CN110102416A - 一种振荡自吸喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种振荡自吸喷嘴，包括自吸喷嘴腔、腔体、震荡腔、振荡发生腔、单向阀，自吸管路。所述震荡腔为“十”字型结构，左右两端分别与自吸喷嘴腔、振荡发生腔连通，左右两端腔体的外径均小于自吸喷嘴腔、振荡发生腔腔体的外径，所述振荡发生腔呈阶梯状，右端腔体外径大于左端腔体外径；所述自吸喷嘴腔左端腔体沿轴向向出水口收敛，自吸喷嘴腔右端周向设有通孔，所述单向阀设置于腔体下侧并与下方的通孔连通，自吸管路可以根据使用效果选择自吸空气或液体，增强空化效应和振荡效果，提高液气两相的传质和传能效率。本发明与常规的射流喷嘴相比，具有负压高，工作效率高、节约能源，节约现场使用成本等特点。

Description

一种振荡自吸喷嘴
技术领域
本发明涉及一种通过空化效应和自吸振荡去除物体表面污渍，改善材料表面性能，材料切割，岩石破碎的装置，具体的涉及一种振荡自吸喷嘴。
背景技术
任何液体在其静止或运动过程中因受环境和气体分子运动的影响，不可避免地会有一些气体溶入，因此，液体中就会悬浮着一批气相的微泡，称为“气核”。这些核子并不能为肉眼所看到，只有被液体带到低压区、气泡增长时才会被察觉到。当液体中的压力降到空气分离压以下时，溶解于液体中的气体突然迅速地分离而产生大量的气泡；当压力继续降低到该液体在此温度下的饱和蒸汽压以下时，除液体中所含气体析出而形成气泡外，液体本身还会剧烈地汽化沸腾，产生大量的气泡。由于液体汽化和溶解气体的游离是向着作为核的空泡内进行的，结果就形成充满着空气和蒸汽的气泡。当这些气泡随着液体进入高压区时，蒸汽高速凝结和气泡溃灭，流体质点便向空腔中心高速冲动，产生强烈的冲击，结果使瞬时的局部压力和局部温度急剧上升，这种现象被称为空化效应(或气蚀)。
空化效应可以打开化学键，使有机物分子氧化分解。在日常生活中，空化对碳氢化合物类沉淀物的清洗特别有效，有机化合物会大大递降，而无机化合物也能被氧化或减少，因此空化效应在去除物体表面污渍，具有清洗速度快，环保节能，高效易操作等特点。同时高压状态下产生的空化效应，对物体有较好的破碎和切割能力，可用于实现材料的切割和岩石的破碎。空化射流是在高速水射流中，人为地使流体某处的局部压力低于该处的饱和蒸汽压力，从而在射流中产生空化气泡，通过控制空化气泡在目标物上破裂时产生的局部高压，大大增加其材料的冲蚀能力。
在现有技术条件下，清洗、冲刷、喷洒等喷射装置所喷射的水需要有较高的压力。现在大量的清洗、冲刷、喷洒作业利用自来水管网压力较低的自来水直接喷射，由于水压受到管网压力的限制，经喷嘴喷出的水射流的冲蚀效果或者喷射距离就受到限制。采用其他压水设备来提高喷射装置的水压，又会增加投资及使用中的其他问题。在实际应用中需要一种在现使用水压不提高的条件下，能喷出冲蚀效果较好或者喷射距离更远的喷射装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种振荡自吸喷嘴，本发明的目的在于利用高压水流流经水枪的特殊结构后，水流的流动情况发生变化，使得水流局部压力降低而产生空化。随后水流进入自吸喷嘴腔，将发生自吸振荡效应，自吸空气或水流，这将增强空化效果，并提高液气两相的传质和传能效率。使之与常规的射流喷嘴相比，具有负压高，工作效率高、节约能源等特点。同时本发明可以实现多个振荡自吸喷嘴共用一个自吸管路，组合使用，增强冲洗效果，节约现场的使用成本。
本发明采用下述的技术方案：
