CN110420768A - 一种喷嘴用旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及旋流器技术领域，且公开了一种喷嘴用旋流器，包括旋流器本体、六个旋流通道、喷嘴与喷管，旋流器本体位于喷管内腔，六个旋流通道均匀设置在旋流器本体的外壁，喷嘴位于喷管的右侧面，旋流器本体的外壁四周与喷管的内壁相接触，六个旋流通道倾斜设置在旋流器本体的外壁，喷嘴的左侧与喷管的右侧面连接，喷嘴的右侧均匀设置有从左向右贯穿的喷孔。本发明通过利用陶瓷旋流器代替传统的金属旋流器，取代高温合金在常规喷嘴体中的应用，节省稀有金属资源，对于旋流器本体外壁开设有的旋流通道，采用先进的化学腐蚀和研磨成型技术，相较于传统的手工作业研磨来说，加工等级更高更优异，加工精度更好更可控。
Description
技术领域
本发明涉及旋流器技术领域，具体为一种喷嘴用旋流器。
背景技术
喷嘴用旋流器是流体在压力驱动下经过其旋流作用因惯性离心力而被抛向喷嘴内壁，在旋转运动的同时逐渐向外(流动)喷射的零件。相对于常规零件，其结构较复杂不便于加工，且它在工作过程中消耗动能较大，在高压时磨损严重，故一般采用耐磨损的合金制作并要求一定的光洁度指标，目前工业高温喷嘴用旋流器多采用高温合金材料，及传统的加工工艺成型技术。考虑到其苛刻的工作环境，现高温合金已成为其加工选材的不二之选，后经过车铣加工旋流槽，并进行一系列的研磨膏精研其旋流流道，尽可能达到高的光洁度和结构尺寸一致性。
旋流通道粗糙度低，在性能调试过程中往往会出现目视油道，即雾化度周向均匀度较差，需要耗费大量的人工对其旋流通道进行更精细的研磨，但手工作业研磨效果不可测且因人为因素等不可控造成其研磨质量一致性差，个体差异明显，金属材料较陶瓷材料硬度较低，在压力作用的工况下旋流器流道表面受燃料冲蚀，高温下长期服役易发生流道尺寸甚至结构性的变化，这种情况在高压工况下更为明显，进而影响喷嘴的喷射流量和雾锥角度不稳定，影响燃烧过程稳定，而且旋流器需适配专用的喷嘴机构，现市面上针对于旋流器专用的喷嘴结构复杂亦影响旋流器的正常使用效果。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种喷嘴用旋流器，达到陶瓷旋流器中旋流通道不会因长期使用而发生流道尺寸甚至结构性的变化，陶瓷高强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀的性能在高压高温工况下的稳定性支撑喷嘴体长期服役流量的稳定性和可靠性的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种喷嘴用旋流器，包括旋流器本体、六个旋流通道、喷嘴与喷管，所述旋流器本体位于喷管内腔，六个旋流通道均匀设置在旋流器本体的外壁，喷嘴位于喷管的右侧面，所述旋流器本体的外壁四周与喷管的内壁相接触，所述六个旋流通道倾斜设置在旋流器本体的外壁，所述喷嘴的左侧与喷管的右侧面连接，所述喷嘴的右侧均匀设置有从左向右贯穿的喷孔，所述喷管包括连接座、流体通道、固定垫圈、活动板、通孔、实心杆、空心套管与弹簧，所述连接座位于喷管的最左侧，且连接座的右侧面与喷管的左侧面连接，所述流体通道设置在连接座的中心位置，且流体通道从左向右贯穿连接座的中心位置，所述固定垫圈位于喷管的内腔中，且固定垫圈的外壁四周与喷管的内壁相连接，所述活动板位于喷管的内腔中，且位于固定垫圈的右侧，所述活动板的外壁四周与喷管的内壁相接触，且活动板的左侧与固定垫圈的右侧面相接触，所述通孔设置在活动板内部，所述实心杆位于活动板的右侧面，且实心杆的左侧面与活动板右侧面的中心位置相连接，所述空心套管位于实心杆的右侧，且实心杆的右端贯穿空心套管的左侧面并延伸至空心套管的内腔中，所述弹簧环绕设置在实心杆与空心套管的外壁四周，所述空心套管的右端与旋流器本体的左侧面的中间位置相连接，所述固定垫圈包括贯穿孔与遮挡部，所述贯穿孔设置在固定垫圈的中间位置，且贯穿孔由左向右贯穿固定垫圈，所述遮挡部位于贯穿孔的外壁四周。
