本發(fā)明專利技術涉及一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，它由圓柱形入口段、圓柱形諧振腔、圓柱形小孔和圓柱形出口段組成，在噴嘴出口段有多個進氣管，進氣管的內(nèi)孔與圓柱形出口段內(nèi)孔相切，進氣管的內(nèi)徑為圓柱形出口段內(nèi)徑與圓柱形小孔直徑之差的二分之一，進氣管的內(nèi)孔截面形狀可為圓形、方形或任意異形，進氣管可在噴嘴體的出口段沿軸向多列布置，進氣管通入壓縮空氣，從多個進氣管引入的壓縮空氣沿切向進入，在噴嘴圓柱形出口段內(nèi)形成環(huán)繞水射流的氣體旋流，帶動水射流在圓柱形出口段內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，使空化效果進一步加強，同時使空化氣泡向水射流中心集中，空化水射流能量更集中，另一方面，增加了射流對靶材的剪切作用，從而大幅提高空化射流的沖蝕能力。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，它由圓柱形入口段、圓柱形諧振腔、圓柱形小孔和圓柱形出口段組成，在噴嘴出口段有多個進氣管，進氣管的內(nèi)孔與圓柱形出口段內(nèi)孔相切，進氣管的內(nèi)徑為圓柱形出口段內(nèi)徑與圓柱形小孔直徑之差的二分之一，進氣管的內(nèi)孔截面形狀可為圓形、方形或任意異形，進氣管可在噴嘴體的出口段沿軸向多列布置，進氣管通入壓縮空氣，從多個進氣管引入的壓縮空氣沿切向進入，在噴嘴圓柱形出口段內(nèi)形成環(huán)繞水射流的氣體旋流，帶動水射流在圓柱形出口段內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，使空化效果進一步加強，同時使空化氣泡向水射流中心集中，空化水射流能量更集中，另一方面，增加了射流對靶材的剪切作用，從而大幅提高空化射流的沖蝕能力。【專利說明】一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴
本專利技術涉及空化射流噴嘴，具體涉及集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，可用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強化以及鉆孔、切割、破巖等。
技術介紹
水射流特種加工利用具有很高動能的水射流束來沖蝕材料，從而實現(xiàn)材料切削，屬于高能束加工范疇。水射流加工屬于無接觸“冷切割”，無機械應力、熱變形、熱影響區(qū)，因而成為對熱敏感物質(zhì)的最佳切割方法；它適應性好、切割品質(zhì)優(yōu)良、切縫窄、材料損耗少，而且介質(zhì)成本低、清潔，切割過程中無塵、無毒、環(huán)境友好，在機械制造、航空航天、汽車、軍工和陶瓷等領域得到廣泛應用。 空化射流是在高速水射流中，人為地使流體某處的局部壓力低于該處的飽和蒸汽壓力，從而在射流中產(chǎn)生空化氣泡，通過控制空化氣泡在目標物上破裂時產(chǎn)生的局部高壓，大大增加其材料的沖蝕能力。 目前，空化射流技術已經(jīng)成功應用于材料切割與鉆孔、破巖和工業(yè)清洗等領域。但在應用過程中，現(xiàn)有的空化水射流噴嘴存在諸多不足，主要表現(xiàn)在:I)用于清洗的風琴管式空化射流噴嘴的空化效果較差，且出口腔不能使水射流能量集中，空化水射流的截面上能量集中度較低；2)用于切割、破巖的傳統(tǒng)空化水射流噴嘴，其射流束速度低、能量不集中且作用面積大，用于鉆孔、切割、破巖時效果差、效率低。 針對上述問題，本專利技術應用流體動力學理論，專利技術了一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴。該型噴嘴可廣泛用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強化以及鉆孔、切割、破巖等，具有很高的實用價值。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是:針對現(xiàn)有風琴管式空化射流噴嘴的不足，提供一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，在同等條件下，集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴的空化效果更好，且水射流能量更集中，大幅提高射流的沖蝕能力。在相同的工況下，水射流所需壓力較低，能耗降低，同時施工施工效率更高。 為完成上述目的，本專利技術采用的技術方案是: 一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴如圖1、圖2、圖3所示，它由圓柱形入口段(3)、圓柱形諧振腔(4)、圓柱形小孔(5)和圓柱形出口段(6)組成，在噴嘴體(I)上沿周向有多個進氣管 (2)，進氣管(2)通入壓縮空氣。 如圖3所示，上述集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，進氣管(2)的內(nèi)孔與圓柱形出口段 (6)內(nèi)孔相切，進氣管(2)的內(nèi)徑為圓柱形出口段(6)內(nèi)徑與圓柱形小孔(5)內(nèi)徑之差的二分之一。 上述集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，進氣管(2)的內(nèi)孔截面形狀可為圓形、方形或任意異形，進氣管(2)可在噴嘴體(I)的圓柱形出口段(6)沿軸向多列布置。 如圖2所示，當水(或其它流體)從圓柱形入口段(3)進入，經(jīng)圓柱形諧振腔(4)從圓柱形小孔(5)射出形成水射流，水(或其它流體)經(jīng)過圓柱形小孔(5)的入口截面時，由于收縮而產(chǎn)生一個壓力脈沖，它反射到入口處，與來流的壓力脈沖疊加，形成駐波，當振蕩頻率與射流的本征頻率一致時產(chǎn)生共振，在圓柱形小孔(5)的入口處產(chǎn)生大尺度的渦環(huán)和空化現(xiàn)象，形成空化水射流。 