CN108080159A - 一种高压空化射流组合喷嘴 - Google Patents

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陈理
张恒
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape

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Abstract

一种高压空化射流组合喷嘴，包括进水管、内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段和喷嘴外帽，所述内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段均套装在所述喷嘴外帽内，所述进水管的右端套装在内腔左部件的左侧喷嘴外帽内，所述内腔左部件的中心处设有喷嘴入口，所述喷嘴入口与所述进水管连通，所述内腔中间部件的中心处设有空化腔，所述内腔右部件的中心处设有喷嘴出口，所述喷嘴出口与喷嘴喉段形成哨口，所述喷嘴入口、空化腔、哨口均同轴布置，所述喷嘴出口内径与所述喷嘴喉段内径、喷嘴喉段长度之间的比例等于1:8:8。本发明提供了一种空化效果较好、节能的高压空化射流组合喷嘴。

Description

一种高压空化射流组合喷嘴
技术领域
本发明涉及水射流喷嘴技术领域，尤其是涉及一种高压空化射流组合喷嘴。
背景技术
空化射流喷嘴的结构参数对水射流的作业效果与速率会产生很大的影响，合适比例的喷嘴结构参数会大大提高水射流的作业效果和速率，若喷嘴结构参数比例不合适会造成射流空化效果较低、不节能的缺陷。
发明内容
为了克服现有空化射流喷嘴存在结构参数比例不合适的缺陷，本发明提供了一种空化效果较好、节能的高压空化射流组合喷嘴。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高压空化射流组合喷嘴，包括进水管、内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段和喷嘴外帽，所述内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段均套装在所述喷嘴外帽内，所述进水管的右端套装在内腔左部件的左侧喷嘴外帽内，所述内腔左部件的中心处设有喷嘴入口，所述喷嘴入口与所述进水管连通，所述内腔中间部件的中心处设有空化腔，所述内腔右部件的中心处设有喷嘴出口，所述喷嘴出口与喷嘴喉段形成哨口，所述喷嘴入口、空化腔、哨口均同轴布置，所述喷嘴出口内径与所述喷嘴喉段内径、喷嘴喉段长度之间的比例等于1:8:8。
进一步，所述进水管的右端与所述内腔左部件之间、所述内腔左部件与内腔中间部件之间，所述内腔中间部件与内腔右部件之间均设有垫片，所述垫片的中心处设有中心通孔，且所述中心通孔与空化腔、哨口均同轴布置。
再进一步，所述喷嘴出口内径为1.2mm，所述喷嘴喉段内径为 9.6mm，所述喷嘴喉段长度为9.6mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为2mm，所述空化腔内径为6mm，所述空化腔长度为6mm。
再进一步，所述喷嘴出口内径为1.4mm，所述喷嘴喉段内径为 11.2mm，所述喷嘴喉段长度为11.2mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔内径为12mm，所述空化腔长度为12mm。
再进一步，所述喷嘴出口内径为1.5mm，所述喷嘴喉段内径为12mm，所述喷嘴喉段长度为12mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔内径为6mm，所述空化腔长度为6mm。
本发明的有益效果主要表现在：空化效果较好、节能；便于拆卸和更换。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是冲蚀圆直径测量图。
图3是不同喷嘴内径的冲蚀圆环外直径测量借给图。
图4是不同喷嘴内径的冲蚀圆环内直径测量借给图。
图5是不同喷嘴内径的中心冲蚀斑直径测量借给图。
图6是不同喷嘴内径的冲蚀圆环面积测量借给图。
图7是喷嘴参数配比d-D-L-dc-Ds-Ls为1.4-11.2-11.2-3-12-12 的冲蚀效果图。
图8是喷嘴参数配比d-D-L-dc-Ds-Ls为1.5-12-12-3-6-6的冲蚀效果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图8，一种高压空化射流组合喷嘴，包括进水管1、内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段3和喷嘴外帽5，所述内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段3均套装在所述喷嘴外帽5内，所述进水管1的右端套装在内腔左部件的左侧喷嘴外帽内，所述内腔左部件的中心处设有喷嘴入口，所述喷嘴入口与所述进水管1 连通，所述内腔中间部件的中心处设有空化腔4，所述内腔右部件的中心处设有喷嘴出口2，所述喷嘴出口2与喷嘴喉段3形成哨口，所述喷嘴入口、空化腔4、哨口均同轴布置，所述喷嘴出口2内径与所述喷嘴喉段3内径、喷嘴喉段3长度之间的比例等于1:8:8。
