一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴，包括外部殼體和固定于外部殼體內部的噴嘴芯，所述噴嘴芯內設置有呈喇叭形狀的流道，所述流道包括由左至右依次設置的圓錐形收縮段、圓錐形加速段和圓柱形穩流段，所述噴嘴芯外形與其內部流道相一致呈喇叭形狀，所述噴嘴芯和外部殼體通過熱等靜壓相貼合固定連接，所述噴嘴芯和外部殼體之間設置有粘結層；所述噴嘴芯流道的收縮段的收縮角為30°～45°，所述噴嘴芯流道的加速段的收縮角為10°～15°，所述噴嘴芯流道的收縮段和加速段的軸向長度比為3:1。本實用新型耐高壓、耐磨損、使用壽命長，適用于水下結構物切割作業。
【專利說明】
一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種噴嘴，更具體的說，是涉及一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴。
【背景技術】
[0002]前混合磨料射流水下切割技術基本原理是讓磨料與高壓水流在磨料罐中均勻混合，使磨料處于擬流體狀態，然后通過輸送管線進入切割噴嘴，噴嘴將磨料和水兩相流加速噴出對水下結構物進行沖擊切割。與純水射流相比，磨料射流將純水射流的靜壓連續作用轉化為磨料粒子流對結構物的高頻撞擊與沖蝕作用，切割效果顯著。
[0003]由于水下切割需要較高的壓力和射流速度，磨料對管路系統的磨損更嚴重，尤其對于噴嘴，作為形成高速射流的直接元件，其耐壓和耐磨性能直接決定著切割作業的成敗。常規磨料射流噴嘴存在耐壓低、壽命短、易磨損的缺點，無法滿足超高壓和高耐磨性能的要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種耐高壓、耐磨損、使用壽命長的鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。
[0006]本實用新型的一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴，包括外部殼體和固定于外部殼體內部的噴嘴芯，所述噴嘴芯內設置有呈喇叭形狀的流道，所述流道包括由左至右依次設置的圓錐形收縮段、圓錐形加速段和圓柱形穩流段，所述噴嘴芯外形與其內部流道相一致呈喇叭形狀，所述噴嘴芯和外部殼體通過熱等靜壓相貼合固定連接，所述噴嘴芯和外部殼體之間設置有粘結層;所述噴嘴芯流道的收縮段的收縮角為30°?45°，所述噴嘴芯流道的加速段的收縮角為10°?15°，所述噴嘴芯流道的收縮段和加速段的軸向長度比為3:1。
[0007]所述噴嘴芯和外部殼體的軸向長度相等，左右兩端對齊設置。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的技術方案所帶來的有益效果是:
[0009]本實用新型中，噴嘴芯外形與其內部流道相一致呈喇叭形狀，噴嘴芯流道的收縮段的收縮角為30°?45°，噴嘴芯流道的加速段的收縮角為10°?15°，噴嘴芯流道的收縮段和加速段的軸向長度比為3:1，在優化本實用新型內部射流特性的同時顯著縮短本實用新型的長度;噴嘴芯和外部殼體軸向長度相等，且左右兩端對齊設置，通過熱等靜壓與外部殼體相貼合固定連接，噴嘴芯和外部殼體之間設置有粘結層，噴嘴芯避免了受拉應力，提高了本實用新型的整體力學性能，使得噴嘴芯得到了外部殼體的保護，本實用新型耐高壓，耐磨損，使用壽命長。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0011]附圖標記:1外部殼體2噴嘴芯3粘結層4收縮段5加速段6穩流段
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0013]如圖1所示，本實用新型的一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴，包括外部殼體I和固定于外部殼體I內部的噴嘴芯2，所述外部殼體I為噴嘴芯2的基體，安裝于高壓射流切割噴嘴座內，所述外部殼體I由碳化鎢硬質合金構成，硬度大于95HRA。所述噴嘴芯2內設置有呈喇叭形狀的流道，所述流道包括由左至右依次設置的圓錐形收縮段4、圓錐形加速段5和圓柱形穩流段6，所述收縮段4用于縮短噴嘴整體長度并進行小范圍加速，所述加速段5用于迅速提高磨料和水兩相流的運移速度，所述穩流段6用于磨料和水兩相流均勻穩態高速流動。所述收縮段4的收縮角為30°?45°，所述加速段5的收縮角為10°?15°。所述噴嘴芯流道的收縮段和加速段的軸向長度比為3:1。所述噴嘴芯2外形與其內部流道相一致呈喇叭形狀，所述噴嘴芯2由純碳化鎢構成，硬度大于98HRA，為高性能耐磨部件。所述噴嘴芯2和外部殼體I軸向長度相等，左右兩端對齊設置。所述外部殼體I內部設置有與所述噴嘴芯2形狀相匹配的內孔，所述噴嘴芯2和外部殼體I通過熱等靜壓工藝燒結在一起，所述噴嘴芯2和外部殼體I之間設置有粘結層3。采用熱等靜壓工藝燒結成型技術在硬質合金基體內部鑲嵌硬度更大的純碳化鎢噴嘴，耐壓可達200MPa，耐磨壽命超過6小時，解決了超高壓水下切割噴嘴對于高耐磨性能的需求。
[0014]本實用新型的切割方式為磨料和水前混合式，超高壓磨料和水兩相流由入口進入收縮段4，通過小范圍加速進入加速段5，流體流速迅速提高并接近出口流速，最后經過穩流段6充分混合由噴嘴出口高速噴出切割水下結構物。
[0015]盡管上面結合附圖對本實用新型的功能及工作過程進行了描述，但本實用新型并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
【主權項】
1.一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴，包括外部殼體和固定于外部殼體內部的噴嘴芯，所述噴嘴芯內設置有呈喇叭形狀的流道，所述流道包括由左至右依次設置的圓錐形收縮段、圓錐形加速段和圓柱形穩流段，其特征在于，所述噴嘴芯外形與其內部流道相一致呈喇叭形狀，所述噴嘴芯和外部殼體通過熱等靜壓相貼合固定連接，所述噴嘴芯和外部殼體之間設置有粘結層;所述噴嘴芯流道的收縮段的收縮角為30°?45°，所述噴嘴芯流道的加速段的收縮角為10°?15°，所述噴嘴芯流道的收縮段和加速段的軸向長度比為3:1。2.根據權利要求1所述的一種鑲嵌式高壓射流切割耐磨噴嘴，其特征在于，所述噴嘴芯和外部殼體的軸向長度相等，左右兩端對齊設置。
【文檔編號】B05B9/04GK205495887SQ201620270933
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】鞠少棟, 劉占鏖, 孫慧銘, 王世強, 劉傳剛, 徐鴻飛
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油能源發展股份有限公司