專利名稱：氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于金屬板帶冷卻的平面射流冷卻水噴射嘴，尤其涉及氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要采用液體介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，例如鋼鐵材料生產(chǎn)過(guò)程中的控制冷卻技術(shù)和熱處理技術(shù)，為了獲得工藝所要求最佳的冷卻效果必須將冷卻介質(zhì)通過(guò)專門的噴射器噴射到材料的表面。由于噴射器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同，噴射效果也不同，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性產(chǎn)生影響。由于金屬板帶的生產(chǎn)是連續(xù)的，在金屬板帶寬度方向上冷卻均勻化是評(píng)價(jià)冷卻系統(tǒng)的特性的重要指標(biāo)之一，要求冷卻系統(tǒng)的噴射單元能夠在金屬板帶的寬度方向上得到均勻的冷卻射流。現(xiàn)有的噴射單元大多采用軸向式噴射嘴，但由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了射流在近軸區(qū)與遠(yuǎn)軸區(qū)的不均勻性，這種不均勻性和軸向式噴射的軸對(duì)稱性使得板帶的冷卻不均，難于滿足鋼鐵和生產(chǎn)過(guò)程中的工藝要求，且噴射嘴只采用冷卻液進(jìn)行噴射冷卻。另一種噴射單元采用狹縫式噴嘴，狹縫式噴嘴可產(chǎn)生平面射流形成水幕霧化或水幕，用于水冷。水幕可獲得金屬板帶的層流冷卻，其缺點(diǎn)是低壓射流的情況下冷卻介質(zhì)在高溫板帶金屬表面產(chǎn)生汽膜降低冷卻效果，嚴(yán)重者導(dǎo)致板帶的冷卻不均，板帶表面和內(nèi)在質(zhì)量降低的結(jié)果；在高壓射流的情況下水幕霧化效果差，同時(shí)高壓射流噴射到鋼板上時(shí)，高壓射流產(chǎn)生的濺射很大，冷卻介質(zhì)大部分被濺射浪費(fèi)，冷卻效率低。單一的普通狹縫式噴嘴難于達(dá)到高效冷卻效果，難于滿足熱機(jī)械控制軋制技術(shù)(TMCP)的冷卻技術(shù)對(duì)金屬板帶冷卻強(qiáng)度可控的要求。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，該氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴可在金屬板帶寬度方向獲得均勻冷卻，使金屬板帶在寬度方向獲得較好的均勻性能，克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)金屬板帶在寬度方向的冷卻不均勻的缺陷。本實(shí)用新型氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴采用二股高速氣體射流相交并對(duì)中間一股平面冷卻水射流產(chǎn)生吸射合成工作射流，獲得所需的平面射流冷卻水水幕或平面氣霧化射流型的冷卻水霧，冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)方便且容易控制。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述噴射嘴為狹縫，狹縫包括平面氣體射流狹縫、平面液體射流狹縫、工作狹縫，連接氣體供給接頭的平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與連接液體供給接頭的平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流以一角度相交合成為工作狹縫產(chǎn)生工作射流。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述平面氣體射流狹縫為二條、平面液體射流狹縫為一條，平面液體射流狹縫位于二條平面氣體射流狹縫中間并相交合成為工作狹縫。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述平面氣體射流狹縫為一條、平面液體射流狹縫為二條，平面氣體射流狹縫位于二條平面液體射流狹縫中間并相交合成為工作狹縫。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流的幾何相交點(diǎn)在所述噴射嘴外，所述噴射嘴為平面氣體射流狹縫和平面液體射流狹縫。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流的幾何相交點(diǎn)在所述噴射嘴內(nèi)，所述噴射嘴為工作狹縫。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述工作狹縫截面形狀為前寬后窄收縮型。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述工作狹縫截面形狀為平直直噴型。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述工作狹縫截面形狀為前窄后寬擴(kuò)張型，擴(kuò)張角度為15°～120°。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述位于中間的平面氣體射流與兩側(cè)的平面液體射流的夾角為90°，工作狹縫截面形狀為平直直噴型。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述位于中間的平面氣體射流與兩側(cè)的平面液體射流的交角為10°～90°。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述位于外側(cè)的兩個(gè)平面射流的交角為10°～120°。
上述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，所述單個(gè)狹縫寬度為0.1～0.5mm，射流源供給壓力為大于0.1MPa。
