專利名稱：全錐形噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全錐形噴嘴，尤其是用于使低粘度液體霧化用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中的冷卻，該噴灑嘴具有一個(gè)噴出體，該噴出體具有一個(gè)排出腔和一個(gè)源自排出腔的出口，它具有比排出腔更小的橫截面。
背景技術(shù)：
由歐洲專利文獻(xiàn)EP 1243343 B1已知一種雙組分全錐形噴嘴，它在連鑄機(jī)中用于冷卻。這個(gè)噴嘴的一個(gè)噴出體具有一個(gè)排出腔，它具有一個(gè)源自排出腔的排出孔，它具有比排出腔更小的橫截面。在通過(guò)開(kāi)孔在噴出體中構(gòu)成的排出腔中設(shè)置一個(gè)渦流嵌件，通過(guò)它使氣-液混合物在到達(dá)排出孔之前置于旋轉(zhuǎn)，由此使它在壓力下錐形地從噴出體中排出。該渦流嵌件具有許多孔或者設(shè)置在圓周上的銑削部分，它們均勻地分布在圓周上。在渦流嵌件上游并且在必要時(shí)通過(guò)延長(zhǎng)管與噴出體分開(kāi)設(shè)有一個(gè)混合腔，在其中一個(gè)氣流和一個(gè)液流垂直地相互碰撞并由此混合。通過(guò)所述的氣-液混合物在到達(dá)排出孔之前的明顯旋轉(zhuǎn)不可能以滿意的方式形成不同的圓形噴灑錐形狀。
由國(guó)際專利公開(kāi)文本W(wǎng)O 99/25481規(guī)定了一種在連鑄機(jī)中用于冷卻的縫隙噴嘴。通過(guò)這個(gè)縫隙噴嘴能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓的噴灑錐形狀。為此一個(gè)噴出體具有一個(gè)排出腔，它具有一個(gè)排出孔，該排出孔具有一個(gè)比排出腔更小的橫截面，其中該排出孔具有一個(gè)橢圓的橫截面。在排出孔上游在排出腔中設(shè)置一個(gè)橫臂，它在兩側(cè)僅僅分別露出一個(gè)扇形進(jìn)入孔，它們與排出腔的中心對(duì)稱地設(shè)置。由此僅僅在排出腔的側(cè)面上通流穿過(guò)橫臂的液體流。排出腔的壁體在排出孔處這樣成形，使得液體流在排出孔上或者緊靠排出孔依次分開(kāi)，也就是在一個(gè)60°和130°的區(qū)域里面。由此實(shí)現(xiàn)前提，即通過(guò)兩種液體流的碰撞產(chǎn)生液滴，它們以特別高的動(dòng)能離開(kāi)排出孔。
對(duì)于連鑄機(jī)和尤其是對(duì)于鋼坯連鑄機(jī)和初軋連鑄機(jī)通常存在著為了冷卻連鑄產(chǎn)品產(chǎn)生一個(gè)全錐噴灑射束的需求，射束的形狀在均勻的液體分布時(shí)可以偏離圓形。這是因?yàn)閷?duì)于鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)所述連鑄產(chǎn)品與具有非常扁平的矩形橫截面的鋼坯不同具有一個(gè)1∶1至約2.5∶1的側(cè)面比例。由此多種規(guī)格的連鑄坯在離開(kāi)錠模(Kokille)以后不久就已經(jīng)遠(yuǎn)比0.8至3.5m寬的鋼坯更穩(wěn)定。因此對(duì)于鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)導(dǎo)輥的間距從錠模出去以后選擇得比在鋼坯連鑄機(jī)情況下更大。由于較大的輥間距一方面必須使用更多的冷卻噴嘴，用于冷卻兩個(gè)相互間隔的導(dǎo)輥之間的整個(gè)空間。這對(duì)于一個(gè)給定的、要施加的水量導(dǎo)致較小的噴嘴橫截面并由此導(dǎo)致增加堵塞的危險(xiǎn)。如果兩個(gè)導(dǎo)輥之間的中間空間不完全通過(guò)一個(gè)噴灑射束覆蓋，則可能在沒(méi)有通過(guò)噴灑射束覆蓋的區(qū)域中導(dǎo)致連鑄產(chǎn)品的連鑄坯殼的再加熱，由此可能在連鑄坯殼中產(chǎn)生裂紋。因此由于較大的輥間距期望使噴灑嘴具有橢圓的噴灑錐，用于通過(guò)一個(gè)唯一的噴灑嘴完全覆蓋在兩個(gè)導(dǎo)輥之間的中間空間中的連鑄產(chǎn)品的表面，同時(shí)在連鑄產(chǎn)品的橫向上基本上僅僅噴灑連鑄產(chǎn)品本身。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)一個(gè)全錐形噴嘴、尤其是用于使低粘度液體霧化用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中冷卻，其中以微小的堵塞敏感性實(shí)現(xiàn)均勻的液體分布。
