专利名称：气液复合平面射流喷射嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于金属板带冷却的平面射流冷却水喷射嘴，尤其涉及气液复合平面射流喷射嘴。
背景技术：
在工业生产中经常要采用液体介质作为冷却介质达到生产工艺的要求，例如钢铁材料生产过程中的控制冷却技术和热处理技术，为了获得工艺所要求最佳的冷却效果必须将冷却介质通过专门的喷射器喷射到材料的表面。由于喷射器设计结构的不同，喷射效果也不同，对产品质量的均匀性产生影响。由于金属板带的生产是连续的，在金属板带宽度方向上冷却均匀化是评价冷却系统的特性的重要指标之一，要求冷却系统的喷射单元能够在金属板带的宽度方向上得到均匀的冷却射流。现有的喷射单元大多采用轴向式喷射嘴，但由于其结构特点决定了射流在近轴区与远轴区的不均匀性，这种不均匀性和轴向式喷射的轴对称性使得板带的冷却不均，难于满足钢铁和生产过程中的工艺要求，且喷射嘴只采用冷却液进行喷射冷却。另一种喷射单元采用狭缝式喷嘴，狭缝式喷嘴可产生平面射流形成水幕雾化或水幕，用于水冷。水幕可获得金属板带的层流冷却，其缺点是低压射流的情况下冷却介质在高温板带金属表面产生汽膜降低冷却效果，严重者导致板带的冷却不均，板带表面和内在质量降低的结果；在高压射流的情况下水幕雾化效果差，同时高压射流喷射到钢板上时，高压射流产生的溅射很大，冷却介质大部分被溅射浪费，冷却效率低。单一的普通狭缝式喷嘴难于达到高效冷却效果，难于满足热机械控制轧制技术(TMCP)的冷却技术对金属板带冷却强度可控的要求。
(三)
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种气液复合平面射流喷射嘴，该气液复合平面射流喷射嘴可在金属板带宽度方向获得均匀冷却，使金属板带在宽度方向获得较好的均匀性能，克服了现有技术对金属板带在宽度方向的冷却不均匀的缺陷。本实用新型气液复合平面射流喷射嘴采用高速气体射流和平面冷却水射流相交获得所需的平面射流冷却水水幕或平面气雾化射流型的冷却水雾，冷却强度调节方便且容易控制。
本实用新型是这样实现的一种气液复合平面射流喷射嘴，所述喷射嘴为狭缝，狭缝包括平面气体射流狭缝、平面液体射流狭缝、工作狭缝，连接气体供给接头的平面气体射流狭缝产生气体射流与连接液体供给接头的平面液体射流狭缝产生液体射流以一角度相交合成为工作狭缝产生工作射流。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述平面气体射流狭缝产生气体射流与平面液体射流狭缝产生液体射流的几何相交点在所述喷射嘴外，所述喷射嘴为平面气体射流狭缝和平面液体射流狭缝。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述平面气体射流狭缝产生气体射流与平面液体射流狭缝产生液体射流的几何相交点在所述喷射嘴内，所述喷射嘴为工作狭缝。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述工作狭缝截面形状为前宽后窄收缩型。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述工作狭缝截面形状为平直直喷型；平面气体射流狭缝截面与平面液体射流狭缝截面为非对称性，工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面成一角度；工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面平行。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述工作狭缝截面形状为前窄后宽扩张型，扩张角度为15°～120°；平面气体射流狭缝截面与平面液体射流狭缝截面为非对称性，工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面成一角度；工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面平行。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，所述单个狭缝宽度为0.1～0.5mm，射流源供给压力为大于0.1MPa。
上述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝连接腔体，腔体连接气体供给接头，腔体内装有多个球体组成的隔栅。
本实用新型的工作原理是利用狭缝喷射结构原理使高速气体射流和平面冷却水射流相交合成为工作射流，通过调节喷射嘴的参数及气、液体源的压力，获得不同气体射流和液体射流的参数，从而得到不同的工作射流液体流量较大喷射时可获得平面射流冷却水水幕，液体流量较小气流量较大喷射时可得到平面雾化射流，从而使喷射嘴对金属板带宽度方向进行均匀冷却，冷却强度调节方便且控制容易。为保证喷射嘴内高压腔中气体压力分布的均匀性，在高压腔内采用由球体组成的隔栅，使喷射嘴的气体射流保持均匀性，提高了喷射嘴射流的稳定性。
图1为本实用新型气液复合平面射流喷射嘴的原理图，图2为喷射嘴气液复合平面的几何相交点在喷射嘴外的结构示意图，图3为喷射嘴气液复合平面的几何相交点在喷射嘴内且工作狭缝截面形状为前宽后窄形的结构示意图，图4为工作狭缝截面形状为平直直喷型的喷射嘴，图5为工作狭缝截面与喷射嘴对称平面成一角度的喷射嘴，图6为工作狭缝截面与喷射嘴对称平面平行的喷射嘴，图7为工作狭缝截面形状为前窄后宽形的喷射嘴，图8为图7中F-F剖视图。
图中1平面气体射流狭缝，2平面液体射流狭缝，3工作狭缝，4液体供给接头，5气体供给接头，6气体腔，7球体；A平面气体射流，B平面液体射流，C工作射流。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型的实施例。
