CN207606258U - 一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括环形加速块、气管、水管；所述环形加速块位于气管内壁以内，环形加速块的一端与水管连接，另一端与水喷嘴喷芯连接。加速块外表面为拉瓦尔曲线，加速块外表面与气管内壁构成环形气体通道，气体流经环形加速通道时速度增加，对水喷嘴喷芯喷出水柱的剪切作用增强，高速流动气体在喷嘴的混合室对水滴进行进一步加速，达到获得高速、粒径细小的液滴的目的，实现均匀、强冷的效果。该装置在现有气水雾化喷嘴内部加装加速块，与气管内壁构成加速环，结构简单，安装方便。本实用新型通过增加环形气体通道内气体的速度，可以减小气路出现回水现象，保证气压的稳定性。

Description

一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，具体涉及一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置。

背景技术

随着科技的不断发展，连铸技术在冶金行业得到了广泛的应用。就目前而言，我国各大炼钢企业在连铸坯冷却过程中大多采用固定式气水雾化喷嘴，这种喷嘴主要是在气、水两路设置节流孔，用以设定出水量；由于连铸生产过程中需要大量的喷嘴，而且二次冷却水中含有泥沙、氧化铁皮等杂质，这些杂质随水进入喷嘴，容易堵塞节流孔，导致喷嘴流量下降，影响连铸的质量。

在连铸二冷区，高温铸坯受到的冷却强度与铸坯表面水蒸汽膜的更新率有密切的关系，与水滴是否有效穿透蒸汽膜界面直接相关，并受水滴大小和速度的影响。现有气水雾化冷却喷嘴，利用压缩空气对水滴进行二次剪切，经过一次碰撞由水柱产生的液滴被进一步减小，气液在混合室内充分混合，水滴进一步吸收气体动量而加速，并在喷孔处高速喷出，形成刚性很强的气液两相射流，极大地改善了液体的雾化效果。随着高速连铸技术的发展，对连铸坯的二次冷却的要求也越来越高，如何获得均匀的、强烈的冷却效果对高速连铸非常重要。

为强化雾化效果，授权公告号为“CN 2494237Y”的实用新型专利公开了一种新型气水雾化喷嘴，分别对气体、冷却水进行加速，气体管路与冷却水路垂直，利用高速水和气的相互冲击，获得高速、尺寸细小的液滴，实现提高冷却强度的目的，该装置存在混合管长度不能过长的不足，不适用于长距离的高效冷却方式。授权公告号为“CN 2589085Y”的实用新型专利公开了一种块接式长距离气水雾化喷嘴，将气体管路设置在外围，冷却水管路设置在中心，通过套管的方式，缩短水雾化区与喷嘴出口的距离，该喷嘴气水混合区附近气路存在少量的回水，降低了气流对水喷嘴喷芯喷出水柱的冲击强度，为适应于高速连铸要求，还需要调整合适的气水比和水量。申请号为“201710069449.7”的发明专利公开了一种双流体雾化喷嘴自动控制方法及装置，该装置以其喷嘴结构中心为气体通道，外围为水通道，可以将气体速度增加到超音速，实现对水的剪切碎化效果，但是该喷嘴外围的水通道狭小，不适宜于连铸二冷喷嘴水质较差的特殊情况，容易发生堵塞现象，同时该喷嘴使用的气水比远高于连铸二冷区的气水比，不适用于连铸二冷区的均匀、强冷要求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，该装置能够提高剪切水流的气流速度，细化液滴粒径，结构简单，节省了成本，并满足了高速连铸需要二冷区长距离高效气水雾化喷嘴提供射流速度更高、水滴粒径更小、分散更均匀的水滴的要求。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括气管、水管和水喷嘴喷芯，还包括环形加速块；所述环形加速块位于气管内壁以内，环形加速块的一端与水管连接，另一端与水喷嘴喷芯连接。