為此按照本發(fā)明設(shè)有一個(gè)全錐形噴嘴，尤其是用于使低粘度液體霧化用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中冷卻，該全錐形噴嘴具有一個(gè)噴出體，該噴出體具有一個(gè)排出腔和一個(gè)源自排出腔的具有比排出腔更小橫截面的排出孔，其中一個(gè)進(jìn)入排出腔的進(jìn)入孔具有一個(gè)比排出腔更小的橫截面并且在進(jìn)入孔下游在排出腔中設(shè)置一個(gè)橋臂形的預(yù)霧化部件，一個(gè)流體射束在進(jìn)入排出腔以后至少部分地碰撞到該預(yù)霧化部件。
通過(guò)這樣的噴嘴能夠產(chǎn)生一個(gè)具有一個(gè)偏離圓形的、尤其是橢圓橫截面的具有均勻分布的全錐形噴射射束，其中橋臂式預(yù)霧化部件一方面防止到排出孔的進(jìn)入流體流穿過(guò)，而另一方面負(fù)責(zé)使流體射束徹底分裂。因?yàn)樵谂懦銮恢胁辉佼a(chǎn)生流體射束的顯著旋轉(zhuǎn)，因此不再可能產(chǎn)生一個(gè)具有均勻分布的全錐射束的圓形橫截面形狀。由此對(duì)于可成形的橫截面的噴灑錐在噴灑錐中實(shí)現(xiàn)均勻的流體分布，同時(shí)在噴嘴中實(shí)現(xiàn)更大的通流橫截面，它們負(fù)責(zé)減少堵塞的危險(xiǎn)。
所述流體射束平行于噴嘴縱軸線進(jìn)入排出腔并且排出孔也位于噴嘴的縱軸線上。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中在進(jìn)入排出腔的進(jìn)入孔的過(guò)渡部分上通流通道突然地橫截面擴(kuò)展。
通過(guò)這種突然的橫截面擴(kuò)展減小通流速度，由此導(dǎo)致一個(gè)壓力降，因此實(shí)現(xiàn)用于使進(jìn)入的流體射束在排出腔中分裂的邊緣條件。例如進(jìn)入孔位于一個(gè)擋板里面并且具有一個(gè)2.5mm的半徑。所述排出腔可以例如具有一個(gè)約6mm的半徑，其中對(duì)于一個(gè)更微小的橫截面擴(kuò)展、例如僅僅兩倍就已經(jīng)可以產(chǎn)生足夠的效應(yīng)。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中排出的流體體積流的確定通過(guò)進(jìn)入孔的橫截面實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這種方式可以通過(guò)改變進(jìn)入孔以簡(jiǎn)單的方式使一個(gè)給出的流體體積流適配，而不會(huì)對(duì)噴灑嘴的噴射圖形產(chǎn)生重要的不利影響。有利的是使進(jìn)入孔位于一個(gè)擋板內(nèi)部，由此通過(guò)更換擋板可以實(shí)現(xiàn)不同的流體體積流。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述噴灑錐的成形通過(guò)排出孔并且必要時(shí)通過(guò)一個(gè)連接在排出孔上的排出錐實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)排出孔的不同成形和必要時(shí)在噴出體外殼中排出錐的不同成形能夠由此對(duì)于一種特殊的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)所需的噴灑錐形狀。在噴出體外殼中的排出錐或排出錐臺(tái)可以具有一個(gè)任意成形的、偏離圓形的橫截面形狀。因?yàn)閷?duì)于按照本發(fā)明的噴嘴，一個(gè)進(jìn)入的流體射束的分裂和霧化在預(yù)霧化體和排出腔中實(shí)現(xiàn)，排出孔的形狀可以改變，而不會(huì)由于排出孔形狀的變化根本改變?cè)趪姙㈠F內(nèi)部的液體分布。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述排出孔具有一個(gè)橢圓的橫截面形狀并且有利地在排出方向上在排出孔上連接一個(gè)具有橢圓橫截面的擴(kuò)展的排出錐。
