[實用新型]一種用于長距離高效內混式氣水霧化噴嘴的加速環裝置

有效

• 申請號: 201721673286.5
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207606258U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 程常桂;周焱;李陽;張春明;秦緒鋒;金焱
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B22D11/124
• 分類號: B22D11/124
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本實用新型公開了一種用于長距離高效內混式氣水霧化噴嘴的加速環裝置，包括環形加速塊、氣管、水管；所述環形加速塊位于氣管內壁以內，環形加速塊的一端與水管連接，另一端與水噴嘴噴芯連接。加速塊外表面為拉瓦爾曲線，加速塊外表面與氣管內壁構成環形氣體通道，氣體流經環形加速通道時速度增加，對水噴嘴噴芯噴出水柱的剪切作用增強，高速流動氣體在噴嘴的混合室對水滴進行進一步加速，達到獲得高速、粒徑細小的液滴的目的，實現均勻、強冷的效果。該裝置在現有氣水霧化噴嘴內部加裝加速塊，與氣管內壁構成加速環，結構簡單，安裝方便。本實用新型通過增加環形氣體通道內氣體的速度，可以減小氣路出現回水現象，保證氣壓的穩定性。

技術領域

本實用新型屬于冶金設備技術領域，具體涉及一種用于長距離高效內混式氣水霧化噴嘴的加速環裝置。

背景技術

隨著科技的不斷發展，連鑄技術在冶金行業得到了廣泛的應用。就目前而言，我國各大煉鋼企業在連鑄坯冷卻過程中大多采用固定式氣水霧化噴嘴，這種噴嘴主要是在氣、水兩路設置節流孔，用以設定出水量；由于連鑄生產過程中需要大量的噴嘴，而且二次冷卻水中含有泥沙、氧化鐵皮等雜質，這些雜質隨水進入噴嘴，容易堵塞節流孔，導致噴嘴流量下降，影響連鑄的質量。

在連鑄二冷區，高溫鑄坯受到的冷卻強度與鑄坯表面水蒸汽膜的更新率有密切的關系，與水滴是否有效穿透蒸汽膜界面直接相關，并受水滴大小和速度的影響。現有氣水霧化冷卻噴嘴，利用壓縮空氣對水滴進行二次剪切，經過一次碰撞由水柱產生的液滴被進一步減小，氣液在混合室內充分混合，水滴進一步吸收氣體動量而加速，并在噴孔處高速噴出，形成剛性很強的氣液兩相射流，極大地改善了液體的霧化效果。隨著高速連鑄技術的發展，對連鑄坯的二次冷卻的要求也越來越高，如何獲得均勻的、強烈的冷卻效果對高速連鑄非常重要。

為強化霧化效果，授權公告號為“CN 2494237Y”的實用新型專利公開了一種新型氣水霧化噴嘴，分別對氣體、冷卻水進行加速，氣體管路與冷卻水路垂直，利用高速水和氣的相互沖擊，獲得高速、尺寸細小的液滴，實現提高冷卻強度的目的，該裝置存在混合管長度不能過長的不足，不適用于長距離的高效冷卻方式。授權公告號為“CN 2589085Y”的實用新型專利公開了一種塊接式長距離氣水霧化噴嘴，將氣體管路設置在外圍，冷卻水管路設置在中心，通過套管的方式，縮短水霧化區與噴嘴出口的距離，該噴嘴氣水混合區附近氣路存在少量的回水，降低了氣流對水噴嘴噴芯噴出水柱的沖擊強度，為適應于高速連鑄要求，還需要調整合適的氣水比和水量。申請號為“201710069449.7”的發明專利公開了一種雙流體霧化噴嘴自動控制方法及裝置，該裝置以其噴嘴結構中心為氣體通道，外圍為水通道，可以將氣體速度增加到超音速，實現對水的剪切碎化效果，但是該噴嘴外圍的水通道狹小，不適宜于連鑄二冷噴嘴水質較差的特殊情況，容易發生堵塞現象，同時該噴嘴使用的氣水比遠高于連鑄二冷區的氣水比，不適用于連鑄二冷區的均勻、強冷要求。

實用新型內容

針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種用于長距離高效內混式氣水霧化噴嘴的加速環裝置，該裝置能夠提高剪切水流的氣流速度，細化液滴粒徑，結構簡單，節省了成本，并滿足了高速連鑄需要二冷區長距離高效氣水霧化噴嘴提供射流速度更高、水滴粒徑更小、分散更均勻的水滴的要求。

為此，本實用新型采用了以下技術方案：

一種用于長距離高效內混式氣水霧化噴嘴的加速環裝置，包括氣管、水管和水噴嘴噴芯，還包括環形加速塊；所述環形加速塊位于氣管內壁以內，環形加速塊的一端與水管連接，另一端與水噴嘴噴芯連接。

進一步地，所述環形加速塊的外表面包括平行段、收縮段和擴張段，環形加速塊的內直徑與水管的內徑相同。

進一步地，所述環形加速塊的外表面特征曲線為拉瓦爾曲線，環形加速塊的外表面與氣管內壁表面構成基于拉瓦爾效應的環縫式氣體通道。

優選地，所述環形加速塊的平行段、收縮段和擴張段與水管的外表面構成一個平滑的拉瓦爾特征曲線。