CN208117601U - 一种后混合冰粒磨料射流喷嘴 - Google Patents
一种后混合冰粒磨料射流喷嘴 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种后混合冰粒磨料射流喷嘴，包括内喷嘴和外喷嘴，所述外喷嘴上设有空腔、二级喷嘴和高压水入口，内喷嘴与空腔左部螺纹连接，空腔右部形成混合腔，内喷嘴中间设有冰粒磨料喷嘴，二级喷嘴左端、冰粒磨料喷嘴右端与混合腔连通，内喷嘴的外壁中间设有与高压水入口联通的环形凹槽，内喷嘴右端设有一级喷嘴，一级喷嘴两端分别连通环形凹槽和混合腔。本实用新型采用两级喷嘴来卷吸和加速冰粒磨料，一级喷嘴从侧面喷入并从中心卷吸冰粒，使冰粒能更好地掺入射流的内部并获得充分的加速，二级喷嘴对混合后的冰粒磨料射流进行整形；通过两级喷嘴的混合和加速，最终获得冰粒分布靠近射流中心且加速充分的冰粒磨料射流。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种后混合冰粒磨料射流喷嘴。
背景技术
冰粒磨料水射流作为一种新型的高压水射流，是以冰粒为磨料并混入纯水射流中形成的一种高压磨料射流。冰粒的掺入极大地提升了纯水射流的冲击切削性能，同时冰粒迅速融化避免了磨料回收，是一种环境友好型的新型射流。近年来，该技术在表面清洗、工件除锈与物料切割等工程应用中取得了良好的效果。
冰粒磨料射流的冲击性能是影响该技术工程应用的关键因素。其冲击性能主要体现在两个方面：即冰粒磨料的侵彻作用与流体的冲刷作用，其中以冰粒侵彻为主、流体冲刷为辅。因此，冰粒磨料的冲击速度越大、分布越靠近射流中心，冰粒磨料射流的冲击性能越好。对于后混合型的磨料射流，磨料颗粒直接在喷嘴内被卷吸进射流内，从而在喷嘴内部与高速流体混合并获得加速。因此，磨料颗粒的卷吸掺入方式与喷嘴内部结构直接影响了冰粒磨料的最终冲击速度与分布规律。
现有诸多的后混合磨料射流喷嘴结构主要是针对传统磨料射流，如石英颗粒磨料射流、精细陶粒磨料射流等。这些喷嘴大多采用高压水从中心喷射、磨料颗粒从侧面被卷吸掺入的结构，现有的冰粒磨料射流喷嘴也沿用了这种结构。然而，冰粒的密度（<1g/cm3）不到传统磨料颗粒密度（≈2g/cm3）的一半，这将使得冰粒从侧向被卷吸时难以进入射流内部，从而影响冰粒的加速与分布。另一方面，冰粒与纯水介质属于同一种物质的两种相态，诸多物性具有相似性。因此，想要获得冲击性能更好的冰粒磨料射流，有必要设计一种针对冰粒的新型喷嘴。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、拆卸方便、冲击性能好的后混合冰粒磨料射流喷嘴。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种后混合冰粒磨料射流喷嘴，包括内喷嘴和外喷嘴，所述外喷嘴左端中间设有用于容纳内喷嘴的空腔，所述外喷嘴右端中间设有二级喷嘴，外喷嘴的外壁上设有高压水入口，所述内喷嘴右端插入所述空腔左部且内喷嘴外壁与空腔左部的腔壁螺纹连接，所述空腔右部形成混合腔，二级喷嘴左端入口与所述混合腔连通，内喷嘴中间设有横向贯通整个内喷嘴的冰粒磨料喷嘴，冰粒磨料喷嘴右端与混合腔连通，内喷嘴的外壁中间设有环形凹槽，所述高压水入口与环形凹槽连通，所述内喷嘴右端设有多个一级喷嘴，一级喷嘴的一端连通环形凹槽，一级喷嘴的另一端连通混合腔。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述内喷嘴和外喷嘴均呈圆筒状。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述空腔左部为圆筒状，空腔右部的混合腔为从左到右直径依次减小的圆锥形。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述一级喷嘴采用从左到右直径依次减小的圆锥形结构。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述一级喷嘴的数量为6个，6个一级喷嘴呈轴对称分布，且所有一级喷嘴的轴心均对准二级喷嘴的入口中心处。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述冰粒磨料喷嘴采用圆柱形结构，冰粒磨料喷嘴的轴心与内喷嘴的中心线重合。
上述后混合冰粒磨料射流喷嘴，所述二级喷嘴采用圆柱形结构，二级喷嘴的轴心与冰粒磨料喷嘴的轴心重合。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型采用两级喷嘴来卷吸和加速冰粒磨料，一级喷嘴从侧面喷入并从中心卷吸冰粒，使冰粒能更好地掺入射流的内部并获得充分的加速，二级喷嘴对混合后的冰粒磨料射流进行整形；通过两级喷嘴的混合和加速，最终获得冰粒分布靠近射流中心且加速充分的冰粒磨料射流。