进一步，所述进水管1的右端与所述内腔左部件之间、所述内腔左部件与内腔中间部件之间，所述内腔中间部件与内腔右部件之间均设有垫片，所述垫片的中心处设有中心通孔，且所述中心通孔与空化腔4、哨口均同轴布置。
再进一步，所述喷嘴出口2内径为1.2mm，所述喷嘴喉段3内径为 9.6mm，所述喷嘴喉段3长度为9.6mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为2mm，所述空化腔4内径为6mm，所述空化腔4长度为6mm。
再进一步，所述喷嘴出口2内径为1.4mm，所述喷嘴喉段3内径为 11.2mm，所述喷嘴喉段3长度为11.2mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔4内径为12mm，所述空化腔4长度为12mm。
再进一步，所述喷嘴出口2内径为1.5mm，所述喷嘴喉段3内径为 12mm，所述喷嘴喉段3长度为12mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔4内径为6mm，所述空化腔4长度为6mm。
本发明通过对射流喷嘴的结构参数尺寸的改变，通过实验得出几组不同喷嘴出口内径d下空化效果较好的喷嘴参数配比。通过对大量实验结果进行分析，得出对组合喷嘴冲蚀效果影响较大的喷嘴参数为 d、D和L，其次是dc、Ds和Ls。尝试扩大空化区域、提高空化效果，从而达到节省能源、保护环境的效果；同时也便于拆卸及更换零件。喷嘴参数配比形如：d-D-L-dc-Ds-Ls，得到喷嘴出口内径d为1.4mm 和1.5mm时，冲蚀效果最好的几组靶距如图2、图3至图6，其中S 为靶距。
如图1所示，所述喷嘴喉段3内径大于喷嘴出口2内径，所述进水管1与喷嘴外帽5螺纹连接。
图中，d、D、L分别表示喷嘴出口内径、喷嘴喉段内径和喷嘴喉段长度，Ds、Ls分别表示空化腔内径和空化腔长度，dc表示喷嘴入口内径，Dt表示进水管内径。
如图2所示，对冲蚀圆环分析，固定入口压力为35MPa进行空化实验，主要分别改变喷嘴尺寸配比、靶距S和冲蚀时间t获得靶体的冲蚀效果，根据冲蚀结果分析每种喷嘴参数对于空化效果的影响。
图2显示的D1、D2、D3分别为冲蚀圆环外直径、冲蚀圆环内直径、中心冲蚀斑直径。将下喷嘴直径为1.2mm、1.4mm、1.5mm所得的优化喷嘴参数配比分别为1.2-9.6-9.6-2-6-6、1.4-11.2-11.2-3-12-12、 1.5-12-12-3-6-6。将上述三种优化后的喷嘴参数配比在靶距70mm～120mm的实验结果进行分析。图3、图4、图6显示在上述喷嘴参数配比情况下，喷嘴参数配比为1.5-12-12-3-6-6时冲蚀圆环外直径、冲蚀圆环内直径、冲蚀圆环面积大于其他两种喷嘴参数配比。图5显示中心冲蚀斑直径呈振荡下降趋势。
由图3至图6可知，不同喷嘴出口内径时所得到的最大冲蚀面积时，所在的靶距大小是不同的，当喷嘴出口2内径为1.5mm时，在靶距为80mm时，冲蚀圆环面积取得最大值。当喷嘴出口2内径为1.2mm 和1.4mm时，冲蚀圆环面积取得最大值时，靶距均为110mm。由此可以说明靶距对冲蚀效果的影响也非常大，喷嘴出口2内径较大时，冲蚀圆环面积取得最大值时，所在的靶距较小。
图7和图8分别是喷嘴参数配比为1.4-11.2-11.2-3-12-12和喷嘴参数配比为1.5-12-12-3-6-6的冲蚀效果图。喷嘴参数配比为 1.4-11.2-11.2-3-12-12的冲蚀凹坑密集度在S＝70mm～80mm取得最大值。喷嘴参数配比为1.5-12-12-3-6-6的冲蚀凹坑密集度在S＝100mm～ 110mm附近取得最大值，且此时的该喷嘴参数配比所得的冲蚀凹坑外直径和冲蚀圆环面积也较大。综合可得，优化出的一组喷嘴参数组合为1.5-12-12-3-6-6，靶距为S＝100mm～110mm。对于喷嘴B，将不同喷嘴出口内径优化后的喷嘴参数配比相比较，得出d:D:L等于1:8:8。
在工作压力为35MPa时，通过实验得出一组空化效果很好的喷嘴参数配比，并得出相应的结论如下。
(1)当喷嘴出口内径d分别为1.2mm、1.4mm、1.5mm时，兼顾冲蚀所得的圆环外直径、冲蚀圆环面积和冲蚀凹坑密度，分析得到喷嘴出口内径d分别为1.2mm、1.4mm和1.5mm，所得的优化后的喷嘴参数配比(d-D-L-dc-Ds-Ls)为1.2-9.6-9.6-2-6-6、 1.4-11.2-11.2-3-12-12和1.5-12-12-3-6-6。
(2)通过对大量实验结果进行分析，得出对组合喷嘴冲蚀效果影响较大的喷嘴参数为d、D和L，其次是dc、Ds和Ls。将不同喷嘴出口内径优化后的喷嘴参数配比相比较，得出d:D:L等于1:8:8。
本发明采用的喷嘴参数配比，用来提高射流喷嘴空化效果，从而提高水射流的作业效果和速率。