参见图1，一种气液复合平面射流喷射嘴为狭缝，狭缝包括平面气体射流狭缝1、平面液体射流狭缝2、工作狭缝3，连接气体供给接头5的平面气体射流狭缝1产生气体射流A与连接液体供给接头4的平面液体射流狭缝2产生液体射流B以一角度相交合成为工作狭缝3产生工作射流C。由于喷射嘴设计参数及气、液源的压力、供给量的差异，获得不同的平面气体射流A和平面液体射流B的射流参数，从而得到不同的工作射流C液体流量较大喷射时可获得平面射流冷却水水幕，液体流量较小气体流量较大喷射时可得到平面雾化射流。单个狭缝宽度为0.1～0.5mm，射流源供给压力为大于0.1MPa。本实用新型的喷射嘴可以获得用于冷却的平面冷却射流，也可以用于雾化增湿。在本实施例中，液体选用水。
参见图2，一种气液复合平面射流喷射嘴，平面气体射流狭缝1产生气体射流A与平面液体射流狭缝2产生液体射流B的几何相交点在喷射嘴外，喷射嘴为平面气体射流狭缝1和平面液体射流狭缝2。液体流量大于气流量时获得平面水幕射流，气流量远大于液体流量时得到平面雾化射流。
参见图3，一种气液复合平面射流喷射嘴，平面气体射流狭缝1产生气体射流A与平面液体射流狭缝2产生液体射流B的几何相交点在喷射嘴内，喷射嘴为工作狭缝3。工作狭缝3截面形状为前宽后窄收缩型，工作射流C的方向性较弱。在图2、图3中，气体和液体供给接头5、4可设置在喷射嘴两侧，也可设置在喷射嘴的后侧，可根据实际情况灵活安排。
参见图4，一种气液复合平面射流喷射嘴，工作狭缝3截面形状为平直直喷型。该喷射嘴的工作射流C有一段直喷口运动后脱离喷射嘴成为自由射流，工作射流C由于在直喷口段产生静压流动，脱离喷口时可因压力降低而进一步膨胀加速，有益雾化。图4中气体狭缝1和液体狭缝2对应于平直直喷型工作狭缝3为对称的结构。
参见图5、图6，喷射嘴的平面气体射流狭缝1截面与平面液体射流狭缝2截面为非对称性，图5为工作狭缝3截面与喷射嘴对称平面成一角度；图6为工作狭缝3截面与喷射嘴对称平面平行，这两种结构在高速雾化射流场合应用较佳。上述结构为喷射嘴的设计、制作和安装提供了灵活性。
参见图7.一种气液复合平面射流喷射嘴，工作狭缝3截面形状为前窄后宽扩张型，扩张角度为15°～120°，工作射流C的方向性较强。在扩张喷口前的气液狭缝结构中也可采用平面气体射流狭缝1截面与平面液体射流狭缝2截面为非对称性，工作狭缝3截面与喷射嘴对称平面成一角度；以及工作狭缝3截面与所述喷射嘴对称平面平行。
参见图8，一种气液复合平面射流喷射嘴，其平面气体射流狭缝1连接腔体6，腔体6连接气体供给接头5。为保证喷射嘴内高压腔中压力分布的均匀性，腔体6内装有多个球体7组成的隔栅，使高压气体从供给管进入腔体6进行了一次膨胀，随后通过球体7隔栅时再次得到均匀化的膨胀，保证喷射嘴喷口射流的均匀性，提高了射流的稳定性。
权利要求1.一种气液复合平面射流喷射嘴，其特征是所述喷射嘴为狭缝，狭缝包括平面气体射流狭缝、平面液体射流狭缝、工作狭缝，连接气体供给接头的平面气体射流狭缝产生气体射流与连接液体供给接头的平面液体射流狭缝产生液体射流以一角度相交合成为工作狭缝产生工作射流。
2.根据权利要求1所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝产生气体射流与平面液体射流狭缝产生液体射流的几何相交点在所述喷射嘴外，所述喷射嘴为平面气体射流狭缝和平面液体射流狭缝。
3.根据权利要求1所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝产生气体射流与平面液体射流狭缝产生液体射流的几何相交点在所述喷射嘴内，所述喷射嘴为工作狭缝。
4.根据权利要求3所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是工作狭缝截面形状为前宽后窄收缩型。
5.根据权利要求3所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是工作狭缝截面形状为平直直喷型。
6.根据权利要求5所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝截面与平面液体射流狭缝截面为非对称性，工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面成一角度。
7.根据权利要求6所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面平行。
8.根据权利要求3所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是工作狭缝截面形状为前窄后宽扩张型，扩张角度为15°～120°。
9.根据权利要求8所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝截面与平面液体射流狭缝截面为非对称性，工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面成一角度。
10.根据权利要求9所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是工作狭缝截面与所述喷射嘴对称平面平行。
11.根据权利要求2至10中任一权利要求所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是单个狭缝宽度为0.1～0.5mm，射流源供给压力为大于0.1MPa。
12.根据权利要求2至10中任一权利要求所述的气液复合平面射流喷射嘴，其特征是平面气体射流狭缝连接腔体，腔体连接气体供给接头，腔体内装有多个球体组成的隔栅。
专利摘要本实用新型涉及一种用于金属板带冷却的平面射流冷却水喷射嘴，尤其涉及气液复合平面射流喷射嘴。一种气液复合平面射流喷射嘴为狭缝，狭缝包括平面气体射流狭缝、平面液体射流狭缝、工作狭缝，连接气体供给接头的平面气体射流狭缝产生气体射流与连接液体供给接头的平面液体射流狭缝产生液体射流以一角度相交合成为工作狭缝产生工作射流。本实用新型采用高速气体射流和平面冷却水射流相交获得所需的平面射流冷却水水幕或平面气雾化射流型的冷却水雾，从而使喷射嘴对金属板带宽度方向进行均匀冷却，冷却强度调节方便且控制容易。
文档编号B05B7/02GK2669993SQ20032012280
公开日2005年1月12日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者史弼, 曹涵清, 弼 史 申请人:宝山钢铁股份有限公司