴基座10的进水口12相连，其筒壁内部形成杂质积存室7，筒壁与外侧的喷嘴基座10的筒状腔体内壁之间形成净水汇流槽6，该净水汇流槽6与第一流体通道连通，从而使得进入第一流体通道的第一流体经过过滤净化，使该气雾喷嘴不易被堵塞。

进一步地，为了便于过滤杂质的排出，还可在该杂质积存室与喷嘴基座的排污口间设置两通密封阀9，从而使进水口12、杂质积存室7及排污口8构成杂质储存排放系统。该两通密封阀的具体结构可参照前述内容，此处不再详述。

由于本发明的气雾形成方法与前部分所述气雾喷嘴相对应，因此，该方法并不限于此部分所描述内容，其它未提及的技术方案可以选择参照前一部分内容，特此说明。

本发明的气雾形成方法通过喷嘴基座10、水质过滤网5、净水汇流槽6、杂质积存室7、两通密封阀9、排污口8的有机结合，实现了水质的过滤、净水缓存、杂质积存、定期人工排污作用，达到了一定时间内(连续工作15天)不堵塞的目的，只需人工旋转一下两通密封阀9角度即可实现定期排污免拆除更换的作用和目的。

综上所述，本发明的不堵塞、无气阻的气雾喷嘴及气雾形成方法具有诸多的优点和实用价值，并在同类产品中未见有类似的工艺设计公开发表或使用，确属创新，其不仅在构思、功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，在保证高质量水准上具有非常明显的作用，从而更加实用，而且具有产业的广泛利用价值，成为一款新颖、进步、实用的新方法。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (17)

1.一种无气阻的新型气雾喷嘴，该气雾喷嘴包括：

喷嘴基座，所述喷嘴基座包括基座本体及腔体，所述腔体包括喷嘴基座内形成的第一流体通道与第二流体通道；及

射流喷射器，该射流喷射器包括喷射管体及拉乌尔管式的喷射管腔，所述喷射管腔包含渐缩形的锥形引流段、狭窄的混合段及渐扩形的倒锥形喷射段；

其中，所述第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段汇合，第一流体通道的第一流体与第二流体通道的第二流体在该喷射管腔的混合段混合，并由喷射段雾化喷出；

其特征在于，所述气雾喷嘴还包括螺旋混合喷气嘴，所述螺旋混合喷气嘴包括前端与射流喷射器对应的锥管形气量控制嘴、中部的单头或多头螺旋管体后端的圆环体，该圆环体上设置有一个以上的与螺旋混合喷气嘴的内腔相通的透孔，所述螺旋混合喷气嘴的内腔连通喷嘴基座的第一流体进口与气量控制嘴，构成前述第二流体通道；所述螺旋混合喷气嘴外型面与对应的喷嘴基座的内壁形成混合螺旋槽，并与上方的射流喷射器的喷射管腔引流段形成引流通道，所述混合螺旋槽与引流通道构成所述第一流体通道的混合通道。

2.如权利要求1所述的气雾喷嘴，其特征在于，所述气雾喷嘴采用水和压缩空气分别作为第一流体、第二流体，所述第一流体通道的所述混合通道为气-水混合通道。

3.如权利要求2所述的气雾喷嘴，其特征在于，所述第一流体通道设有呈法向连通至该气-水混合通道的水量控制嘴；所述水量控制嘴与气量控制嘴是由其对应的较大直径的水路通道和气路通道腔体基础上突然缩颈，通过缩颈直径的不同在管路压力差变化时实现其流量适应范围的变化。

4.如权利要求3所述的气雾喷嘴，其特征在于，所述透孔直径范围为0.1～1mm，所述水量控制嘴直径范围为0.2～3mm，所述气量控制嘴的直径范围为0.5～5mm。

5.如权利要求1至4任一项所述的气雾喷嘴，其特征在于，所述第一流体通道入口端设有过滤装置，该过滤装置包括设于喷嘴基座上开设的筒状腔体内的筒状过滤网，该过滤网是由网孔范围在0.05～1mm的耐热、防锈、透气易清洗的材料制造而成，过滤网一端与喷嘴基座的第一流体进口相连，其筒壁内部形成杂质积存室，筒壁与外侧的喷嘴基座的筒状腔体内壁之间形成洁净流体汇流槽，该洁净流体汇流槽与所述第一流体通道连通。

