CN88100279A - 用于产生全圆锥形喷流的二元雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种能产生喷射角大于45°的全圆锥形喷流的二元雾化喷嘴，其喷嘴体中有一个与喷嘴出口同轴的第一管道，和在同一高度上汇入第一管道的第二管道和第三管道，三个管道相互垂直。后两个管道分别用于将一种液体媒质(如水)和一种气体媒质(如空气)输入第一管道中。第一管道中装有用于对二元混合物进行预混合的隔板，该隔板有一个连接与喷嘴出口同轴的且通入其中的环形通道。喷嘴出口也是环形通道状的，但具有扩张的外周界。

Description

本发明涉及一种按权利要求1所述的二元雾化喷嘴。

这种二元雾化喷嘴主要用于在连续浇铸设备中冷却铸件，但也完全可以考虑运用于其它目的。

在运用于如前所述的使用范围，即连续浇铸设备中时，重要的是有关连续浇铸产品的冷却应尽可能地均匀和高效，二元冷却（例如通过气水混合物）要优越于就其本身来说同样可以设想的纯液体冷却，因为使用前一种冷却可以取得更强的冷却效果。浇铸线的冷却通常是通过在浇铸线运动方向的横向上并排装上多个喷嘴（视浇铸线宽度而定）来完成。为了减少必要的喷嘴数量，最好选用喷射角度尽可能大（大于45°）的喷嘴。

至今已知的二元雾化喷嘴尽管能以其大喷射角度产生全喷射，可它的喷流却不是全圆锥形，而只是扁平状的。例如PCT-A-WO85/02132即是一种这样的二元雾化喷嘴。这种扁喷流对于所谈论的使用范围，即浇铸线冷却不太适用，因为它的冷却效率不够均匀、强烈。

已知的还有一种二元雾化喷嘴。在这种喷嘴上通过设计多个喷孔（例如一个中心喷孔和一个环绕它的环形缝隙）来产生全圆锥形喷流，这种设计原理不可避免地会引起出口截面较小并容易引起有关喷嘴的堵塞。

此外已知的还有一种二元雾化喷嘴。它能产生一种大喷射角度的全圆锥形喷流。这种已知喷嘴上大喷射角度是通过一个空心导向圆锥使气水混合物转向来产生的。通过三个钻孔，一部分水被从圆锥面引向中心。这种已知的设计结构最根本的缺陷在于，喷流中心会产生大水滴，因为被引向中心的只有水，而没有气。三个钻孔必须做的非常小，因此在使用污水时很容易造成堵塞的可能性大为提高，而且发生了钻孔堵塞时会产生讨厌的空心圆锥喷雾。

本发明的任务是发明一个开始时描述的那种二元雾化喷嘴，它的特色在于：喷射角度大，液体分配均匀，喷流截面大以及由此而带来的尽可能地不易堵塞。

根据该发明，这一任务通过在权利要求1的特征部分中阐述的特征来解决。本发明实现了一个真正的，喷射角度大于45°的全圆锥形喷射。全圆锥形的液体分配受喷嘴几何学（平面液体分配）的影响。按本发明制作的喷嘴与前面文中说明的已知喷嘴相比较喷流截面大，因此几乎不会产生脏水造成的堵塞。

该发明的其它有利构造可以从从属权利要求中看出。

下面借助于附图对本发明的实施例作具体的描述。

图1.一个二元雾化喷嘴的一种实施例。一半为外观图，一半为垂直纵切面图（图2中的Ⅰ-Ⅰ切面）;

图2.图1中的喷嘴的横切面图（图1中的Ⅱ-Ⅱ切面）;

图3.图1中Ⅲ-Ⅲ切面放大图;

图4.图1中“A”部分的放大图;

图5.一个二元雾化喷嘴的另一种实施例，垂直纵切面图（图6中的Ⅴ-Ⅴ切面）;

图6.图5中的喷嘴的横切面图（图5的Ⅵ-Ⅵ切面）。

在图1至图4中，标号10表示一个二元雾化喷嘴的喷嘴体。喷嘴体10为矩形六面体形状，有一条垂直的第一管道11（与图1相关），它的上端由一螺钉12封闭。从图2可见，另有两条管道13和14互为直角并成直角汇入第一管道11。管道13（下称第二管道）用于输送液状媒质，如水;管道14（下称第三管道）用于输送气状媒质，如空气。

从图1，尤其是从图4的放大图中可以看出，第一管道11为所谓的盲孔管状。即，在图1和图4中它的下端被底板15封闭。底板15构成一块隔板，用于封闭在第一管道11中预先混合，然后按箭头16所指方向流向标有17的喷嘴出口的气体液体混合物。从附图，尤其是图2和图3中可以看出，直接在隔板15上铣有三条呈放射状的铣槽18、19、20。气体液体混合物-如图4所示-通过这三个铣槽，从第一管道11喷射出来。