通過(guò)這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中冷卻的特別有利的具有橢圓橫截面的全錐射束。與已知的具有橢圓噴灑錐的噴灑嘴不同，在此可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常均勻的噴灑錐形狀，因?yàn)樵跈E圓噴灑錐的邊緣部位中也不產(chǎn)生由于噴灑滴圍繞噴嘴的一個(gè)中心軸線的主要旋轉(zhuǎn)能量引起的畸變。在此作為橢圓或橢圓形狀可以理解為一個(gè)類橢圓形的形狀，但是也可以是嚴(yán)格意義上的橢圓形狀，即，兩個(gè)通過(guò)直線相互連接的半圓。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述橋臂式預(yù)霧化部件通過(guò)其縱向基本垂直于一個(gè)進(jìn)入的液體流穿過(guò)排出腔延伸，其中該縱向相對(duì)于橢圓排出孔的一個(gè)較長(zhǎng)的軸線以一個(gè)0°至360°之間的角度、尤其是90°設(shè)置。
已經(jīng)令人驚奇地證實(shí)，在設(shè)有一個(gè)橢圓的排出孔時(shí)所述預(yù)霧化部件也可以以不同的角位置相對(duì)于排出孔的一個(gè)縱軸線設(shè)置。在此已經(jīng)證實(shí)特別有利的是使橋臂式預(yù)霧化部件以一個(gè)90°的角度相對(duì)于橢圓排出孔的較長(zhǎng)軸線設(shè)置。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述排出腔在一個(gè)垂直于排出方向的平面中具有一個(gè)橢圓的橫截面。
所述排出腔的這種橢圓造型例如可以用于，使預(yù)霧化部件能夠安裝在僅僅一個(gè)給定的位置上。在此這種橢圓排出腔的長(zhǎng)軸平行于或者垂直于一個(gè)橢圓排出孔的較長(zhǎng)軸線設(shè)置。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述進(jìn)入孔設(shè)于一個(gè)擋板里面，它裝進(jìn)一個(gè)噴出體外殼里面。
通過(guò)這種方式可以通過(guò)更換擋板改變進(jìn)入孔的尺寸，例如用于使噴灑嘴與給定的使用目的相協(xié)調(diào)。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述橋臂式預(yù)霧化部件設(shè)于一個(gè)U形弓形體上，它裝進(jìn)一個(gè)噴出體外殼里面。
通過(guò)這種方式可以通過(guò)更換U形弓形體例如改變預(yù)霧化部件與進(jìn)入孔以及排出孔之間的間隔，用于使噴嘴適配于一個(gè)給定的使用目的。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述擋板和U形弓形體設(shè)于一個(gè)一體的嵌入件上。
通過(guò)這種方式使噴嘴可以由更少的且尤其僅僅兩個(gè)獨(dú)立部件構(gòu)成，即具有排出腔和排出孔的噴出體外殼和嵌入件，該嵌入件具有包括進(jìn)入孔的擋板和包括預(yù)霧化部件的U形弓形體。此外可以保證在預(yù)霧化部件與進(jìn)入孔之間的精確的間距。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述橋臂式預(yù)霧化部件由具有矩形橫截面的短臂構(gòu)成，其中矩形的窄邊面對(duì)進(jìn)入孔。
