CN208193708U - 喷射管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种喷射管，其特征在于：包括一锥管,锥管的大端口为进料口，小端口固定连接锥管法兰，喷头通过螺栓固定连接至锥管法兰上；所述喷头包括直管段一，直管段一的前端端口与锥管法兰连接，末端端口设有弧形端面，使直管段一的末端封闭；在直管段一的管壁上且自末端端口以垂直直管段一的轴线的方向延伸出直管段二，直管段二和直管段一内部相互连通，作为出料口的直管段二的出口端设有孔板，孔板上镶嵌有合金环。该喷射管方便更换喷头，且使用寿命更长。

Description

喷射管

技术领域

本实用新型涉及一种氧化铝生产用设备，特别涉及一种喷射管。

背景技术

喷射管主要应用于氧化铝生产流程中，安装在该工艺的闪蒸槽的溶出矿浆入口。其基本原理：混合的溶出矿浆在溶出器内经过升温加压反应后，逐级进入闪蒸槽10级串联。溶出矿浆，压力：2.7MPa、温度：240℃、固含量280g/l、矿浆浓度：275g/l，主要由95％的矿浆颗粒和石灰乳组成，因铁和硅含量高，其硬度HRC16-22。由于喷射管出口端安装有孔板限流作用，当流体在管道中流动时，由于孔板的局部阻力，使得流体的压力降低，能量损耗，该现象在热力学上称为节流现象。该方式就是一种调节作用。当液体经过孔板缩口时，流束会变细或收缩，流束的最小横断面积出现在实际缩口的下游，称之为缩流断面。此处流速最大，流速增加伴随缩断面处压力大大降低。当流束扩展进入更大的区域，速度下降，压力增加，但下游压力不会完全恢复到上游的压力，这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。如果缩流断面处的压力PVc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力PV以下，流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成蒸汽与气体混合的小汽泡，压力越低，汽泡越多。如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力，汽泡将在下游的管道继续产生，液汽两相混合存在，这种现象就是闪蒸。如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力，汽泡在高压的作用下，迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，形成一个冲击力。由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结在冲击力作用下又分成小汽泡，再被高压水压缩、凝结，如此形成多次反复，并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音，此种现象称为空化。流道材料表面在水击压力作用下，形成疲劳而遭到严重破坏，我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。存在闪蒸现象的系统管道，由于介质为汽水两相流体，介质比容和流速成倍增加，冲刷表面磨损厉害，其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。闪蒸也会产生噪音和振动，但其声级值一般为80dB以下，不超出规范规定的许可范围。空化则不然，汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音，管道振动大，在流道表面极微小的面积上，冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕，冲击频率可达每秒几万次，在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏，其表现为冲刷面会产生粗糟表面。而且，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出热量，也会对金属起化学腐蚀作用。不管是闪蒸还是空化，都会对管道造成不同程度的损害，对安全运行均是不利的，因此，选择节流孔板时应避免这两种情况的发生。由于孔板下游的压力往往高于液体的饱和蒸汽压力，因此，选择节流孔板时，最主要是防止空化的产生。另一方面，防止流体产生汽蚀。对于汽蚀，控制缩流断面处的压力PVc，保持该压力不低于液体的饱和蒸汽压力PV，是防止汽蚀产生的一项根本措施。因此，在氧化铝工艺中必须采用多级降压，确保介质经过每一个缩流断面时压力都大于液体的饱和蒸汽压力。

综合上述，由于氧化铝行业的生产特点，喷射管就成为了关键工艺中的关键，特别是喷头就成为薄弱环节。要满足生产正常需要，喷头的耐磨性、结构性好坏成为了安全平稳生产的关键。据掌握的现实情况，在氧化铝行业中喷射管使用的周期均较短，特别是1-2级，最长使用周期只在2160小时左右。

目前市场上常见的为圆形喷射管(如图1所示)和方形喷射管(如图2所示)，圆形喷射管结构比方形喷射管长，整个内部仍然采用堆焊耐磨合金材料(即喷射管内壁上堆焊耐磨合金)后再与入口段焊接成整体。但圆头喷射管由于圆头端10较长(即出料口的中心轴线与圆头端距离较长)，缓冲量大，易造成瞬间泄压。而孔板20是在一定压差下起到限流作用，这样，运行平稳性受到影响。加上内部堆焊的合金凹凸不平，同时因堆焊形成大量的微裂纹，流体阻力大，堆焊合金易脱落，致使喷射管本体损坏，使用周期短，严重影响安全平稳长周期运行，且更换喷射管需要整体切割，再用新的喷射管进行焊接使用。其成本费用高。

而方形喷射管，內部同样堆焊耐磨合金材料(即喷射管内壁上堆焊耐磨合金)，以达到增强耐磨性、提高使用周期的目的，该喷射管在加工完好后经过单体试压和组装试压。由于方头喷射管內部仍然采用堆焊耐磨合金材料，以达到增强耐磨性、提高使用周期的目的。由于液体介质的颗粒物多、运行温度高，由图3可以看出，该结构方形端头30与进口中心线形成垂直，会形成进液直冲反喷，加上内部堆焊的合金凹凸不平，同时因堆焊形成大量的微裂纹，流体阻力大，堆焊合金易脱落，致使方形喷射管本体损坏，一旦损坏，仍然只采取切割喷射管，再用新的喷射管进行焊接使用，成本费用高。该结构使用周期短，严重影响安全平稳长周期运行，直接给氧化铝生产企业带来经济损失。

