CN110744457A - 一种高效双空化磨料射流喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效双空化磨料射流喷嘴，包括：高压喷嘴，高压喷嘴内沿其轴线中空并形成高压腔室；低压喷嘴，高压喷嘴同轴套设于低压喷嘴中，且高压喷嘴及低压喷嘴间通过端盖连接并密封形成低压腔室，且低压喷嘴上沿其环向方向间隔设有多个流体入口，流体入口与低压腔室连通；中心体主体，中心体主体同轴套设于高压喷嘴内，中心体主体内沿其轴线中空并形成磨料浆体腔；以及两根呈左、右相对设置的连接管，连接管的一端依次穿过高压喷嘴、低压喷嘴、中心体主体侧壁并与磨料浆体腔连通。本发明巧妙的利用高压喷嘴内中心体主体尾部区域流体的低压与强紊流特点将磨料浆体与双空化射流充分混合，从而混合形成双空化磨料射流，从而提高射流的打击效果。

Description

一种高效双空化磨料射流喷嘴

技术领域

本发明涉及一种射流喷嘴，尤其涉及一种高效双空化磨料射流喷嘴。

背景技术

高压射流射流技术因其独特的冷切割优势而广泛应用于采矿、机械、市政、建筑等各种行业。高压射流射流技术是通过液体增压原理将水的压力能经特定形状的喷嘴转化为射流束的动能而形成的，喷嘴是高压射流射流中将压力能转化为射流动能的唯一元件，对射流束的能量分布特征与射流的工作效率有极为重要的影响。

空化射流是一种新型的射流，通过利用空化喷嘴(如自振空化喷嘴、中心体喷嘴、角型喷嘴等)人为的在射流束中促进空化气泡大量产生，利用气泡冲击靶件溃灭时产生的瞬时高温和高速微射流对靶件造成破坏。有研究指出，同等条件下空化射流的打击力是普通纯水射流的8-124倍。

磨料射流是另一种新型的射流，通过在射流束中混入磨料粒子，利用射流束将磨粒加速后冲击靶件，从而提高射流的打击和切割能力。

现有技术中公开的喷嘴只能单一利用空化射流或磨料射流，若能发明一种兼具空化射流和磨料射流的新型喷嘴，将对提高水射流的工作效率起到巨大的促进作用。

发明内容

针对上述问题，现提供一种可提高射流工作效率的可兼具空化射流和磨料射流的高效双空化磨料射流喷嘴。

具体技术方案如下：

一种高效双空化磨料射流喷嘴，具有这样的特征，包括：

高压喷嘴，高压喷嘴内沿其轴线中空并形成高压腔室；

低压喷嘴，高压喷嘴同轴套设于低压喷嘴中，且高压喷嘴及低压喷嘴间通过端盖连接并密封形成相对位于高压腔室外围的低压腔室，且低压喷嘴上沿其环向方向间隔设有多个流体入口，流体入口与低压腔室连通；

中心体主体，中心体主体同轴套设于高压喷嘴内，中心体主体内沿其轴线中空并形成磨料浆体腔；以及

两根呈左、右相对设置的连接管，连接管的一端依次穿过高压喷嘴、低压喷嘴、中心体主体侧壁并与磨料浆体腔连通。

上述的高效双空化磨料射流喷嘴，还具有这样的特征，上述射流喷嘴还包括用于对中心体主体进行加热的空心状电热杆，电热杆设于磨料浆体腔下部的磨料浆体出口内。

上述的高效双空化磨料射流喷嘴，还具有这样的特征，上述射流喷嘴还包括整流帽，整流帽设于中心体主体相对朝向高压腔室中高压射流入口的一端端部上。

上述的高效双空化磨料射流喷嘴，还具有这样的特征，上述射流喷嘴还包括两根连接导线及两根引线管，引线管与连接管呈左、右交错设置，且引线管的一端依次穿过高压喷嘴、低压喷嘴、中心体主体侧壁并与磨料浆体腔连通，连接导线分别一一对应穿过引线管并与电热杆的两极接线柱对应连接。

上述的高效双空化磨料射流喷嘴，还具有这样的特征，引线管的一端沿径向依次穿过高压喷嘴、低压喷嘴、中心体主体侧壁并与磨料浆体腔连通，连接管的一端沿径向依次穿过高压喷嘴、低压喷嘴、中心体主体侧壁并与磨料浆体腔连通。

上述的高效双空化磨料射流喷嘴，还具有这样的特征，高压腔室、低压腔室及磨料浆体腔均呈锥直形。

上述方案的有益效果是：

本发明巧妙的利用高压喷嘴内中心体主体尾部区域流体的低压与强紊流特点将磨料浆体与双空化射流充分混合，从而混合形成双空化磨料射流，从而提高射流的打击效果。

附图说明

图1为本发明的实施例中提供的高效双空化磨料射流喷嘴的主视结构示意图；

图2为本发明的实施例中提供的高效双空化磨料射流喷嘴的剖视结构示意图。

附图中：1、高压喷嘴；2、高压腔室；3、低压喷嘴；4、端盖；5、低压腔室；6、流体入口；7、中心体主体；8、磨料浆体腔；9、磨料浆体出口；10、电热杆；11、连接管；12、整流帽；13、连接导线；14、引线管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明的实施例中提供的高效双空化磨料射流喷嘴的主视结构示意图；图2为本发明的实施例中提供的高效双空化磨料射流喷嘴的剖视结构示意图。如图1和图2所示，本发明的实施例中提供的高效双空化磨料射流喷嘴，包括：高压喷嘴1，高压喷嘴1内沿其轴线中空并形成纵截面呈锥直形的高压腔室2；低压喷嘴3，高压喷嘴1同轴套设于低压喷嘴3中，且高压喷嘴1及低压喷嘴3间通过端盖4连接并密封形成相对位于高压腔室2外围的、纵截面呈锥直形的低压腔室5，且低压喷嘴3上沿其环向方向间隔设有多个流体入口6，流体入口6与低压腔室5连通；中心体主体7，中心体主体7同轴套设于高压喷嘴1内，中心体主体7内沿其轴线中空并形成纵截面呈锥直形的磨料浆体腔8；以及两根呈左、右相对设置的连接管11，连接管11的一端依次穿过高压喷嘴1、低压喷嘴3、中心体主体7侧壁并与磨料浆体腔8连通。