該矩形的窄邊由此構(gòu)成一個(gè)用于至少一部分通過(guò)進(jìn)入孔進(jìn)入的流體射束的碰撞面。如果該窄邊比進(jìn)入孔更窄，則將一個(gè)進(jìn)入的流體射束分成三個(gè)分流。第一分流碰撞到預(yù)霧化部件上，第二分流在右側(cè)或左側(cè)上通過(guò)預(yù)霧化部件。該預(yù)霧化部件可以正好與進(jìn)入孔一樣寬，由此不再產(chǎn)生分射束的分開(kāi)，而是整個(gè)進(jìn)入的流體射束碰撞到預(yù)霧化部件上。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述橋臂式預(yù)霧化部件由一個(gè)橫穿于排出腔延伸的圓桿構(gòu)成。
通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)一種非常簡(jiǎn)單且有效的結(jié)構(gòu)。一個(gè)圓桿可以通過(guò)在噴出體外殼中設(shè)有簡(jiǎn)單的開(kāi)孔裝進(jìn)并固定在這個(gè)外殼里面。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中一個(gè)面對(duì)進(jìn)入孔的橋臂式預(yù)霧化部件的碰撞面向著進(jìn)入孔向外彎曲地、平面地構(gòu)成或由一個(gè)沉入在預(yù)霧化部件的內(nèi)表面構(gòu)成。
通過(guò)這種方式可以影響進(jìn)入的流體射束在預(yù)霧化部件上的分裂。沉入部分可以是錐形的或者也可以是球形的。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述排出孔設(shè)置在排出腔的一個(gè)腔底里面，其中排出腔內(nèi)壁在排出孔的一個(gè)假想中心以一個(gè)角度相遇，該角度在140°至180°之間，尤其是在170°至180°之間。
所述腔底的這種結(jié)構(gòu)有助于在噴灑射束中的均勻流體分布并且通過(guò)改變排出孔的形狀有助于噴灑射束橫截面的可成形性。
在此所述腔底可以球形地或平面地構(gòu)成并且所述排出腔的側(cè)壁垂直于平面的腔底設(shè)置或者以一個(gè)小于90°的角度設(shè)置在平面的腔底上。所述側(cè)壁可以在一個(gè)截面圖中彎曲或直線地構(gòu)成。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述腔底通過(guò)一個(gè)鉆頭或銑刀、尤其是一個(gè)球頭鉆頭在至少一個(gè)側(cè)面方向上的移動(dòng)構(gòu)成。
通過(guò)這種方式例如實(shí)現(xiàn)排出腔的一個(gè)橢圓橫截面。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中在進(jìn)入腔上游設(shè)有一個(gè)用于液體和氣體的混合腔。
通過(guò)這種方式能夠使按照本發(fā)明的全錐形噴嘴作為雙組分噴嘴使用，例如用于噴灑一種空氣/水混合物。該混合腔在此對(duì)于液體流的進(jìn)入可以垂直于氣流構(gòu)成，其中從混合腔到噴嘴的通流方向基本垂直于液體流進(jìn)入混合腔的進(jìn)入方向。
通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)氣流和液體流的均勻混合。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中在混合腔與噴出體之間設(shè)有一個(gè)延長(zhǎng)管。
通過(guò)這種方式可以使按照本發(fā)明的全錐形噴嘴的噴出體也可以對(duì)于空間狹窄的情形、例如在連鑄機(jī)中靠近以噴灑射束要被加載的位置設(shè)置。


由下面結(jié)合附圖的描述給出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。在此附圖示出本發(fā)明的不同實(shí)施方式，分別具有不同的單個(gè)特征。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以使各單個(gè)特征由不同的實(shí)施方式相互組合，而不離開(kāi)本發(fā)明的范圍。