2、本实用新型采用六个圆锥形的一级喷嘴，所有一级喷嘴的轴心均对准二级喷嘴的入口中心，通过这种对称布置可以减少能量的损耗，同时可以在冰粒磨料入口处形成较强的负压，从而更加充分的卷吸冰粒。
3、本实用新型采用内喷嘴和外喷嘴的组合结构，二者采用细牙螺纹连接，这样的结构一方面便于拆卸更换，另一方面也便于加工。
4、本实用新型采用环空结构来蓄积高压水能，使得从一级喷嘴喷射出的射流具有相同的速度，从而在混合腔形成均匀的负压区，冰粒磨料能更好地被卷吸进入射流中心。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中的A-A剖视图。
图3为图1中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-图3所示，一种后混合冰粒磨料射流喷嘴，包括内喷嘴1和外喷嘴6，内喷嘴1和外喷嘴6均呈圆筒状，所述外喷嘴6左端中间设有用于容纳内喷嘴1的空腔，所述空腔左部为圆筒状，空腔右部为从左到右直径依次减小的圆锥形。所述外喷嘴6右端中间设有二级喷嘴4，所述二级喷嘴4采用圆柱形结构，二级喷嘴4的轴心与冰粒磨料喷嘴5的轴心重合；外喷嘴6的外壁上设有高压水入口2，所述内喷嘴1右端插入所述空腔左部且内喷嘴1外壁与空腔左部的腔壁采用细牙螺纹连接（即内喷嘴1与外喷嘴6采用细牙螺纹连接），所述空腔右部形成混合腔8，二级喷嘴4左端入口与所述混合腔8连通，内喷嘴1中间设有横向贯通整个内喷嘴1的冰粒磨料喷嘴5，冰粒磨料喷嘴5采用圆柱形结构，冰粒磨料喷嘴5的轴心与内喷嘴1的中心线重合，冰粒磨料喷嘴5左端入口连接高压软管，冰粒磨料喷嘴5右端与混合腔8连通。
内喷嘴1的外壁中间设有环形凹槽7，所述高压水入口2与环形凹槽7连通，高压水从高压水入口2进入环形凹槽7形成环空高压区。所述内喷嘴1右端设有6个一级喷嘴3，一级喷嘴3采用从左到右直径依次减小的圆锥形结构，一级喷嘴3的一端连通环形凹槽7，一级喷嘴3的另一端连通混合腔8，6个一级喷嘴3呈轴对称分布，且所有一级喷嘴3的轴心均对准二级喷嘴4的入口中心处。
环形凹槽7内蓄积的高压水从六个一级喷嘴3的出口喷出，形成六股轴对称分布的一级射流，一级射流喷射至二级喷嘴4入口，并在混合腔8的底部形成负压区，局部的负压导致冰粒由冰粒磨料喷嘴5卷吸至混合腔8并进入六股一级射流的中心，汇合后的六股一级射流从中心卷入冰粒磨料进入二级喷嘴4，并在二级喷嘴4内对混合后的冰粒磨料射流进行整形和加速，最终从出口喷出，形成加速充分、冰粒分布靠近中心的冰粒磨料射流。
Claims (7)
1.一种后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：包括内喷嘴和外喷嘴，所述外喷嘴左端中间设有用于容纳内喷嘴的空腔，所述外喷嘴右端中间设有二级喷嘴，外喷嘴的外壁上设有高压水入口，所述内喷嘴右端插入所述空腔左部且内喷嘴外壁与空腔左部的腔壁螺纹连接，所述空腔右部形成混合腔，二级喷嘴左端入口与所述混合腔连通，内喷嘴中间设有横向贯通整个内喷嘴的冰粒磨料喷嘴，冰粒磨料喷嘴右端与混合腔连通，内喷嘴的外壁中间设有环形凹槽，所述高压水入口与环形凹槽连通，所述内喷嘴右端设有多个一级喷嘴，一级喷嘴的一端连通环形凹槽，一级喷嘴的另一端连通混合腔。
2.根据权利要求1所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述内喷嘴和外喷嘴均呈圆筒状。
3.根据权利要求2所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述空腔左部为圆筒状，空腔右部的混合腔为从左到右直径依次减小的圆锥形。
4.根据权利要求2所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述一级喷嘴采用从左到右直径依次减小的圆锥形结构。
5.根据权利要求2所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述一级喷嘴的数量为6个，6个一级喷嘴呈轴对称分布，且所有一级喷嘴的轴心均对准二级喷嘴的入口中心处。
6.根据权利要求2所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述冰粒磨料喷嘴采用圆柱形结构，冰粒磨料喷嘴的轴心与内喷嘴的中心线重合。
7.根据权利要求2所述的后混合冰粒磨料射流喷嘴，其特征在于：所述二级喷嘴采用圆柱形结构，二级喷嘴的轴心与冰粒磨料喷嘴的轴心重合。
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