优选的，所述旋流通道沿圆周成30°角均匀分布在旋流器本体的外壁四周，且旋流通道的横截面积为1.2mmX1mm，沿流动方向长度为4mm。
优选的，所述活动板内部设置有的通孔数量为十六个，通孔的直径为遮挡部的竖向长度的二分之一，且通孔的左侧面与遮挡部的右侧面相接触。
优选的，所述弹簧的左端与活动板的右侧面连接，弹簧的右端与旋流器本体的左侧面连接。
优选的，所述实心杆与空心套管的横向长度相等，固定垫圈与活动板的直径相等。
优选的，所述旋流器本体外壁四周开设的旋流通道内表面粗糙度可达到Ra＝0.01um～0.03um。
本发明提供了一种喷嘴用旋流器。具备以下有益效果：
(1)、本发明通过利用陶瓷旋流器代替传统的金属旋流器，取代高温合金在常规喷嘴体中的应用，节省稀有金属资源，对于旋流器本体外壁开设有的旋流通道，采用先进的化学腐蚀和研磨成型技术，相较于传统的手工作业研磨来说，加工等级更高更优异，加工精度更好更可控。
(2)、本发明通过研磨成型技术对旋流器本体外壁开设有的旋流通道进行处理，使得旋流通道表面光滑，流阻较小，降低了流体对旋流通道的冲蚀作用，保证旋流通道结构的稳定，采用固定的结构尺寸以及陶瓷的固有属性对喷嘴性能(流量、嘴角、均匀度)的稳定起着至关重要作用。
(3)、本发明通过在喷管内设置固定垫圈与活动板，利用流体的压力将活动板顶开，流体通过活动板开设有的通孔进入到旋流器本体的旋流通道中，流体并被旋流通道的内表面摩擦力将其分子打乱，最终由喷孔喷出，其结构尺寸的设计配合高等级表面粗糙度，利于性能指标喷雾锥角的调试，且对流体的雾化效果良好。
(4)、本发明通过实心杆的左端与活动板固定连接，实心杆套接入空心套管中，空心套管的右侧与旋流器本体的左侧固定连接，且实心杆与空心套管的外壁环绕设置弹簧，当没有流体在喷管中通过时，能够保证活动板与固定垫圈接触，使得喷管呈封闭状态，防止杂质进入，损毁旋流通道。
附图说明
图1为本发明旋流器本体的立体图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明固定垫圈结构示意图；
图4为本发明活动板结构示意图；
图5为本发明实施例中旋流器本体的主视图。
图中：1旋流器本体、2旋流通道、3喷嘴、4喷管、5连接座、6流体通道、7固定垫圈、8活动板、9通孔、10实心杆、11空心套管、12 弹簧、13贯穿孔、14遮挡部、15喷孔。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种喷嘴用旋流器，包括旋流器本体1、六个旋流通道2、喷嘴3与喷管4，旋流器本体1位于喷管4内腔，六个旋流通道2均匀开设在旋流器本体1的外壁，喷嘴3 位于喷管4的右侧面，旋流器本体1的外壁四周与喷管4的内壁相接触，六个旋流通道2倾斜开设在旋流器本体1的外壁，喷嘴3的左侧与喷管 4的右侧面固定连接，喷嘴3的右侧均匀开设有从左向右贯穿的喷孔15，喷管4包括连接座5、流体通道6、固定垫圈7、活动板8、通孔9、实心杆10、空心套管11与弹簧12，连接座5位于喷管4的最左侧，且连接座5的右侧面与喷管4的左侧面固定连接，流体通道6开设在连接座 