喷嘴的制作方法_2

文档序号:8315178阅读:来源:国知局
出水孔分别朝向喷嘴内腔2、喷嘴主体I的外部以及端头12的外部,具体的,喷嘴主体I开设有若干外壁出水孔13 ;端头12开设有若干端头出水孔121 ;内壁31开设有若干内壁出水孔311。
[0035]外壁出水孔13用于将水夹套3中的冷却水流出或喷射至喷嘴主体I的外部,可以给喷嘴及附近高温煤层降温,对喷嘴起到保护作用。外壁出水孔13的数量可以根据出水量和对出水的雾化要求确定,外壁出水孔13的数量一般不少于4个。当出水需要雾化时,夕卜壁出水孔13的直径一般为2?5_,并根据工艺需要,可以在外壁出水孔13处安装出水雾化喷嘴,以实现冷却水的雾化喷射。当出水不需要雾化时,外壁出水孔13的直径无特殊要求,满足出水需求即可。
[0036]请一并参阅图2,端头出水孔121用于将水夹套3中的冷却水流出或喷射至端头12的外部并与喷嘴内腔2喷出的气化剂实现外部混合后达到气化反应工作面,起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用,喷出外部的冷却水亦可以给喷嘴端头12降温,对喷嘴起到保护作用。端头出水孔121的数量可以根据出水量和对出水的雾化要求确定,端头出水孔121的数量一般不少于4个。当出水需要雾化时,端头出水孔121的直径一般为2?5mm,并根据工艺需要,可以在端头出水孔121处安装出水雾化喷嘴,以实现冷却水的雾化喷射。当出水不需要雾化时,端头出水孔121的直径无特殊要求,满足出水需求即可。
[0037]内壁出水孔311喷出的冷却水与喷嘴内腔2中的气化剂实现内部混合后由出口 21喷出,达到气化反应工作面,起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用。内壁出水孔311的数量可以根据出水量和对出水的雾化要求确定,内壁出水孔311的数量一般不少于4个。当出水需要雾化时,内壁出水孔311的直径一般为2?5mm,并根据工艺需要,可以在内壁出水孔311处安装出水雾化喷嘴,以实现冷却水的雾化喷射。当出水不需要雾化时,内壁出水孔311的直径无特殊要求,满足出水需求即可。
[0038]本实施例中,水夹套3同时开设有外壁出水孔13、端头出水孔121及内壁出水孔311。在其它实施例中,水夹套3可以开设外壁出水孔13、端头出水孔121及内壁出水孔311中的一种或者任意两种的组合,本发明后文将结合图6及图7对其中的两种出水孔开设方案进行说明。
[0039]请一并参阅图3至图5,输水管4大致呈管状,固定于喷嘴主体I的内部并与喷嘴主体I同轴设置。输水管4的后端(靠近端头12)与水夹套3之间设置若干输水支管41,输水支管41将所述输水管4与水夹套3相连通,冷却水通过输水管4及输水支管41输入水夹套3。输水管4的前端通过水管连接地面冷却水源和水泵。本实施例中,输水管4可耐受水压一般不低于2.0MPa,壁厚一般为2-3mm,内径一般不小于10mm。冷却水采用离心泵输送至输水管4,水泵扬程一般不低于500米,水泵流量一般不低于5m3/h。
[0040]输水支管41可以采取不同支管数量形式,各输水支管41以输水管4为中心,沿圆周呈发射状均匀分布。在本实施例中,输水支管41采用两支管结构,两输水支管41之间的角度为180度(如图3及图4中所示)。在其它实施例中,输水支管41亦可采用三支管结构、四支管结构等,如采用三支管结构,则输水支管41之间的角度为120度。输水支管41的管径一般不大于输水管4管径的二分之一。输水支管41与输水管4之间的角度可以在90-165度之间,在本实施例中,输水支管41与输水管4之间的角度为90度。
[0041]输水管4与喷嘴主体I内壁之间设置若干支撑件42固定连接(如采用焊接的方式)在输水管4与喷嘴主体I之间,以将输水管4固定于喷嘴主体1,保障输水管4在输送冷却水的过程中不发生移动。在本实施例中,每一个支撑位置处布置三个呈放射状的夹角为120度的支撑件42。同一支撑位置处安装支撑件42的截面面积之和占对应喷嘴内腔的内径面积的比例小于或者等于30%。