发明内容

本实用新型提供一种喷射管，目的是解决现有技术问题，提供一种可方便更换喷头，且使用寿命更长的喷射管。

本实用新型解决问题采用的技术方案是：

喷射管，包括一锥管,锥管的大端口为进料口，小端口固定连接锥管法兰，喷头通过螺栓固定连接至锥管法兰上；所述喷头包括直管段一、直管段二，直管段二固定连接于直管段一的下端面，两者内部相通且中心轴线相互垂直，直管段一的前端端口与锥管法兰连接，末端端口设有弧形端面，使直管段一的末端封闭，弧形端面的内表面为一内球面，该内球面顶端至直管段二的中心轴线间的距离为内球面的半径；作为出料口的直管段二的下端口设有孔板，孔板上镶嵌有合金环。

进一步的，直管段二连接于直管段一的末端，形成L形喷头。实际上直管段二也可以略微向直管段一前端靠近设置，但要符合内球面顶端至直管段二的中心轴线间的距离L为内球面的半径的要求。

更进一步的，内球面的半径为145mm。

其中，锥管与锥管法兰焊接在一起。

孔板与直管段二的出口端通过螺栓螺设在一起。

孔板包括一环状平面，且沿内环边沿垂直向上延伸出一台阶，孔板扣合在直管段二的出口端，其中环状平面与出口端的端面贴合，台阶与出口端内壁贴合。

合金环镶嵌在台阶外表面上。

为增强锥管法兰和喷头之间的密封性，直管段一的前端端口端面上设有环状凹槽，相对应的锥管法兰端面上设有与环状凹槽相匹配的环状凸起，环状凹槽内设有用于密封的金属垫，环状凸起将金属垫顶抵于环状凹槽内。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型结构上采用分段式法兰连接，一旦该喷射管达到使用周期需更换时，可直接更换喷头部分(因喷头最易损坏)，不需采用切割、焊接更换。节约成本费用。

2.喷头和锥管法兰件的密封面用金属垫密封，避免了原用焊接连接方式常因焊接缺陷带来的泄漏弊端。

3.在喷射管端头采用球型结构，控制球形结构的内球面顶部与孔板中心的距离尺寸，既起到一定的缓冲，又不影响流体通过孔板的平稳性，可增加喷射管是寿命。

4.该喷射管内部没有堆焊合金，避免了微裂纹的产生。

附图说明

图1是圆形喷射管结构示意图；

图中：10.圆头端、20.孔板；

图2是方形喷射管结构示意图；

图中：30.方形端头；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是图1中A部放大图；

图5是图4中锥管法兰和喷头分离图。

图中：1.锥管、11.大端口、12.小端口、2.锥管法兰、21.环状凸起、3.喷头、31.直管段一、310.前端端口、311.末端端口、312.弧形端面、313.环状凹槽、32.直管段二、320.下端口、4.孔板、41.环状平面、42.台阶、5.合金环、6.金属垫、7.内球面。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图3-5中所示的喷射管，包括一锥管1,锥管的大端口11为进料口，小端口12与锥管法兰2焊接在一起，喷头3通过螺栓固定连接至锥管法兰2上。所述喷头3包括直管段一31、直管段二32，直管段二32固定连接于直管段一31的下端面，两者内部相通且中心轴线相互垂直，形成L形喷头。直管段一31的前端端口310与锥管法兰2连接，末端端口311设有弧形端面312，使直管段一31的末端封闭。弧形端面312的内表面为一内球面7，内球面7顶端至直管段二中心轴线间的距离L为内球面7的半径。本实施例中内球面7的半径为145mm。该内球面顶部与直管段二中心的距离尺寸，既起到一定的缓冲，又不影响流体通过孔板的平稳性。

作为出料口的直管段二的下端口320设有孔板4，孔板4上镶嵌有合金环5，孔板4与直管段二的出口端320通过螺栓螺设在一起。本实施例中，孔板4包括一环状平面41，且沿内环边沿垂直向上延伸出一台阶42，孔板4扣合在直管段二的出口端320，其中环状平面41与出口端320的端面贴合，台阶42与出口端内壁贴合。合金环5镶嵌在台阶42外表面上。

为了增强锥管法兰2和喷头3之间的密封性，直管段一31的前端端口端面上设有环状凹槽313，相对应的锥管法兰端面上设有与环状凹槽相匹配的环状凸起21，环状凹槽313内设有用于密封的金属垫6，环状凸起21将金属垫顶抵于环状凹槽313内。

Claims (8)

1.喷射管，其特征在于：包括一锥管,锥管的大端口为进料口，小端口固定连接锥管法兰，喷头通过螺栓固定连接至锥管法兰上；所述喷头包括直管段一、直管段二，直管段二固定连接于直管段一的下端面，两者内部相通且中心轴线相互垂直，直管段一的前端端口与锥管法兰连接，末端端口设有弧形端面，使直管段一的末端封闭，弧形端面的内表面为一内球面，该内球面顶端至直管段二的中心轴线间的距离为内球面的半径；作为出料口的直管段二的下端口设有孔板，孔板上镶嵌有合金环。

2.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于:锥管与锥管法兰焊接在一起。

3.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于：孔板与直管段二的出口端通过螺栓螺设在一起。

4.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于：孔板包括一环状平面，且沿内环边沿垂直向上延伸出一台阶，孔板扣合在直管段二的出口端，其中环状平面与出口端的端面贴合，台阶与出口端内壁贴合。

5.如权利要求4中所述的喷射管，其特征在于：合金环镶嵌在台阶外表面上。

6.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于：直管段一的前端端口端面上设有环状凹槽，相对应的锥管法兰端面上设有与环状凹槽相匹配的环状凸起，环状凹槽内设有用于密封的金属垫，环状凸起将金属垫顶抵于环状凹槽内。

7.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于：直管段二连接于直管段一的末端形成L形喷头。

8.如权利要求1中所述的喷射管，其特征在于：内球面的半径为145mm。