一种湍流式冷却喷嘴的制作方法

本实用新型属于轧钢设备技术领域，涉及高速棒车间控轧控冷工艺中的快速水冷装置，尤其是一种湍流式冷却喷嘴。

背景技术：

传统的切分轧制的方法生产小规格螺纹钢直条，可以提高棒材的小时产量，但其产品控制精度相对较差，成材率相对偏低。采用单线棒材高速轧制(高速棒材生产线)生产小规格螺纹钢，弥补了传统轧制工艺的缺点，既提高螺纹钢的小时产量和成材率，又提升了产品质量。然而，高速棒材的轧制速度45m/s，低于高线轧制速度70m/s，高于普通棒材的轧制速度18m/s，冷却温降高于高线轧制温降，低于普通棒材轧制温降。由于普棒的冷却装置冷却强度大，水压1.8MPa，不适用于轧制速度稍高、规格偏小、温降偏低的高速棒材轧制的冷却要求，同样高线的喷嘴冷却效果弱，水压0.8MPa低，也不适用于高速棒材的冷却要求。

有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种湍流式冷却喷嘴，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在于提供一种湍流式冷却喷嘴，冷却效果好，能满足高速螺纹钢棒材的轧制工艺要求，克服了现有技术的缺陷。

为此，本实用新型提出一种湍流式冷却喷嘴，包括：

一外套管，其一端内固定有一文氏管，所述外套管的内壁上另凸设有一导向环挡，所述外套管的内腔在所述导向环挡与所述文氏管之间的部分定义为一湍流室；

一喷嘴，嵌设定位于所述外套管的另一端处，所述喷嘴的喷头端与所述外套管的内壁之间形成有一环腔，且其与所述导向环挡之间设有一锥形环缝隙，所述喷嘴的入口端与所述外套管密封接触，所述锥形环缝隙与所述环腔相连通；

其中，所述外套管的侧壁上设有一与所述环腔相连通的进水口。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，所述喷嘴在其入口端的端部沿径向设有一环部，所述环部与所述外套管另一端的端面相对，两者之间嵌设有调整垫片。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，所述文氏管的两端与所述外套管的内壁密封接触，并分别通过螺钉与所述外套管连接固定。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，所述文氏管与所述外套管之间形成一环形的空腔，其侧壁上另设有多个与所述空腔相连通的通孔，所述空腔与所述湍流室相连通。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，，所述文氏管在其两端处的外侧壁上分别沿周向均布有至少两凸台，所述外套管的内壁上对应于各所述凸台设有多个凸耳，各所述凸台对应与各所述凸耳分别通过所述螺钉连接。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，另设有一后套帽，所述后套帽的一端呈喇叭口状，并嵌设固定于所述外套管一端的端口处。

如上所述的湍流式冷却喷嘴，其中，所述导向环挡以及所述喷头端的外端面分别设有一倒角，所述锥形环缝隙形成于两所述倒角之间。

本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，设置有外套管，并在外套管内对应安装有文氏管以及喷嘴，利用形成的锥形环缝隙，使冷却水通过时增大水流速度，形成圆环形喷射面，并以一定角度喷射到轧件表面，减少轧件的运行阻力，同时喷射破开轧件表面由于冷却水接触炽热轧件形成表面水蒸汽膜，增加冷却效果；当冷却水通过文氏管流出时，可以形成多个湍流区，进一步增强了冷却效果，并且，利用文氏管还利于大规格偏大的高速棒材的平稳通过所述喷嘴。

本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，增强了冷却效果，其供水压力能高达1.6MPa；文氏管的内腔有利于低速大规格的螺纹钢通过，减少冲跑钢、堵钢的发生，能满足轧制速度相对较低、规格稍大的高速螺纹钢棒材的轧制工艺的冷却要求。

附图说明

图1为本实用新型的湍流式冷却喷嘴的结构示意图。

图2为图1中H处的局部放大示意图。

图3为图1中A-A线的剖面图。

主要元件标号说明：

1 外套管 11 导向环挡

12 湍流室 13 环腔

14 锥形环缝隙 15 进水口

15 凸耳

2 喷嘴 21 喷头端

22 入口端 221 环部

23 调整垫片 3 文氏管

31 螺钉 32 空腔

33 通孔 34 凸台

4 后套帽 111、211 倒角

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式:

图1为本实用新型的湍流式冷却喷嘴的结构示意图。图2为图1中H处的局部放大示意图。图3为图1中A-A线的剖面图。

参见图1，本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，包括一外套管1以及一喷嘴2，其中：

所述外套管1的一端内固定有一文氏管3，所述外套管1的内壁上另凸设有一导向环挡11，所述外套管1的内腔在所述导向环挡11与所述文氏管3之间的部分定义为一湍流室12，如图所示，由于文氏管3具有曲线结构的内腔轮廓，在冷却水通过时可以形成多个湍流区301、302、303，大大增强了冷却效果，同时，文氏管的上述内部结构也有导向功能，更利于大规格偏大的高速棒材的平稳通过；