6.如权利要求5所述的气雾喷嘴，其特征在于，该杂质积存室与喷嘴基座的排污口间设有两通密封阀，所述第一流体进口、杂质积存室及排污口构成杂质储存排放系统。

7.如权利要求5所述的气雾喷嘴，其特征在于，所述射流喷射器的外端对应喷射管腔的喷射出口设有喷雾形状控制帽，以控制喷嘴头部出口形状，调整喷射雾形状为扇形、矩形、锥面形或锥体形；喷射角度范围为15～120°。

8.一种气雾形成方法，气雾喷嘴形成具有拉乌尔管式喷射管腔的射流喷射器，所述喷射管腔包含渐缩形的引流段、狭窄的混合段及渐扩形的喷射段，且气雾喷嘴内的第一流体通道与第二流体通道在该喷射管腔的引流段汇合；该气雾形成方法包括：在第二流体通道的高压流体的冲击下，射流喷射器的引流段的介质被一并推到混合段，使得该引流段形成负压状态；第一流体通道的第一流体受到真空负压作用被吸入射流喷射器的引流段，与第二流体通道的第二流体一并进入混合段压缩混合，并由喷射段雾化喷出；

其特征在于，所述第一流体经过第一流体通道上所设的一螺旋件而形成螺旋上升流体，且在第一流体经过所述螺旋件前，向所述第一流体中通入少量的第二流体，使得二者在所述螺旋件预混合，形成螺旋上升混合流体。

9.如权利要求8所述的气雾形成方法，其特征在于，所述第一流体为水，所述第二流体为压缩空气。

10.如权利要求9所述的气雾形成方法，其特征在于，所述螺旋件为中段具有螺旋状外型面的螺旋混合喷气嘴，所述螺旋混合喷气嘴的内腔构成前述第二流体通道，所述螺旋混合喷气嘴对应螺旋外型面的下方设有一个以上的与内腔相通的透孔，所述螺旋混合喷气嘴中段的螺旋状外型面与对应的喷嘴基座的内壁形成混合螺旋槽，所述螺旋混合喷气嘴上部锥状外型面与上方的射流喷射器的喷射管腔引流段形成引流通道，所述混合螺旋槽与引流通道构成所述第一流体通道的气-水混合通道。

11.如权利要求10所述的气雾形成方法，其特征在于，所述第一流体通道设有呈法向连通至该混合螺旋槽的水量控制嘴，第一流体由水量控制嘴喷出至混合螺旋槽并形成螺旋上升的混合流体；所述第二流体通道前端设有与所述引流段相对的气量控制嘴，第二流体由气量控制嘴喷出至引射段。

12.如权利要求11所述的气雾形成方法，其特征在于，所述水量控制嘴与气量控制嘴是由其对应的较大直径的水路通道和气路通道腔体基础上突然缩颈，通过缩颈直径的不同在管路压力差变化时实现其流量适应范围的变化。

13.如权利要求11所述的气雾形成方法，其特征在于，所述透孔直径范围0.1～1mm，所述水量控制嘴直径范围为0.2～3mm，所述气量控制嘴的直径范围为0.5～5mm。

14.如权利要求8所述的气雾形成方法，其特征在于，在第一流体进入第一流体通道之前，还包括对该第一流体进行过滤的步骤，或者，在第二流体进入第二流体通道之前，还包括对该第二流体进行过滤的步骤。

15.如权利要求14所述的气雾形成方法，其特征在于，所述第一流体通道入口端设有过滤装置，该过滤装置包括设于喷嘴基座上开设的筒状腔体内的筒状过滤网，该过滤网是由网孔范围在0.05～1mm的耐热、防锈、透气易清洗的材料制造而成，该过滤网一端与喷嘴基座的第一流体入口相连，其筒壁内部形成杂质积存室，筒壁与外侧的喷嘴基座的筒状腔体内壁之间形成洁净流体汇流槽，该洁净流体汇流槽与所述第一流体通道连通。

16.如权利要求15所述的气雾形成方法，其特征在于，该杂质积存室与喷嘴基座的排污口间设有两通密封阀，所述第一流体入口、杂质积存室及排污口构成杂质储存排放系统。

17.如权利要求8所述的气雾形成方法，其特征在于，利用射流喷射器喷射出口所设的喷雾形状控制帽限定调整射流喷射器的喷射段喷出的气雾形状与角度，且气雾形状包括扇形、矩形、锥面形或锥体形；喷射角度范围为15～120°。

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