5的中心位置，且流体通道6从左向右贯穿连接座5的中心位置，固定垫圈7位于喷管4的内腔中，且固定垫圈7的外壁四周与喷管4的内壁相粘接，活动板8位于喷管4的内腔中，且位于固定垫圈7的右侧，活动板8的外壁四周与喷管4的内壁相接触，且活动板8的左侧与固定垫圈7的右侧面相接触，通孔9开设在活动板8内部，实心杆10位于活动板8的右侧面，且实心杆10的左侧面与活动板8右侧面的中心位置相粘接，空心套管11位于实心杆10的右侧，且实心杆10的右端贯穿空心套管11的左侧面并延伸至空心套管11的内腔中，弹簧12环绕设置在实心杆10与空心套管11的外壁四周，空心套管11的右端与旋流器本体1的左侧面的中间位置相粘接，固定垫圈7包括贯穿孔13与遮挡部14，贯穿孔13开设在固定垫圈7的中间位置，且贯穿孔13由左向右贯穿固定垫圈7，遮挡部14位于贯穿孔13的外壁四周，旋流通道2沿圆周成30°角均匀分布在旋流器本体1的外壁四周，且旋流通道2的横截面积为 1.2mmX1mm，沿流动方向长度为4mm，活动板8内部开设有的通孔9数量为十六个，通孔9的直径为遮挡部14的竖向长度的二分之一，且通孔9 的左侧面与遮挡部14的右侧面相接触，弹簧12的左端与活动板8的右侧面固定连接，弹簧12的右端与旋流器本体1的左侧面固定连接，实心杆10与空心套管11的横向长度相等，固定垫圈7与活动板8的直径相等，旋流器本体1外壁四周开设的旋流通道2内表面粗糙度可达到 Ra＝0.01um～0.03um。
实施例1
如图1-4所示，旋流器本体1的材质为金属材料时，金属材料较陶瓷材料硬度较低，在压力作用的工况下旋流器本体1的旋流通道2表面受燃料冲蚀，高温下长期服役易发生旋流通道2尺寸甚至结构性的变化，这种情况在高压工况下更为明显，进而影响喷嘴3的喷射流量和雾锥角度不稳定，影响燃烧过程稳定，而利用陶瓷材质制成的旋流器本体1取代高温合金在常规喷嘴3中旋流器的应用，节省了稀有金属资源。
实施例2
如图5所示，旋流器本体1的旋流通道2为垂直于旋流器本体1的外壁设置时，相较于旋流器本体1由6道余径向角为30°的凹槽组成的情况时，6个旋流通道2沿圆周成30°角均匀分布，横截面积为1.2mmX1mm，沿流动方向长度为4mm，倾斜设置的旋流通道2对于流体的流速有限定，最后经喷孔15喷出的流体雾化雾锥角度固定，喷射流量固定，使得流体雾化效果较佳。
实施例3
如图1-4所述，旋流器本体1开设有的旋流通道2利用传统人工打磨时，利用一系列的研磨膏精研其旋流通道2，尽可能达到高的光洁度和结构尺寸一致性，利用传统人工打磨制造出的旋流通道2粗糙度低，在性能调试过程中往往会出现目视油道，即雾化度周向均匀度较差的情况，需要耗费大量的人工对其旋流通道2进行更精细的研磨，但手工作业研磨效果不可测且因人为因素等不可控造成其研磨质量一致性差，个体差异明显，现本发明采用先进的化学研磨和激光加工工艺，加工出新型耐高温、耐磨损、耐腐蚀的旋流器本体1，加工等级更高更优异，加工精度更好更可控，旋流通道2表面光滑，流阻较小，降低了流体对旋流通道2的冲蚀作用，保证旋流通道2结构的稳定，而陶瓷高强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀的性能在高压高温工况下的稳定性支撑喷嘴3长期服役流量的稳定性和可靠。
在使用时，流体由连接座5开设有的流体通道6通过，并进入喷管4的内腔中，在流体压力的作用下，活动板8的左侧远离固定垫圈7的右侧，并且由活动板8开设有的通孔9进入到喷管4内腔的右侧，流体通过旋流器本体1外壁开设有的六个旋流通道2，流体并被旋流通道2 的内表面摩擦力将其分子打乱，最终由喷孔15喷出，其结构尺寸的设计配合高等级表面粗糙度，利于性能指标喷雾锥角的调试，且对流体的雾化效果良好。
