[發明專利]雙剪切式空化噴嘴

在審

• 申請號: 202110271947.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113083535A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李登;羅文悅;姚致遠;熊杰;巫世晶;王曉筍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B05B1/34
• 分類號: B05B1/34
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發明提供一種雙剪切式空化噴嘴，包括：上噴嘴，其上沿軸向設置有第一空腔以及第一通孔；內套筒，套設在上噴嘴上，其與上噴嘴之間形成有第二空腔；外套筒，套設在上噴嘴的外壁上且其將內套筒包裹在其內側并與內套筒之間形成第三空腔；混合腔，其卡緊在內套筒出口處；下噴嘴，其穿過外套筒伸入至混合腔中，下噴嘴與混合腔之間形成有與第三空腔連通的第五空腔，在下噴嘴中沿其軸向設置有噴射孔，在下噴嘴背離混合腔的端側側壁上設置有第二通孔以及與所述第二通孔連通的環形內腔體，該環形內腔體與噴射孔互不連通；以及連接管，用于連接第二空腔和第二通孔。本發明在射流經過噴嘴時發生多次剪切，產生更多的空泡，提升空化效果和作業效率。

技術領域

本發明屬于水射流的技術領域，具體涉及一種雙剪切式空化噴嘴。

背景技術

空化射流是近些年發展起來的一種新型射流技術，通過人為的方式在射流中誘發大量空泡，利用氣泡潰滅時產生的瞬間高溫高壓以及壓縮波和微射流來增強射流的打擊力，從而提高射流的作用效率，由于清潔、高效、低廉等特點，廣泛應用于各種工業領域，在國民經濟建設中發揮著重要作用。

空泡是由高速高壓射流剪切形成，更多的空泡也意味著更好的作業效果。在研究空化空泡形成過程中發現，在淹沒條件下射流空化性能優于自由射流中的空化性能。也因此，許多研究人員對于噴嘴在淹沒條件下的射流性能進行了研究，加劇射流與伴隨流之間剪切作用，從而形成更加嚴重的空化現象。但是目前的空化噴嘴的一般只能發生一次剪切作用，從而使得噴嘴的空化效果不盡如人意，因此也就無法產生更豐富的空泡。因此，改進現有的噴嘴結構以產生更優異的空化現象對水射流技術的推廣和應用有著重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種雙剪切式空化噴嘴，該噴嘴可以在射流經過噴嘴時發生多次剪切，達到更好的剪切作用，產生更多的空泡，提升空化效果和作業效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種雙剪切式空化噴嘴，包括上噴嘴、混合腔、內套筒、外套筒、下噴嘴以及連接管；其中，

上噴嘴，在其上沿軸向設置有供流體進入和流出的第一空腔，在所述上噴嘴的側壁上還設置與所述第一空腔連通的第一通孔；

內套筒，其套設在所述上噴嘴靠近流出端的外壁上，所述內套筒與所述上噴嘴的流出端端面之間形成有與所述第一空腔連通的第二空腔，在所述內套筒上還設置有與所述第二空腔連通且供流體流出的出口；

外套筒，其套設在所述上噴嘴的外壁上且其將所述內套筒包裹在其內側，所述外套筒與所述內套筒之間形成第三空腔，所述第三空腔與所述第一通孔連通；

混合腔，其卡緊在所述出口處，所述混合腔內設置有供流體進出且與所述第三空腔連通的第四空腔，所述混合腔與所述上噴嘴的流出端端面之間具有間距；

下噴嘴，其穿過所述外套筒伸入至所述混合腔中與所述第四空腔連通，其中，所述下噴嘴的外側壁與所述混合腔的內側壁之間具有間距從而形成第五空腔且所述第五空腔與所述第三空腔連通，在所述下噴嘴中沿其軸向設置有與所述第四空腔連通的噴射孔，噴射孔、第四空腔以及第一腔體的流出端對應設置，且在所述下噴嘴背離混合腔的端側側壁上設置有第二通孔以及與所述第二通孔連通的環形內腔體，該環形內腔體與噴射孔互不連通；以及

連接管，其用于連接所述第二空腔和所述第二通孔，所述連接管的一端依次穿過所述外套筒、所述內套筒與所述第二空腔連通，所述連接管的另一端伸入至所述第二通孔中與所述環形內腔體連通。

進一步地，所述第一空腔包括依次相連的第一腔體、第二腔體和第三腔體，其中，所述第一腔體和所述第三腔體為圓柱形腔體，所述第二腔體為圓錐形腔體，所述第一腔體的內徑與第二腔體一側的內徑相同，所述第三腔體的內徑與第二腔體另一側的內徑相同，且所述第二腔體的內徑隨著靠近所述第三腔體逐漸減小。

進一步地，所述第一通孔與所述第二腔體連接。