本實(shí)用新型的工作原理是采用雙狹縫吸射式結(jié)構(gòu)原理使二股高速氣體射流相交并對(duì)中間一股平面冷卻水射流產(chǎn)生吸射合成為工作射流，由于獲得的一次射流的射流參數(shù)及氣、液體的流量不同得到不同的工作射流液體流量較大噴射時(shí)可獲得平面射流冷卻水水幕，液體流量較小氣流量較大噴射時(shí)可得到平面霧化射流，從而使噴射嘴對(duì)金屬板帶寬度方向進(jìn)行均勻冷卻，冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)方便且控制容易。將二股氣體射流和一股液體射流替換成一股氣體射流和二股液體射流，則位于中間的氣體射流狹縫噴口噴射出一股高速氣體射流對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫噴射出的二股低速平面液體射流產(chǎn)生卷吸吸射并合成為工作射流，可獲得大流量的平面水霧射流，對(duì)金屬板帶寬度方向進(jìn)行均勻冷卻。


圖1為本實(shí)用新型氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴的原理圖，圖2為噴射嘴氣液復(fù)合吸射式平面的幾何相交點(diǎn)在噴射嘴外的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為噴射嘴氣液復(fù)合吸射式平面的幾何相交點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)且工作狹縫截面形狀為前寬后窄形的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為工作狹縫截面形狀為平直直噴型的噴射嘴，圖5為工作狹縫截面內(nèi)后段為平直直噴型前段中中間狹縫與兩側(cè)狹縫的夾角為90°的噴射嘴，圖6為工作狹縫截面形狀為前窄后寬形的噴射嘴。
圖中1平面氣體射流狹縫，2平面液體射流狹縫，3工作狹縫，4液體供給接頭，5氣體供給接頭；A平面氣體射流，A1第二平面氣體射流，B平面液體射流，B1第二平面液體射流，D工作射流。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例。
參見圖1，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴為狹縫，狹縫包括二條平面氣體射流狹縫1、一條平面液體射流狹縫2、工作狹縫3，連接氣體供給接頭5的二條平面氣體射流狹縫1產(chǎn)生氣體射流A、A1以一定角度相交，該交角為10°～120°，并對(duì)位于中間的與連接液體供給接頭4的一條平面液體射流狹縫2產(chǎn)生的液體射流B產(chǎn)生吸射并合成為工作狹縫3產(chǎn)生工作射流D。由于獲得的一次射流的射流參數(shù)及液體的流量不同得到不同的工作射流D液體流量較大噴射時(shí)可獲得平面射流冷卻水水幕，液體流量較小氣體流量較大噴射時(shí)可得到平面霧化射流。單個(gè)狹縫寬度為0.1～0.5mm，射流源供給壓力為大于0.1MPa。本實(shí)用新型的噴射嘴可以獲得用于冷卻的平面冷卻射流，也可以用于霧化增濕。在本實(shí)施例中，液體選用水。
如果將圖1中的二條平面氣體射流狹縫和一條平面液體射流狹縫的供氣接頭5供液接頭4相互轉(zhuǎn)換，變成為一股氣體射流A和二股液體射流B、B1，則位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸吸射并合成為工作射流D，可獲得大流量的平面水霧射流，對(duì)金屬板帶寬度方向進(jìn)行均勻冷卻。根據(jù)液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，位于中間的平面氣體射流與兩側(cè)的平面液體射流的交角范圍可以是10°～90°，一般為15°～60°，實(shí)際應(yīng)用可根據(jù)工藝要求選取。
參見圖2，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，二條平面氣體射流狹縫1產(chǎn)生氣體射流A、A1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴外，并與位于中間的一條平面液體射流狹縫2產(chǎn)生液體射流B產(chǎn)生吸射并合成工作射流D，噴射嘴為二條平面氣體射流狹縫1和一條平面液體射流狹縫2。吸射霧化效果好，氣液的比例及各自的壓力可調(diào)性好。
如果將圖2中的二條平面氣體射流狹縫和一條平面液體射流狹縫的供氣接頭5和供液接頭4相互轉(zhuǎn)換，變成為一股氣體射流A和二股液體射流B、B1，則位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸吸射并合成為工作射流D，噴射嘴為一條平面氣體射流狹縫1位于中間和二條平面液體射流狹縫2位于兩側(cè)。供氣接頭5和供液接頭4可根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝要求排布多個(gè)供給接口，以保證所要求的射流的獲得。
參見圖3，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，二條平面氣體射流狹縫1產(chǎn)生氣體射流A、A1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，與位于中間的平面液體射流狹縫2產(chǎn)生液體射流B的幾何相交點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，噴射嘴為工作狹縫3。工作狹縫3截面形狀為前寬后窄收縮型，工作射流D的方向性較弱。在圖3中，氣體和液體供給接頭5、4設(shè)置在噴射嘴的后側(cè)，可根據(jù)噴射嘴使用、安裝和維護(hù)條件合理設(shè)計(jì)其位置，具有較高的靈活性。
如果將圖3中的二條平面氣體射流狹縫和一條平面液體射流狹縫的供氣接頭5和供液接頭4相互轉(zhuǎn)換，變成為一股氣體射流A和二股液體射流B、B1。二股平面液體射流B、B1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸混合合成為工作射流D。
參見圖4，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，二條平面氣體射流狹縫1產(chǎn)生氣體射流A、A1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，工作狹縫3截面形狀為平直直噴型。該噴射嘴的工作射流D有一段直噴口運(yùn)動(dòng)后脫離噴射嘴成為自由射流，工作射流D由于在直噴口段產(chǎn)生靜壓流動(dòng)，脫離噴口時(shí)可因壓力降低而進(jìn)一步膨脹加速，有益霧化。直噴口的寬度大于0.15mm。
如果將圖4中的二條平面氣體射流狹縫和一條平面液體射流狹縫的供氣接頭5和供液接頭4相互轉(zhuǎn)換，變成為一股氣體射流A和二股液體射流B、B1。二股平面液體射流B、B1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸混合合成為工作射流D，并經(jīng)過(guò)一段直噴口后脫離噴射嘴。
