[发明专利]一种基于重轨轨头断面轮廓的曲线型仿形喷嘴

说明书

一种基于重轨轨头断面轮廓的曲线型仿形喷嘴，解决传统喷风冷却形式存在的喷风外流场经常相互干涉、形成重叠死区，导致重轨淬火后，重轨轨头部位的冷却均匀性差，影响重轨质量的问题。包括喷嘴基体，喷嘴基体的上端设置有喷嘴进风口，喷嘴基体的下端设置有轨头适形凹口，轨头适形凹口的内部设置有喷嘴出风口，喷嘴进风口处设置有用于与供风系统相连的连接法兰。其设计合理，结构紧凑，利用曲线型仿形出口轮廓形状，使气流分布更加平滑，可提高重轨轨头风冷淬火的冷却速度，冷却均匀性好，能够显著提高重轨的生产质量。

技术领域

本发明属于风冷淬火技术领域，具体涉及一种利用曲线型仿形出口轮廓形状，使气流分布更加平滑，能够提高重轨轨头风冷淬火的冷却速度，冷却均匀性好，可显著提高重轨生产质量的基于重轨轨头断面轮廓的曲线型仿形喷嘴。

背景技术

重轨在线余热风冷淬火是一种先进的热处理工艺，其利用重轨轧后余热温度直接进入喷风冷却装置进行淬火，具有生产效率高、绿色无污染、对重轨表面状态不敏感以及冷却速率易于调控等优点。由于采用压缩空气作为冷却介质，风冷淬火相对于喷雾和喷水淬火方式，具有更好的冷却均匀性，所以，该淬火工艺已被国内外各大钢厂广泛采用。然而，目前对重轨的风冷淬火，均采用多个普通喷嘴组合布置的方式来进行喷风冷却；这种多喷嘴共同工作的传统喷风冷却形式，因多个喷嘴组合排列的原因，喷风外流场经常相互干涉、形成重叠死区，进而导致重轨淬火后，仍存在重轨轨头部位的冷却均匀性较差的问题，影响重轨的质量。同时，当前对重轨风冷淬火喷风装置的研究较少，有关喷嘴的设计要求以及对重轨淬火影响因素的研究还需进一步完善，故有必要对现有技术的重轨轨头风冷淬火的喷风冷却方式和装置予以改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种利用曲线型仿形出口轮廓形状，使气流分布更加平滑，能够提高重轨轨头风冷淬火的冷却速度，冷却均匀性好，可显著提高重轨生产质量的基于重轨轨头断面轮廓的曲线型仿形喷嘴。

本发明所采用的技术方案是：该基于重轨轨头断面轮廓的曲线型仿形喷嘴包括喷嘴基体，其特征在于：所述喷嘴基体的上端设置有喷嘴进风口，喷嘴基体的下端设置有轨头适形凹口，所述轨头适形凹口的内部设置有喷嘴出风口；并且，所述喷嘴进风口处还设置有用于与供风系统相连的连接法兰。

所述喷嘴基体为分体组装式结构，喷嘴基体包括喷嘴侧基体Ⅰ和喷嘴侧基体Ⅱ，喷嘴侧基体Ⅰ和喷嘴侧基体Ⅱ相互对称组装在一起；且所述喷嘴侧基体Ⅰ和喷嘴侧基体Ⅱ之间设置有密封条。以通过分体组装式的结构，来便于喷嘴基体的生产加工和后期维护。

所述喷嘴侧基体Ⅰ和喷嘴侧基体Ⅱ的结构相同，均包括侧基体主体，侧基体主体上、相互组装贴合的一侧设置有喷嘴型腔，喷嘴型腔的上部与喷嘴进风口相连，喷嘴型腔的下部与喷嘴出风口相连。以利用两个相互对称布置的喷嘴侧基体Ⅰ和喷嘴侧基体Ⅱ上的喷嘴型腔的合并，来形成冷却气流的流动通道。

所述喷嘴型腔的两侧分别对称设置有型腔侧直面，所述型腔侧直面的下端分别设置有对称布置的型腔收缩曲面，两侧的型腔收缩曲面的端部，分别与喷嘴出风口的两端部相连。以通过喷嘴型腔两侧的型腔侧直面来为冷却气流的流动进行导向，并利用喷嘴出风口处的型腔收缩曲面，来使气流的分布更平滑，让重轨轨头的冷却更加均匀。

所述型腔收缩曲面的曲线方程为：

式中：x，y为曲线上点的坐标；l₁为曲线的宽度；y_e为曲线最底端的高度；y₀-y_e为曲线的高度。

所述型腔收缩曲面的曲线方程中，