Claims (5)

1.一种高压空化射流组合喷嘴，包括进水管、内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段和喷嘴外帽，所述内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段均套装在所述喷嘴外帽内，所述进水管的右端套装在内腔左部件的左侧喷嘴外帽内，所述内腔左部件的中心处设有喷嘴入口，所述喷嘴入口与所述进水管连通，所述内腔中间部件的中心处设有空化腔，所述内腔右部件的中心处设有喷嘴出口，所述喷嘴出口与喷嘴喉段形成哨口，所述喷嘴入口、空化腔、哨口均同轴布置，其特征在于：所述喷嘴出口内径与所述喷嘴喉段内径、喷嘴喉段长度之间的比例等于1:8:8。
2.如权利要求1所述的一种高压空化射流组合喷嘴，其特征在于：所述进水管的右端与所述内腔左部件之间、所述内腔左部件与内腔中间部件之间，所述内腔中间部件与内腔右部件之间均设有垫片，所述垫片的中心处设有中心通孔，且所述中心通孔与空化腔、哨口均同轴布置。
3.如权利要求1或2所述的一种高压空化射流组合喷嘴，其特征在于：所述喷嘴出口内径为1.2mm，所述喷嘴喉段内径为9.6mm，所述喷嘴喉段长度为9.6mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为2mm，所述空化腔内径为6mm，所述空化腔长度为6mm。
4.如权利要求1或2所述的一种高压空化射流组合喷嘴，其特征在于：所述喷嘴出口内径为1.4mm，所述喷嘴喉段内径为11.2m，所述喷嘴喉段长度为11.2mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔内径为12mm，所述空化腔长度为12mm。
5.如权利要求1或2所述的一种高压空化射流组合喷嘴，其特征在于：所述喷嘴出口内径为1.5mm，所述喷嘴喉段内径为12mm，所述喷嘴喉段长度为12mm，所述内腔左部件上的喷嘴入口内径为3mm，所述空化腔内径为6mm，所述空化腔长度为6mm。
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