參見圖5，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸混合合成為工作射流D，平面氣體射流A與在其兩側(cè)的平面液體射流B、B1的夾角為90°，工作狹縫3截面形狀為平直直噴型。
參見圖6，一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，二條平面氣體射流狹縫1產(chǎn)生氣體射流A、A1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，在相交后有一段擴(kuò)張噴口，即工作狹縫3截面形狀為前窄后寬擴(kuò)張型，擴(kuò)張角度為15°～120°，工作射流D的方向性較強(qiáng)。
如果將圖6中的二條平面氣體射流狹縫和一條平面液體射流狹縫的供氣接頭5和供液接頭4相互轉(zhuǎn)換，變成為一股氣體射流A和二股液體射流B、B1。二股平面液體射流B、B1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴射嘴內(nèi)，位于中間的氣體射流狹縫1噴口噴射出一股高速氣體射流A對(duì)在其兩側(cè)成一定角度的液體狹縫2噴射出的二股低速平面液體射流B、B1產(chǎn)生卷吸混合合成為工作射流D，并經(jīng)過(guò)一段擴(kuò)張噴口后脫離噴射嘴。
對(duì)于中心卷吸吸射設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，平面液體射流B、B1的幾何匯聚焦點(diǎn)在噴嘴內(nèi)時(shí)，平面氣體射流A與平面液體射流B、B1的交角范圍可以是10～90°，一般情況取15～60°，但為避免高壓氣體射流反竄至液體管道系統(tǒng)可取15～30°較佳。
權(quán)利要求1.一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是所述噴射嘴為狹縫，狹縫包括平面氣體射流狹縫、平面液體射流狹縫、工作狹縫，連接氣體供給接頭的平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與連接液體供給接頭的平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流以一角度相交合成為工作狹縫產(chǎn)生工作射流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是平面氣體射流狹縫為二條、平面液體射流狹縫為一條，平面液體射流狹縫位于二條平面氣體射流狹縫中間并相交合成為工作狹縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是平面氣體射流狹縫為一條、平面液體射流狹縫為二條，平面氣體射流狹縫位于二條平面液體射流狹縫中間并相交合成為工作狹縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流的幾何相交點(diǎn)在所述噴射嘴外，所述噴射嘴為平面氣體射流狹縫和平面液體射流狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流的幾何相交點(diǎn)在所述噴射嘴內(nèi)，所述噴射嘴為工作狹縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是工作狹縫截面形狀為前寬后窄收縮型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是工作狹縫截面形狀為平直直噴型。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是工作狹縫截面形狀為前窄后寬擴(kuò)張型，擴(kuò)張角度為15°～120°。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是位于中間的平面氣體射流與兩側(cè)的平面液體射流的夾角為90°，工作狹縫截面形狀為平直直噴型。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9中任一權(quán)利要求所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是位于中間的平面氣體射流與兩側(cè)的平面液體射流的交角為10°～90°。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一權(quán)利要求所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是位于外側(cè)的兩個(gè)平面射流的交角為10°～120°。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一權(quán)利要求所述的氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴，其特征是單個(gè)狹縫寬度為0.1～0.5mm，射流源供給壓力為大于0.1MPa。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于金屬板帶冷卻的平面射流冷卻水噴射嘴，尤其涉及氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴。一種氣液復(fù)合吸射式平面射流噴射嘴為狹縫，狹縫包括平面氣體射流狹縫、平面液體射流狹縫、工作狹縫，連接氣體供給接頭的平面氣體射流狹縫產(chǎn)生氣體射流與連接液體供給接頭的平面液體射流狹縫產(chǎn)生液體射流以一角度相交合成為工作狹縫產(chǎn)生工作射流。本實(shí)用新型采用二股高速氣體射流相交并對(duì)中間一股平面冷卻水射流產(chǎn)生吸射合成為工作射流，液體流量較大噴射時(shí)可獲得平面射流冷卻水水幕，液體流量較小氣流量較大噴射時(shí)可得到平面霧化射流，從而使噴射嘴對(duì)金屬板帶寬度方向進(jìn)行均勻冷卻，冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)方便且控制容易。
文檔編號(hào)B05B7/02GK2678777SQ20042001976
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月19日
發(fā)明者史弼, 曹涵清 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司