图1、3、4继续显示出喷嘴体10在喷嘴出口17范围内与第一管道11同轴方向上有一在21和22处做成轴颈状而缩小的圆柱体部分23。圆柱体23上刻有外螺纹24。在该螺纹上旋有外观为六棱形标号为25的转向帽。转向帽25和喷嘴体10上的圆柱体23一起在内部构成环形通道26，并继续沿轴向构成已经提到过的，也是呈环形通道状的喷嘴出口17，环形通道26经过起连接口作用的铣槽18、19、20，与第一管道11相连。这一连接过程以这样一种方式进行，即：气体液体混合物从第一管道11，经过连接口18、19、20进入环形通道26，并从那儿通过喷嘴出口17喷射出来。环形通道26有一柱形外周界27，而环形通道状喷嘴出口17沿喷流方向16扩展，为此形成一锥状外周界28（见图1和4）。

上述所描述的二元雾化喷嘴按下列顺序工作。在通过第二管道13把水，通过第三管道14把空气引进第一管道11后，在两种媒质进入第一管道11中这一互为直角的输入方向的基础上首先进行预先混合。气水混合物沿第一管道11沿箭头16方向流动直至撞到隔板15上。隔板15如图1至4中的实施例为平板状，但它也可以按液体分配的需要制成球形或锥形。在隔板15处混合物沿径向向外转向，同时-如图4所示-混合物通过起连接口作用的铣槽18、19、20进入圆柱形环形通道26，同时及随后进入锥形/环形通道状的喷嘴出口17，从这儿混合物呈细雾状全圆锥形喷流喷出。在第一管道11中预先混合的气水混合物通过在隔板15处以及在转向帽25内多次转向而完全彻底混合。这一混合使力求达到的全圆锥形喷流得以实现。

为清楚起见，图5和图6中所示二元雾化喷嘴上与图1至图4中所示的实施例相对应的部分标有同样的标号。为了与图1至图4的实施例有所区别，加上了字母a。

与图1至图4的实施例不同，图5和6中第一管道11a为一连贯的钻孔。而隔板36由作为分开部件装在喷嘴体10a上的轴颈部分30构成。此轴颈30由装在第一管道11a中的凸肩29上的固定件15a固定住。二个螺母31、32用于固紧。从图5中还可以看出，轴颈部分30在其靠近喷嘴出口侧的端部33处呈盘状扩展，构成隔板36，该板上表面为半径曲面。

除了图5中所示的隔板36实施例以外，也还可以考虑把该板的表面制成平面并使其与喷嘴纵轴成直角（与图1至4的实施例相似）。隔板36的表面也可以制成倾斜/锥形状。

在图1到图4的实施例中也可以考虑隔板可选择的有关构造。

在图5和6的改型中，环形通道26a和喷嘴出口17a的外周界-与图1至图4的实施例相似-由一转向帽25a的有关内壁27a和28a构成。该转向帽是旋在喷嘴体10a上轴颈状收缩部分23a的螺纹24a上的。

根据图5和图6，该二元雾化喷嘴的另一特点在于，轴颈部分30在其呈盘状扩展部分的上部的直径小于第一管道11a的直径。轴颈部分30和第一管道11a的壁之间构成的环形缝隙34的作用是作为连接口连接固定部件15a、环形通道26a和喷嘴出口17a。在制成轴颈状的收缩部分23a下端，第一管道11a通向圆形扩张部分35，该部分与圆形隔板36相符合。在图5中可以看出它在喷嘴体10a上的位置。在这一位置上轴颈部分30由一个在图5中已画出其标号为37的间距保持部件来固定，该部件上有轴向通孔38，用来通过沿箭头16a方向流动的水气混合物。

根据图5和图6，该二元雾化喷嘴与图1至图4的实施例相比还有一特点，在此予以指出。固定部件15a从俯视图及横切面来看为等边三角形状（也可以为等边多边形）。该三角形的三个角为了适应第一管道11a的半径而被制成圆形，并紧贴在第一管道上。三角形边与固定部件15a和第一管道11a之间构成弧形或割线形缝隙，在图6中标为18a，19a和20a。它们的作用是作为连接口使水气混合物从固定部件15a到达环形缝隙34，然后再到达环形通道26a及喷嘴出口17a。

图5和6中二元雾化喷嘴的工作方式基本上符合图1至图4所示实施例的工作方式，在此不必再做一次详细解释。这里只想再提一条在图1至4中的二元雾化喷嘴及在图5和图6中的实施例中都起作用的特点，该特点为，转向帽25和25a在旋紧到喷嘴体10或10a的圆柱状收缩部分23或23a上，与后者相比较前者可以沿轴向做无级调整。因此从喷嘴喷出的全圆锥形喷流的喷射角度可有利地从约45°无级地变动至约120°。