一种振荡自吸喷嘴，包括自吸喷嘴腔(2)、腔体(5)、震荡腔(6)、振荡发生腔(7)、单向阀(8)、自吸管路(9)，所述震荡腔(6)为“十”字型结构，左右两端分别与自吸喷嘴腔(2)、振荡发生腔(7)连通，左右两端腔体的外径均小于自吸喷嘴腔(2)、振荡发生腔(7)腔体的外径，所述振荡发生腔(7)呈阶梯状，右端腔体外径大于左端腔体外径；所述自吸喷嘴腔(2)左端腔体沿轴向向出水口收敛，自吸喷嘴腔(2)右端周向设有通孔(4)，所述单向阀(8)设置于腔体(5)下侧并与下方的通孔(4)连通。
优选的，所述通孔(4)上下两端与自吸喷嘴腔(2)的外壁、内壁相切。
优选的，所述通孔(4)的数量为2个或3个，周向均布，并与吸喷嘴腔(2)的轴线成45°角。
优选的，所述自吸喷嘴腔(2)开设通孔(4)处的外壁处轴向设有凹槽。
优选的，所述自吸喷嘴腔(2)收敛处的内壁锥面设有螺旋线状的凹槽(1)。
优选的，所述腔体(5)左端与自吸喷嘴腔(2)接触的内壁上设有螺纹，自吸喷嘴腔(2)外壁设有与之相匹配的螺纹。
优选的，所述腔体(5)左端的端面上设有密封圈(3)。
优选的，所述自吸管路(9)与单向阀(8)的入口相连，并与入口呈一定倾斜角度。
本发明的有益效果是：本发明的振荡自吸喷嘴，采用在扩散段前设置振荡腔的结构，并在腔体中形成负压，达到空化条件，水流进入自吸喷嘴腔由于自吸振荡效应，自吸空气或水，增强空化效应和振荡效果，提高了液气两相的传质和传能效率。同时本发明可以实现多个振荡自吸喷嘴共用一个自吸管路，组合使用，增大冲洗效果。使之与常规的射流喷嘴相比，具有负压高，工作效率高、节约能源，节约现场使用成本的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明自吸喷嘴腔的结构示意图；
图3为本发明腔体的结构示意图。
图中所示：
其中，1-凹槽，2-自吸喷嘴腔，3-密封圈，4-通孔，5-腔体，6-震荡腔，7-振荡发生腔，8-单向阀，9-自吸管路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种振荡自吸喷嘴，包括自吸喷嘴腔2、腔体5、震荡腔6、振荡发生腔7、单向阀8，自吸管路9，所述震荡腔6为“十”字型结构，左右两端分别与自吸喷嘴腔2、振荡发生腔7连通，左右两端腔体的外径均小于自吸喷嘴腔2、振荡发生腔7腔体的外径，其作用在于水流在此形成负压，达到空化条件，开始发生空化，使谐振腔体出口射流变成断续涡环流，加强射流的空化作用。所述振荡发生腔7呈阶梯状，右端腔体外径大于左端腔体外径，其作用使水流在此发生初步震荡；流体在流过振荡发生腔7的出口收缩断面时，产生自激压力激动，并一部分反馈回振荡发生腔7，形成反馈压力振荡。同时使振荡发生腔7尺寸与流体的马赫数及Strouhal数相匹配，能够使反馈压力振荡的频率与振荡发生腔7的固有频率相匹配，从而在谐振腔体中形成声谐共振，形成驻波，具有明显的共振效果。所述自吸喷嘴腔2左端腔体沿轴向向出水口收敛，收敛处的内壁锥面设有螺旋线状的凹槽1，使高压水流在前进过程中进一步导向，加强喷射效果。自吸喷嘴腔2右端周向设有通孔4，分别位于喷嘴腔2上下两侧的壳体上，并与吸喷嘴腔2的轴线成45°角。所述通孔4上下两端与自吸喷嘴腔2的外壁、内壁相切，所述自吸喷嘴腔2开设通孔4的外壁处轴向设有凹槽，所述单向阀8设置于腔体5下侧并与下方的通孔4连通，管路9与单向阀8的入口相连，并与入口呈一定倾斜角度。所述腔体5左端与自吸喷嘴腔2接触的内壁上设有螺纹，自吸喷嘴腔2外壁设有与之相匹配的螺纹。腔体5左端的端面上设有密封圈3，所述密封圈套设在自吸喷嘴腔2上。