综上可得，本发明通过利用陶瓷旋流器代替传统的金属旋流器，取代高温合金在常规喷嘴3中的应用，节省稀有金属资源，对于旋流器本体1外壁开设有的旋流通道2，采用先进的化学腐蚀和研磨成型技术，相较于传统的手工作业研磨来说，加工等级更高更优异，加工精度更好更可控，本发明通过研磨成型技术对旋流器本体1外壁开设有的旋流通道2进行处理，使得旋流通道2表面光滑，流阻较小，降低了流体对旋流通道2的冲蚀作用，保证旋流通道2结构的稳定，采用固定的结构尺寸以及陶瓷的固有属性对喷嘴3性能(流量、嘴角、均匀度)的稳定起着至关重要作用，本发明通过在喷管4内设置固定垫圈7与活动板8，利用流体的压力将活动板8顶开，流体通过活动板8开设有的通孔9进入到旋流器本体1的旋流通道2中，流体并被旋流通道2的内表面摩擦力将其分子打乱，最终由喷孔15喷出，其结构尺寸的设计配合高等级表面粗糙度，利于性能指标喷雾锥角的调试，且对流体的雾化效果良好，本发明通过实心杆10的左端与活动板8固定连接，实心杆10套接入空心套管11中，空心套管11的右侧与旋流器本体1的左侧固定连接，且实心杆10与空心套管11的外壁环绕设置弹簧12，当没有流体在喷管4 中通过时，能够保证活动板8与固定垫圈7接触，使得喷管4呈封闭状态，防止杂质进入，损毁旋流通道2。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种喷嘴用旋流器，包括旋流器本体(1)、六个旋流通道(2)、喷嘴(3)与喷管(4)，其特征在于：所述旋流器本体(1)位于喷管(4)内腔，六个旋流通道(2)均匀设置在旋流器本体(1)的外壁，喷嘴(3)位于喷管(4)的右侧面，所述旋流器本体(1)的外壁四周与喷管(4)的内壁相接触，所述六个旋流通道(2)倾斜设置在旋流器本体(1)的外壁，所述喷嘴(3)的左侧与喷管(4)的右侧面连接，所述喷嘴(3)的右侧均匀设置有从左向右贯穿的喷孔(15)，所述喷管(4)包括连接座(5)、流体通道(6)、固定垫圈(7)、活动板(8)、通孔(9)、实心杆(10)、空心套管(11)与弹簧(12)，所述连接座(5)位于喷管(4)的最左侧，且连接座(5)的右侧面与喷管(4)的左侧面连接，所述流体通道(6)设置在连接座(5)的中心位置，且流体通道(6)从左向右贯穿连接座(5)的中心位置，所述固定垫圈(7)位于喷管(4)的内腔中，且固定垫圈(7)的外壁四周与喷管(4)的内壁相连接，所述活动板(8)位于喷管(4)的内腔中，且位于固定垫圈(7)的右侧，所述活动板(8)的外壁四周与喷管(4)的内壁相接触，且活动板(8)的左侧与固定垫圈(7)的右侧面相接触，所述通孔(9)设置在活动板(8)内部，所述实心杆(10)位于活动板(8)的右侧面，且实心杆(10)的左侧面与活动板(8)右侧面的中心位置相连接，所述空心套管(11)位于实心杆(10)的右侧，且实心杆(10)的右端贯穿空心套管(11)的左侧面并延伸至空心套管(11)的内腔中，所述弹簧(12)环绕设置在实心杆(10)与空心套管(11)的外壁四周，所述空心套管(11)的右端与旋流器本体(1)的左侧面的中间位置相连接，所述固定垫圈(7)包括贯穿孔(13)与遮挡部(14)，所述贯穿孔(13)设置在固定垫圈(7)的中间位置，且贯穿孔(13)由左向右贯穿固定垫圈(7)，所述遮挡部(14)位于贯穿孔(13)的外壁四周。
2.根据权利要求1所述的一种喷嘴用旋流器，其特征在于：所述旋流通道(2)沿圆周成30°角均匀分布在旋流器本体(1)的外壁四周，且旋流通道(2)的横截面积为1.2mm×1mm，沿流动方向长度为4mm。
3.根据权利要求1所述的一种喷嘴用旋流器，其特征在于：所述活动板(8)内部设置有的通孔(9)数量为十六个，通孔(9)的直径为遮挡部(14)的竖向长度的二分之一，且通孔(9)的左侧面与遮挡部(14)的右侧面相接触。
4.根据权利要求1所述的一种喷嘴用旋流器，其特征在于：所述弹簧(12)的左端与活动板(8)的右侧面连接，弹簧(12)的右端与旋流器本体(1)的左侧面连接。
5.根据权利要求1所述的一种喷嘴用旋流器，其特征在于：所述实心杆(10)与空心套管(11)的横向长度相等，固定垫圈(7)与活动板(8)的直径相等。
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