所述喷嘴2嵌设定位于所述外套管1的另一端处，所述喷嘴2的喷头端21与所述外套管1的内壁之间形成有一环腔13，且其与所述导向环挡11之间设有一锥形环缝隙14，所述喷嘴2的入口端22与所述外套管1密封接触，所述锥形环缝隙14与所述环腔13相连通，其中，所述外套管1的侧壁上设有一与所述环腔13相连通的进水口15。

如图所示，所述喷嘴2在其入口端22的端部沿径向设有一环部221，所述环部221与所述外套管1另一端的端面相对，两者之间嵌设有调整垫片23。在实际工作时，通过更换不同厚度的调整垫片23，可以调整所述喷嘴2伸入所述外套管1内的长度，从而改变所述喷头端21与所述挡环11之间的距离，以调整所述锥形环缝隙14的间隙大小，使冷却水由所述锥形环缝隙14的流量改变，达到调整冷却效果的目的，更好地满足了实际使用要求。

为了提高密封性能，使本实用高效工作，所述文氏管3的两端与所述外套管1的内壁密封接触，并分别通过螺钉31与所述外套管1连接固定。也即，用所述螺钉31螺接所述文氏管3的两端及外套管1，使之稳固的设置于所述外套管1内。

如图1所示，所述文氏管3与所述外套管1之间形成一环形的空腔32，其侧壁上另设有多个与所述空腔32相连通的通孔33，在实际工作时，所述通孔33能使疏散破膜形成的水蒸汽从文氏管3的内腔中快速散出至空腔32，增加冷却效果。

优选的实施方式是，如图1、图3所示，所述文氏管3在其两端处的外侧壁上分别沿周向均布有至少两一凸台34，所述外套管1的内壁上对应于各所述凸台设有多个凸耳15，各所述凸台34对应与各所述凸耳15分别通过所述螺钉31连接。其中，在图示的优选结构中，分别设置有4个凸台及凸耳。

其中，另设有一后套帽4，所述后套帽4的一端呈喇叭口状，并嵌设固定于所述外套管1一端的端口处。当轧件由文氏管3中离开时，该后套帽4可以进行导引，使之顺利从所述外套管1中输送出去。

较佳地，请一并参见图2，所述导向环挡11以及所述喷头端21的外端面分别设有一倒角111、211，所述锥形环缝14形成于两所述倒角111、211之间，换言之，两所述倒角111、211围合形成该锥形环缝14。

请参见图1、本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，轧件由所述喷嘴2的入口端进入后，并由喷头端21进入所述湍流室12时，冷却水通过所述进水口15进入所述环腔13，通过所述喷嘴2与导向环挡11之间的锥形环缝隙14，增大水流速度并形成圆环形喷射面，相对于所述外套管的轴向以一定角度喷射到轧件表面，由此，利用冷却水的喷射角度和轧件的轧制方向一致，可以减少轧件的运行阻力，同时喷射破开轧件表面由于冷却水接触炽热轧件形成的表面水蒸汽膜，增加冷却效果，之后，冷却水通过文氏管流出时，利用文氏管3中曲线结构的内腔轮廓，可以形成多个湍流区301、302、303，进一步增强对轧件的冷却效果，并且，文氏管的上述内部结构还具有导向功能，更利于规格偏大的高速棒材平稳的通过所述喷嘴2，之后通过后套帽4输送出本实用新型。其中，所述湍流室12以及空腔32，可以使稳定的层流冷却水形成紊流状态，增大冷却效果，而所述文氏管3开设的通孔33，能使疏散破膜形成的水蒸汽快速从文氏管3中散出至空腔32，增加冷却效果。

本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，设置有外套管，并在外套管内对应安装有文氏管以及喷嘴，利用形成的锥形环缝隙，使冷却水通过时增大水流速度，形成圆环形喷射面，并以一定角度喷射到轧件表面，减少轧件的运行阻力，同时喷射破开轧件表面由于冷却水接触炽热轧件形成表面水蒸汽膜，增加冷却效果；当冷却水通过文氏管流出时，利用文氏管3具有曲线结构的内腔轮廓(如图中所示为从左至右依次相接外圆锥段、圆柱段、内圆锥段、内圆锥段、圆柱段以及外圆锥段)，可以形成多个湍流区，进一步增强了冷却效果，并且，利用文氏管还利于大规格偏大的高速棒材的平稳通过所述喷嘴。

本实用新型提出的湍流式冷却喷嘴，增强了冷却效果，其供水压力能高达1.6MPa；文氏管的内腔有利于低速大规格的螺纹钢通过，减少冲跑钢、堵钢的发生，能满足轧制速度相对较低、规格稍大的高速螺纹钢棒材的轧制工艺的冷却要求。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。