由于振荡腔6发生有规律的振荡，自吸喷嘴腔2内腔压力一高一低，且最小压力小于外界压力，导致自吸管路9处的空气或水流自动被吸入自吸喷嘴腔2中，且流入的空气或者水流为斜向流入，使空化效应得到加强和集中。同时流入过程中使自吸喷嘴内压升高，单向阀8此时自动关闭，将进一步推动水流向前运动，高压水流从喷嘴射出。喷嘴1处加工有螺旋线状的凹槽1，使高压水流在前进过程中进一步导向，加强喷射效果。在高压水流从喷嘴射出后，自吸喷嘴压力将会降低，并达到最小值形成负压，此时单向阀8在压力变化下再一次自动打开，自吸入空气或水。如此在振荡自吸喷嘴2连续工作中，单向阀8有规律打开、关闭。自吸喷嘴腔2周期性吸入空气和水，推动空化水流有节奏向前。该结构由于是自吸喷嘴腔2的自吸，将会与各处的振荡腔体自然的形成共振，增强喷嘴的打击效果。
同时，自吸喷嘴腔2通过自吸作用，吸入空气或水，有规律带动腔体内杂质，自吸作用能够将杂质和空化气泡包裹在一起，有规律向前运动，这将比常规喷嘴中的高压高速水流和杂质无规律运动对喷嘴内腔的冲蚀伤害更小，更好的起到了保护内部腔体的作用。自吸喷嘴腔2通过自吸作用，自吸入空气和水，在喷嘴自吸过程完成，高压水流排出喷嘴过程时，振荡腔体6的流体将会受到反向震动，这一过程将会使振荡腔体内部沉积的或未携带的杂质随流体一起运动振荡起来，随后跟随流体进入腔体4并排出。本发明喷嘴可以更好的清理振荡腔体的杂质，具有更连续的良好的振荡效果。不会因为长期使用造成振荡腔体内部杂质沉积黏附内壁，而影响振荡和空化效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，包括自吸喷嘴腔(2)、腔体(5)、震荡腔(6)、振荡发生腔(7)、单向阀(8)、自吸管路(9)，所述震荡腔(6)为“十”字型结构，左右两端分别与自吸喷嘴腔(2)、振荡发生腔(7)连通，左右两端腔体的外径均小于自吸喷嘴腔(2)、振荡发生腔(7)腔体的外径，所述振荡发生腔(7)呈阶梯状，右端腔体外径大于左端腔体外径；所述自吸喷嘴腔(2)左端腔体沿轴向向出水口收敛，自吸喷嘴腔(2)右端周向设有通孔(4)，所述单向阀(8)设置于腔体(5)下侧并与下方的通孔(4)连通。
2.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述通孔(4)上下两端与自吸喷嘴腔(2)的外壁、内壁相切。
3.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述通孔(4)的数量为2个或3个，周向均布，并与自吸喷嘴腔(2)的轴线成45°角。
4.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述自吸喷嘴腔(2)开设通孔(4)处的外壁处轴向设有凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述自吸喷嘴腔(2)收敛处的内壁锥面设有螺旋线状的凹槽(1)。
6.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述腔体(5)左端与自吸喷嘴腔(2)接触的内壁上设有螺纹，自吸喷嘴腔(2)外壁设有与之相匹配的螺纹。
7.根据权利要求1所述的一种振荡自吸喷嘴，其特征在于，所述管路(9)与单向阀(8)的入口相连，并与入口呈一定倾斜角度。
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