进一步地，所述环形加速块的外表面包括平行段、收缩段和扩张段，环形加速块的内直径与水管的内径相同。

进一步地，所述环形加速块的外表面特征曲线为拉瓦尔曲线，环形加速块的外表面与气管内壁表面构成基于拉瓦尔效应的环缝式气体通道。

优选地，所述环形加速块的平行段、收缩段和扩张段与水管的外表面构成一个平滑的拉瓦尔特征曲线。

优选地，所述环形加速块外表面的平行段、收缩段和扩张段的长度及其与气管内壁构成的环形气缝宽度可以根据实际需求进行调整。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过在现有长距离高效气水雾化喷嘴内部加装环形加速块，与气管内壁构成加速环，结构简单，安装方便，节省成本。

(2)本实用新型通过增加环形气体通道内气体的速度，可以减小气路出现回水现象，保证了气压的稳定性。

(3)提高了剪切水流的气流速度，细化了液滴粒径，获得了高速、粒径细小的液滴，实现了均匀、强冷的效果。

附图说明

图1是本实用新型所提供的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置的剖面结构示意图。

图2是本实用新型所提供的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置的左视图。

图3是本实用新型所提供的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置具体实施方式的剖面结构示意图。

图4是本实用新型所提供的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置具体实施方式的左视图。

附图标记说明：1、气管；2、环形加速块；3、水管；4、水喷嘴喷芯。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括气管1、水管3和水喷嘴喷芯4，还包括环形加速块2；所述环形加速块2位于气管1内壁以内，环形加速块2的一端与水管3连接，另一端与水喷嘴喷芯4连接。

所述环形加速块2的外表面包括平行段、收缩段和扩张段，环形加速块2 的内直径与水管3的内径相同。

所述环形加速块2的外表面特征曲线为拉瓦尔曲线，环形加速块2的外表面与气管1内壁表面构成基于拉瓦尔效应的环缝式气体通道。

所述环形加速块2的平行段、收缩段和扩张段与水管3的外表面构成一个平滑的拉瓦尔特征曲线。

所述环形加速块2外表面的平行段、收缩段和扩张段的长度及其与气管1 内壁构成的环形气缝宽度可以根据实际需求进行调整。

实施例

如图3和图4所示，一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括气管1内壁和环形加速块2，环形加速块2的左端与水管3连接，右端与水喷嘴喷芯4连接，环形加速块2的外表面与气管1的内壁之间形成气体加速环形通道。气体加速环形通道包括：平行、收缩、扩张三部分，基于拉瓦尔效应，气体在收缩段加速,平行段速度变化不大，在扩张段，由于环形通道的外表面尺寸不变，内表面尺寸逐渐增大，气流总体平均速度相对于平行段有所降低，但是存在高速气流区，高速气流区占扩张段横截面区域的60％左右，对水喷嘴喷芯冲击剪切作用显著提高。由于加速环平行段部分气流速度高，减少了气水雾化喷嘴中水往气路回流的几率，避免了因水质较差对气路的堵塞。由于通过气水雾化喷嘴的水量分布更加均匀，气、水速度均得到提高。总的来说，喷嘴出口处的水量分布均匀性得到明显改善，液滴粒径也明显减小。

在本实施例中，环形加速块与气管内壁构成的加速环平行段、收缩段、扩张段和外表面特征曲线尺寸依不同气水雾化喷嘴尺寸变化而改变，

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括气管(1)、水管(3)，其特征在于：还包括环形加速块(2)；所述环形加速块(2)位于气管(1)内壁以内，环形加速块(2)的一端与水管(3)连接，另一端与水喷嘴喷芯(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，其特征在于：所述环形加速块(2)的外表面包括平行段、收缩段和扩张段，环形加速块(2)的内直径与水管(3)的内径相同。

3.根据权利要求2所述的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，其特征在于：所述环形加速块(2)的外表面特征曲线为拉瓦尔曲线，环形加速块(2)的外表面与气管(1)内壁表面构成基于拉瓦尔效应的环缝式气体通道。

4.根据权利要求2所述的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，其特征在于：所述环形加速块(2)的平行段、收缩段和扩张段与水管(3)的外表面构成一个平滑的拉瓦尔特征曲线。

5.根据权利要求2所述的一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，其特征在于：所述环形加速块(2)外表面的平行段、收缩段和扩张段的长度及其与气管(1)内壁构成的环形气缝宽度可以根据实际需求进行调整。