本发明中由于中心体主体7的存在，使得由高压喷嘴1喷入的高压射流在中心体主体7的尾部边界层分离形成低压区域，由于该区域内流体絮动程度相对增大，从而产生空化气泡；同时，由低压腔室5喷出的低压射流包围在由高压喷嘴1喷出的高速射流外围，使得空气中的高速射流变为淹没射流，从而在高速射流的外围也产生大量的空化气泡。本发明中利用如上原理使得射流形成双空化射流，配合从磨料浆体腔8尾部低压区域喷出的磨料浆体，从而充分混合并高速喷出形成双空化磨料射流，以提高射流的打击效果。

于上述技术方案基础上，进一步的，本实施例提供的射流喷嘴中还包括用于对中心体主体7进行加热的空心状电热杆10，本实施例中电热杆10设于磨料浆体腔8下部的磨料浆体出口9内，本实施例中通过电热杆10加热中心体主体7以降低磨料浆体与中心体主体7壁面之间的摩擦切应力，并进一步降低磨料浆体与中心体主体7壁面之间的流体阻力，并进一步为后期提高双空化磨料射流的射速及其打击效果提供可能。本发明中为给电热杆10供电，可增设两根引线管14，本发明中引线管14与连接管11呈左、右交错设置(降低对高压喷嘴1内流场的整体影响)，且引线管14的一端依次穿过高压喷嘴1、低压喷嘴3、中心体主体7侧壁并与磨料浆体腔8连通，再将两根连接导线13从引线管14中穿过并对应与电热杆10的两极接线柱对应连接，从而取电并为电热杆10供电。

于上述技术方案基础上，更进一步的，本实施例提供的射流喷嘴中还包括整流帽12，本实施例中整流帽12设于中心体主体7相对朝向高压腔室2中高压射流入口的一端端部上，本实施例中通过整流帽12以进一步降低高压流体流经中心体主体7的流体阻力。

本发明中为降低高压喷嘴1内流场的影响，引线管14及连接管11的一端的一端均可沿径向依次穿过高压喷嘴1、低压喷嘴3、中心体主体7侧壁。

本发明中可利用沉头螺钉并配合使用密封圈使高压喷嘴1及低压喷嘴3连接于端盖4上，也可选择将高压喷嘴1、低压喷嘴3及端盖4整体铸造形成一体化结构，考虑到上述连接方式属于现有常规公开技术，因而本发明中不再对此赘述。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，包括：

高压喷嘴(1)，所述高压喷嘴(1)内沿其轴线中空并形成高压腔室(2)；

低压喷嘴(3)，所述高压喷嘴(1)同轴套设于所述低压喷嘴(3)中，且所述高压喷嘴(1)及所述低压喷嘴(3)间通过端盖(4)连接并密封形成相对位于所述高压腔室(2)外围的低压腔室(5)，且所述低压喷嘴(3)上沿其环向方向间隔设有多个流体入口(6)，所述流体入口(6)与所述低压腔室(5)连通；

中心体主体(7)，所述中心体主体(7)同轴套设于所述高压喷嘴(1)内，所述中心体主体(7)内沿其轴线中空并形成磨料浆体腔(8)；以及

两根呈左、右相对设置的连接管(11)，所述连接管(11)的一端依次穿过所述高压喷嘴(1)、所述低压喷嘴(3)、所述中心体主体(7)侧壁并与所述磨料浆体腔(8)连通。

2.根据权利要求1所述的高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，所述射流喷嘴还包括用于对所述中心体主体(7)进行加热的空心状电热杆(10)，所述电热杆(10)设于所述磨料浆体腔(8)下部的磨料浆体出口(9)内。

3.根据权利要求1或2所述的高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，所述射流喷嘴还包括整流帽(12)，所述整流帽(12)设于所述中心体主体(7)相对朝向所述高压腔室(2)中高压射流入口的一端端部上。

4.根据权利要求3所述的高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，所述射流喷嘴还包括两根连接导线(13)及两根引线管(14)，所述引线管(14)与所述连接管(11)呈左、右交错设置，且所述引线管(14)的一端依次穿过所述高压喷嘴(1)、所述低压喷嘴(3)、所述中心体主体(7)侧壁并与所述磨料浆体腔(8)连通，所述连接导线(13)分别一一对应穿过所述引线管(14)并与所述电热杆(10)的两极接线柱对应连接。

5.根据权利要求4所述的高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，所述引线管(14)的一端沿径向依次穿过所述高压喷嘴(1)、所述低压喷嘴(3)、所述中心体主体(7)侧壁并与所述磨料浆体腔(8)连通，所述连接管(11)的一端沿径向依次穿过所述高压喷嘴(1)、所述低压喷嘴(3)、所述中心体主体(7)侧壁并与所述磨料浆体腔(8)连通。

6.根据权利要求5所述的高效双空化磨料射流喷嘴，其特征在于，所述高压腔室(2)、所述低压腔室(5)及所述磨料浆体腔(8)均呈锥直形。

Images