[0042]喷嘴主体I的外侧设置有测温装置6,具体的,测温装置6设置于喷嘴主体I的外壁及端头12处,用于对地下燃空区温度和喷嘴回火情况进行监测。测温装置6为热电偶测温头,测温装置6的数量一般不少于3个,测温装置6的位置布置以工艺需求为准,一般地可设置3个测温装置6,其中喷嘴的端头12处I个,喷嘴主体I的外壁与端头12间隔0.5m处I个,喷嘴主体I的外壁与端头12间隔1.5m处I个,三个测温装置6布设在一条直线上,此种布置方式可以满足工艺需要,可以实现对地下燃空区温度和喷嘴回火情况的有效监测。在其它的实施例中,设置7个测温装置6,其中喷嘴的端头12处I个,喷嘴主体I的外壁与端头12间隔0.5m处3个,喷嘴主体I的外壁与端头12间隔1.5m处3个。与端头12间隔0.5m及1.5m处的三点布置方式为喷嘴主体I的上部、喷嘴主体I的左侧和喷嘴主体I的右侧,并沿圆周均匀分布。此种布置方式的优点是可以对地下燃空区温度和喷嘴回火情况进行有效监测,并可根据温度监测结果推断喷嘴处温度场分布情况。
[0043]本实施例中,热电偶选择铠装热电偶,可以选择单只多点或单只单点,热电偶可测温度范围一般不低于1300°C。热电偶补偿导线(图未示)通过水夹套3、喷嘴内腔2及喷嘴连接管(图未示)连接至地面,并通过与地面热电偶控制柜连接,实现所测温度的实时显不O
[0044]请继续参阅图1,喷嘴内腔2的出口 21内侧设置有向前端(远离煤层燃烧区)延伸的内衬8,用以提高喷嘴的耐磨性能,内衬8为陶瓷材质,如碳化硅等。具体地,内衬8设置于内壁31的朝向喷嘴内腔2的一侧并邻近出口 21处。
[0045]喷嘴主体I的外周壁涂有涂层9。在本实施例中,涂层9为耐高温抗氧化涂料层,以提高喷嘴的耐高温、耐磨和耐腐蚀性能,耐高温抗氧化涂料层的厚度不小于2_。具体地,耐高温抗氧化涂料层为够耐受温度不低于1500°C的无机硅耐高温涂料层,且在使用过程中,涂料不发生脱落、起泡、开裂、粉化等现象。在其它实施例中,涂层9为在喷嘴主体I的外表面上采用等离子喷涂技术喷涂合金材料形成的合金涂层,如镍基合金。
[0046]本实施例中,喷嘴主体1、水夹套3、输水管4、输水支管41等选择具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷等性能的材质,如304不锈钢、316不锈钢及Inconel625合金钢等。
[0047]第二实施例
[0048]请参阅图6,本发明喷嘴的第二实施例中,端头12开设有若干端头出水孔121,用于将水夹套3中的冷却水流出或喷射至端头12的外部并与喷嘴内腔2喷出的气化剂实现外部混合后达到气化反应工作面,起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用,喷出外部的冷却水亦可以给端头12降温,对喷嘴起到保护作用。内壁31开设有若干内壁出水孔311,内壁出水孔311喷出的冷却水与喷嘴内腔2中的气化剂实现内部混合后由出口 21喷出,达到气化反应工作面,起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用。在本实施例中,喷嘴主体I并未开设外壁出水孔。
[0049]第三实施例
[0050]请参阅图7,本发明喷嘴的第三实施例中,内壁31开设有若干内壁出水孔311,内壁出水孔311喷出的冷却水与喷嘴内腔2中的气化剂实现内部混合后由出口 21喷出,达到气化反应工作面,起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用。在本实施例中,喷嘴主体I并未开设外壁出水孔,端头12并未开设端头出水孔。
[0051]第四实施例
[0052]请参阅图8,本发明喷嘴的第四实施例包括喷嘴主体1,喷嘴主体I内设置有水夹套3以及与水夹套3相连通的输水管4,冷却水经过
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