[实用新型]一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置

说明书

本实用新型公开了一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括环形加速块、气管、水管；所述环形加速块位于气管内壁以内，环形加速块的一端与水管连接，另一端与水喷嘴喷芯连接。加速块外表面为拉瓦尔曲线，加速块外表面与气管内壁构成环形气体通道，气体流经环形加速通道时速度增加，对水喷嘴喷芯喷出水柱的剪切作用增强，高速流动气体在喷嘴的混合室对水滴进行进一步加速，达到获得高速、粒径细小的液滴的目的，实现均匀、强冷的效果。该装置在现有气水雾化喷嘴内部加装加速块，与气管内壁构成加速环，结构简单，安装方便。本实用新型通过增加环形气体通道内气体的速度，可以减小气路出现回水现象，保证气压的稳定性。

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，具体涉及一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置。

背景技术

随着科技的不断发展，连铸技术在冶金行业得到了广泛的应用。就目前而言，我国各大炼钢企业在连铸坯冷却过程中大多采用固定式气水雾化喷嘴，这种喷嘴主要是在气、水两路设置节流孔，用以设定出水量；由于连铸生产过程中需要大量的喷嘴，而且二次冷却水中含有泥沙、氧化铁皮等杂质，这些杂质随水进入喷嘴，容易堵塞节流孔，导致喷嘴流量下降，影响连铸的质量。

在连铸二冷区，高温铸坯受到的冷却强度与铸坯表面水蒸汽膜的更新率有密切的关系，与水滴是否有效穿透蒸汽膜界面直接相关，并受水滴大小和速度的影响。现有气水雾化冷却喷嘴，利用压缩空气对水滴进行二次剪切，经过一次碰撞由水柱产生的液滴被进一步减小，气液在混合室内充分混合，水滴进一步吸收气体动量而加速，并在喷孔处高速喷出，形成刚性很强的气液两相射流，极大地改善了液体的雾化效果。随着高速连铸技术的发展，对连铸坯的二次冷却的要求也越来越高，如何获得均匀的、强烈的冷却效果对高速连铸非常重要。

为强化雾化效果，授权公告号为“CN 2494237Y”的实用新型专利公开了一种新型气水雾化喷嘴，分别对气体、冷却水进行加速，气体管路与冷却水路垂直，利用高速水和气的相互冲击，获得高速、尺寸细小的液滴，实现提高冷却强度的目的，该装置存在混合管长度不能过长的不足，不适用于长距离的高效冷却方式。授权公告号为“CN 2589085Y”的实用新型专利公开了一种块接式长距离气水雾化喷嘴，将气体管路设置在外围，冷却水管路设置在中心，通过套管的方式，缩短水雾化区与喷嘴出口的距离，该喷嘴气水混合区附近气路存在少量的回水，降低了气流对水喷嘴喷芯喷出水柱的冲击强度，为适应于高速连铸要求，还需要调整合适的气水比和水量。申请号为“201710069449.7”的发明专利公开了一种双流体雾化喷嘴自动控制方法及装置，该装置以其喷嘴结构中心为气体通道，外围为水通道，可以将气体速度增加到超音速，实现对水的剪切碎化效果，但是该喷嘴外围的水通道狭小，不适宜于连铸二冷喷嘴水质较差的特殊情况，容易发生堵塞现象，同时该喷嘴使用的气水比远高于连铸二冷区的气水比，不适用于连铸二冷区的均匀、强冷要求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，该装置能够提高剪切水流的气流速度，细化液滴粒径，结构简单，节省了成本，并满足了高速连铸需要二冷区长距离高效气水雾化喷嘴提供射流速度更高、水滴粒径更小、分散更均匀的水滴的要求。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于长距离高效内混式气水雾化喷嘴的加速环装置，包括气管、水管和水喷嘴喷芯，还包括环形加速块；所述环形加速块位于气管内壁以内，环形加速块的一端与水管连接，另一端与水喷嘴喷芯连接。

进一步地，所述环形加速块的外表面包括平行段、收缩段和扩张段，环形加速块的内直径与水管的内径相同。

进一步地，所述环形加速块的外表面特征曲线为拉瓦尔曲线，环形加速块的外表面与气管内壁表面构成基于拉瓦尔效应的环缝式气体通道。

优选地，所述环形加速块的平行段、收缩段和扩张段与水管的外表面构成一个平滑的拉瓦尔特征曲线。