除了如图中所描绘的那样把转向帽25，25a旋紧到喷嘴体10和10a上以外，还可以考虑通过装上网屏（Rasterung）来固定转向帽（25、25a）。该网屏可以考虑以一定的轴向间距装在喷嘴体（10、10a）或装在喷嘴体的圆柱状收缩部分（23、23a）上。因此来实现转向帽（25、25a）与喷嘴体（10、10a）相比较的分段调整并实现与此相关的全圆锥形喷流的喷射角度的分段调整。

Claims (14)

1、一种用于  生全圆锥形喷流的二元雾化喷嘴，其喷流角度大于45°，尤其用于冷却连续浇铸设备中的铸件如圆坯、大钢坯和宽带扁坯，该雾化喷嘴有一个喷嘴体，喷嘴体中有一个与喷嘴出口同轴的第一管道，一种气体媒质(如空气)和一种液体媒质(如水)通入到该第一管道中，一个与第一管道垂直的且汇入第一管道的第二管道用于输送液体媒质，其特征在于，设置了一个第三管道(14、14a)来将气体媒质输入喷嘴体(10、10a)中，该第三管道(14、14a)在与第二管道(13、13a)同一高度上汇入第一管道(11、11a)，并且与第一管道(11、11a)以及第二管道(13、13a)都垂直或基本垂直，在对二元混合物(二种媒质混合物)进行预混合的第一管道上设有一隔板(15、36)，该隔板(15、36)具有连接环形通道(26、26a)的连接口(18、19、20)，环形通道(26、26a)与喷嘴出口(17、17a)同轴布置并沿流动方向(16)轴向转入喷嘴出口(17、17a)中，喷嘴出口(17、17a)同样是环形通道状的，但具有扩张的，最好为锥形的外周界(28、28a)。

2、如权利要求1所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，第一管道（11）做成盲孔构造式，该盲孔的底部（15）用作隔板（附图1至附图4）。

3、如权利要求1或2所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，喷嘴体（10）在位于隔板（15）上方处铣有铣槽（18、19、20），这些铣槽辐射状地汇入第一管道（11），并且用作连接环形通道（26）的连接口（附图1至附图4）。

4、如权利要求1、2或3所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，喷嘴体（10）在与第一管道（11）同轴的喷嘴出口（17）区域处有一个制成轴颈状的圆柱形收缩部分（23），同时该收缩部分（23）在它的末端，也构成环形通道状的喷嘴出口（17）的内周界（附图1至4）。

5、如权利要求1所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，第一管道（11a）做成贯穿钻孔，隔板（36）做成装在第一管道（11a）中的分开部件（即轴颈部分（30））（附图5和6）。

6、如前述权利要求中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，隔板（15、36）具有一个平的或基本上平的且与喷嘴轴垂直的表面（附图1至4）。

7、如权利要求1至5中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，隔板（15、36）具有半径曲表面（附图5和6）。

8、如权利要求1至5中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，隔板（15、36）具有一个倾斜/锥形的表面。

9、如权利要求5至8中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，构成隔板（36）的轴颈部分（30）由装在第一管道（11a）中的凸肩（29）上的固定部件（15a）固定住，固定部件（15a）有用于使媒质通过的缝隙（18a、19a、20a）（附图5和6）。

10、如权利要求5和7至9中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，轴颈部分（30）在其靠近喷嘴出口侧的端部（33）处呈盘状扩展，并在此处形成隔板（36）和环形通道（26a）的以及与环形通道（26a）轴向相连通的环形通道状喷嘴出口（17a）的内周界。

11、如权利要求1和9或10的二元雾化喷嘴，其特征在于，轴颈部分（30）在其盘状扩展部分（33）上部的直径小于第一管道（11a）的直径，轴颈部分（30）和第一管道（11a）的壁之间构成的环形缝隙（34）用作连接口以连接固定部件（15a）、环形通道（26a）和喷嘴出口（17a）。

12、如权利要求5至11中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，固定部件（15a）从俯视图和横切面来看为等边多边形，最好为等边三角形，其角制成圆形以适应第一管道（11a）的半径，并紧贴在第一管道上。

13、如权利要求1至3和5至12中的一个或多个所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，喷嘴体（10、10a）在其喷嘴出口端有一个与第一管道（11、11a）同轴的轴颈状圆柱形收缩部分（23、23a），在该收缩部分（23、23a）上装有可沿轴向调节的转向帽（25、25a），由此构成环形通道（26、26a）的以及沿轴向与该环形通道26、26a）相连通的环形通道状喷嘴出口（17、17a）的外周界（27、27a和28、28a）。

14、如权利要求13所述的二元雾化喷嘴，其特征在于，圆柱形收缩部分（23、23a）上制有外螺纹（24、24a），其上旋上一个具有相应内螺纹的转向帽（25、25a）。

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