如圖2、圖3所示，在圓柱形出口段(6)，從多個進氣管(2)引入的壓縮空氣沿切向進入，在噴嘴圓柱形出口段內(nèi)形成環(huán)繞水射流的氣體旋流，帶動水射流在圓柱形出口段(6)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，使空化效果進一步加強，同時使空化氣泡向水射流中心集中，空化水射流能量更集中，另一方面，增加了射流對靶材的剪切作用，從而大幅提高空化水射流的沖蝕能力。 本專利技術與現(xiàn)有技術相比的顯著優(yōu)點是:集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，在傳統(tǒng)空化射流噴嘴基礎上，增加圓柱形出口段，并在噴嘴圓柱形出口段沿周向布置若干進氣管，壓縮空氣從多個進氣管引入，在噴嘴圓柱形出口段內(nèi)形成環(huán)繞水射流的氣體旋流，帶動水射流在圓柱形出口段內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，使空化效果進一步加強，同時使空化氣泡向水射流軸心集中，空化水射流能量更集中，另一方面，增加了射流對靶材的剪切作用，大幅提高空化射流的沖蝕能力，與傳統(tǒng)空化水射流噴嘴相比，其沖蝕能力可提高8-12倍，該噴嘴可廣泛用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強化以及鉆孔、切割、破巖等。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴剖視圖。 圖3為圖1的右視圖。 圖4為集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴多列進氣管布置示意圖。 【具體實施方式】 實施例1:參見圖1、圖2和圖3，集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴通過入口段螺紋與高壓水管路連接，噴嘴內(nèi)流道由圓柱形入口段(3)、圓柱形諧振腔(4)、圓柱形小孔(5)和圓柱形出口段(6)組成，在噴嘴體(I)上沿周向有多個進氣管(2)，進氣管(2)通入壓縮空氣，進氣管(2)的內(nèi)孔與圓柱形出口段(6)內(nèi)孔相切，進氣管(2)的內(nèi)徑為圓柱形出口段(6)內(nèi)徑與圓柱形小孔 (5)內(nèi)徑之差的二分之一。 參見圖2，當水(或其它流體)從圓柱形入口段(3)進入，經(jīng)圓柱形諧振腔(4)從圓柱形小孔(5)射出形成水射流，水(或其它流體)經(jīng)過圓柱形小孔(5)的入口截面時，由于收縮而產(chǎn)生一個壓力脈沖，它反射到入口處，與來流的壓力脈沖疊加，形成駐波，當振蕩頻率與射流的本征頻率一致時產(chǎn)生共振，在圓柱形小孔(5)的入口處產(chǎn)生大尺度的渦環(huán)和空化現(xiàn)象，形成空化水射流。 參見圖2、圖3，在圓柱形出口段(6)，從多個進氣管(2)引入的壓縮空氣沿切向進入，在噴嘴圓柱形出口段內(nèi)形成環(huán)繞水射流的氣體旋流，帶動水射流在圓柱形出口段(6)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，使空化效果進一步加強，同時使空化氣泡向水射流中心集中，空化水射流能量更集中，另一方面，增加了射流對靶材的剪切作用，從而大幅提高空化水射流的沖蝕能力。 上述集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，進氣管(2)的內(nèi)孔截面形狀可為圓形、方形或任意異形。 參見圖4，進氣管(2)、(7)可在噴嘴體(I)的圓柱形出口段(6)沿軸向多列布置。 上述實施例是對本專利技術的上述內(nèi)容作進一步說明，但不應將此理解為本專利技術上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術均屬于本專利技術的范圍。【權利要求】1.一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，其特征在于:它由圓柱形入口段(3)、圓柱形諧振腔(4)、圓柱形小孔(5)和圓柱形出口段(6)組成，在噴嘴體(I)上沿周向有多個進氣管(2)，進氣管(2)通入壓縮空氣。2.如權利要求書I所述的集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，其特征在于:進氣管(2)的內(nèi)孔與圓柱形出口段(6)內(nèi)孔相切，進氣管(2)的內(nèi)徑為圓柱形出口段(6)內(nèi)徑與圓柱形小孔(5)內(nèi)徑之差的二分之一。3.如權利要求書I所述的集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，其特征在于:進氣管(2)的內(nèi)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種集中式旋轉(zhuǎn)空化射流噴嘴，其特征在于：它由圓柱形入口段（3）、圓柱形諧振腔（4）、圓柱形小孔（5）和圓柱形出口段（6）組成，在噴嘴體（1）上沿周向有多個進氣管（2），進氣管（2）通入壓縮空氣。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：雷玉勇，楊涵，萬霞，劉克福，蔣代君，張恕遠，
申請(專利權)人：西華大學，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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