一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴，包括外部壳体和固定于外部壳体内部的喷嘴芯，所述喷嘴芯内设置有呈喇叭形状的流道，所述流道包括由左至右依次设置的圆锥形收缩段、圆锥形加速段和圆柱形稳流段，所述喷嘴芯外形与其内部流道相一致呈喇叭形状，所述喷嘴芯和外部壳体通过热等静压相贴合固定连接，所述喷嘴芯和外部壳体之间设置有粘结层；所述喷嘴芯流道的收缩段的收缩角为30°～45°，所述喷嘴芯流道的加速段的收缩角为10°～15°，所述喷嘴芯流道的收缩段和加速段的轴向长度比为3:1。本实用新型耐高压、耐磨损、使用寿命长，适用于水下结构物切割作业。
【专利说明】
一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种喷嘴，更具体的说，是涉及一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴。
【背景技术】
[0002]前混合磨料射流水下切割技术基本原理是让磨料与高压水流在磨料罐中均匀混合，使磨料处于拟流体状态，然后通过输送管线进入切割喷嘴，喷嘴将磨料和水两相流加速喷出对水下结构物进行冲击切割。与纯水射流相比，磨料射流将纯水射流的静压连续作用转化为磨料粒子流对结构物的高频撞击与冲蚀作用，切割效果显著。
[0003]由于水下切割需要较高的压力和射流速度，磨料对管路系统的磨损更严重，尤其对于喷嘴，作为形成高速射流的直接元件，其耐压和耐磨性能直接决定着切割作业的成败。常规磨料射流喷嘴存在耐压低、寿命短、易磨损的缺点，无法满足超高压和高耐磨性能的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耐高压、耐磨损、使用寿命长的镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]本实用新型的一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴，包括外部壳体和固定于外部壳体内部的喷嘴芯，所述喷嘴芯内设置有呈喇叭形状的流道，所述流道包括由左至右依次设置的圆锥形收缩段、圆锥形加速段和圆柱形稳流段，所述喷嘴芯外形与其内部流道相一致呈喇叭形状，所述喷嘴芯和外部壳体通过热等静压相贴合固定连接，所述喷嘴芯和外部壳体之间设置有粘结层;所述喷嘴芯流道的收缩段的收缩角为30°?45°，所述喷嘴芯流道的加速段的收缩角为10°?15°，所述喷嘴芯流道的收缩段和加速段的轴向长度比为3:1。
[0007]所述喷嘴芯和外部壳体的轴向长度相等，左右两端对齐设置。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是:
[0009]本实用新型中，喷嘴芯外形与其内部流道相一致呈喇叭形状，喷嘴芯流道的收缩段的收缩角为30°?45°，喷嘴芯流道的加速段的收缩角为10°?15°，喷嘴芯流道的收缩段和加速段的轴向长度比为3:1，在优化本实用新型内部射流特性的同时显著缩短本实用新型的长度;喷嘴芯和外部壳体轴向长度相等，且左右两端对齐设置，通过热等静压与外部壳体相贴合固定连接，喷嘴芯和外部壳体之间设置有粘结层，喷嘴芯避免了受拉应力，提高了本实用新型的整体力学性能，使得喷嘴芯得到了外部壳体的保护，本实用新型耐高压，耐磨损，使用寿命长。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图。
[0011]附图标记:1外部壳体2喷嘴芯3粘结层4收缩段5加速段6稳流段
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0013]如图1所示，本实用新型的一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴，包括外部壳体I和固定于外部壳体I内部的喷嘴芯2，所述外部壳体I为喷嘴芯2的基体，安装于高压射流切割喷嘴座内，所述外部壳体I由碳化钨硬质合金构成，硬度大于95HRA。所述喷嘴芯2内设置有呈喇叭形状的流道，所述流道包括由左至右依次设置的圆锥形收缩段4、圆锥形加速段5和圆柱形稳流段6，所述收缩段4用于缩短喷嘴整体长度并进行小范围加速，所述加速段5用于迅速提高磨料和水两相流的运移速度，所述稳流段6用于磨料和水两相流均匀稳态高速流动。所述收缩段4的收缩角为30°?45°，所述加速段5的收缩角为10°?15°。所述喷嘴芯流道的收缩段和加速段的轴向长度比为3:1。所述喷嘴芯2外形与其内部流道相一致呈喇叭形状，所述喷嘴芯2由纯碳化钨构成，硬度大于98HRA，为高性能耐磨部件。所述喷嘴芯2和外部壳体I轴向长度相等，左右两端对齐设置。所述外部壳体I内部设置有与所述喷嘴芯2形状相匹配的内孔，所述喷嘴芯2和外部壳体I通过热等静压工艺烧结在一起，所述喷嘴芯2和外部壳体I之间设置有粘结层3。采用热等静压工艺烧结成型技术在硬质合金基体内部镶嵌硬度更大的纯碳化钨喷嘴，耐压可达200MPa，耐磨寿命超过6小时，解决了超高压水下切割喷嘴对于高耐磨性能的需求。
[0014]本实用新型的切割方式为磨料和水前混合式，超高压磨料和水两相流由入口进入收缩段4，通过小范围加速进入加速段5，流体流速迅速提高并接近出口流速，最后经过稳流段6充分混合由喷嘴出口高速喷出切割水下结构物。
[0015]尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1.一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴，包括外部壳体和固定于外部壳体内部的喷嘴芯，所述喷嘴芯内设置有呈喇叭形状的流道，所述流道包括由左至右依次设置的圆锥形收缩段、圆锥形加速段和圆柱形稳流段，其特征在于，所述喷嘴芯外形与其内部流道相一致呈喇叭形状，所述喷嘴芯和外部壳体通过热等静压相贴合固定连接，所述喷嘴芯和外部壳体之间设置有粘结层;所述喷嘴芯流道的收缩段的收缩角为30°?45°，所述喷嘴芯流道的加速段的收缩角为10°?15°，所述喷嘴芯流道的收缩段和加速段的轴向长度比为3:1。2.根据权利要求1所述的一种镶嵌式高压射流切割耐磨喷嘴，其特征在于，所述喷嘴芯和外部壳体的轴向长度相等，左右两端对齐设置。
【文档编号】B05B9/04GK205495887SQ201620270933
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】鞠少栋, 刘占鏖, 孙慧铭, 王世强, 刘传刚, 徐鸿飞
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司