在附圖中圖1以一個(gè)立體圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的全錐形噴嘴，其具有橢圓的噴灑錐，圖2示出圖1中噴灑嘴的一個(gè)截面圖，圖3示出圖1中的噴灑嘴的另一立體圖，其中在圖3中以虛線表示噴灑嘴的不可見(jiàn)的組成部件，圖4示出圖1中的噴灑嘴在排出孔一側(cè)的俯視圖，圖5示出圖1的噴灑嘴的噴出體的一個(gè)側(cè)視圖，圖6示出沿著圖5中線VI-VI的截面圖，圖7示出圖1的噴灑嘴從排出孔對(duì)置一側(cè)的噴出體俯視圖，圖8示出具有圖2中的噴灑嘴預(yù)霧化部件的嵌入件立體圖，圖9示出一個(gè)嵌入件的另一實(shí)施方式，圖10示出一個(gè)嵌入件的另一實(shí)施方式，圖11示出一個(gè)嵌入件的另一實(shí)施方式，圖12示出一個(gè)嵌入件的另一實(shí)施方式，圖13示出一種用于一個(gè)按照本發(fā)明的噴灑嘴的噴出體的可選擇的
具體實(shí)施例方式
圖1的立體圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的具有一個(gè)一體的噴出體外殼12的噴灑嘴10。在噴出體外殼12的一個(gè)端面中可以看到一個(gè)排出錐14，它連接在一個(gè)在圖1中不可見(jiàn)的、橢圓排出孔上。該排出錐14具有一個(gè)基本同樣橢圓的橫截面形狀，其中這一點(diǎn)在圖1的視圖中不能輕而易舉地看出并且通過(guò)噴出體外殼12的端面到側(cè)面的過(guò)渡部分上的倒角16也截切排出錐的側(cè)端部。
所述噴出體外殼12一般是圓柱形的并且在其后端、用于連接在一個(gè)流體管道上的端部上具有一個(gè)環(huán)繞的法蘭18。該法蘭18側(cè)面配有倒平部分20，其中在圖1的視圖中僅看到一個(gè)倒平部分，但是它遮蓋對(duì)置的相同的倒平部分。
在圖1中用虛線表示一個(gè)由噴灑嘴10產(chǎn)生的噴灑錐。如同可以看到的那樣，這個(gè)噴灑錐具有一個(gè)均勻的橢圓形狀。
在圖2的截面圖中可以看到所述噴出體外殼12和通過(guò)一個(gè)開(kāi)孔在噴出體外殼12中實(shí)現(xiàn)的排出腔22。一個(gè)橢圓或類橢圓的排出孔24設(shè)置在排出腔22的一個(gè)端面端部上并且過(guò)渡到排出錐14。在一個(gè)與排出孔24對(duì)置的排出腔22的端部上設(shè)有一個(gè)進(jìn)入孔26。該進(jìn)入孔26具有一個(gè)圓形橫截面并且通過(guò)一個(gè)開(kāi)孔在一個(gè)嵌入件28中實(shí)現(xiàn)，它裝進(jìn)排出腔22里面。
所述嵌入件28具有一個(gè)環(huán)形擋板30，在其中設(shè)有進(jìn)入孔26，該嵌入件還具有一個(gè)U形弓形體32，它源自環(huán)形擋板30并且在排出孔24的方向上延伸到排出腔22里面。
與進(jìn)入孔26對(duì)置地在嵌入件28上設(shè)有一個(gè)橫臂34。該橫臂34構(gòu)成一個(gè)預(yù)霧化部件，一個(gè)穿過(guò)進(jìn)入孔26進(jìn)入的流體射束碰撞到該預(yù)霧化部件上。
圖3的立體圖同樣示出圖1的噴灑嘴10，其中用虛線示出本身不可見(jiàn)的部件。在圖3中可以看出，所述嵌入件28的U形弓形體僅僅具有一個(gè)微小的厚度，因此在進(jìn)入方向上看去對(duì)于U形弓形體32的兩側(cè)空出排出腔22的部位，一個(gè)流體流可以在該部位中擴(kuò)展。因此一個(gè)通過(guò)圓形進(jìn)入孔26進(jìn)入的流體射束碰撞在橫臂34上并由此分成三個(gè)分流。第一分流通過(guò)碰撞到橫臂34上分裂。第二分流和第三分流分別在右邊或左邊在橫臂34旁邊流進(jìn)排出腔22。因?yàn)閁形弓形體32只是占據(jù)排出腔22的橫截面的一小部分，在擋板30的出口上產(chǎn)生一個(gè)突然的橫截面擴(kuò)展，由此使一個(gè)通過(guò)進(jìn)入孔26進(jìn)入的流體射束獲得一個(gè)明顯的壓力降并且由此使其分裂。因此在橫臂34旁邊流過(guò)的流體射束分量也分裂并可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)均勻的噴灑嘴10的噴灑形狀。
在圖3中還可以看到排出腔22的形狀，它通過(guò)一個(gè)球頭鉆頭的側(cè)向移動(dòng)產(chǎn)生。因此一個(gè)包圍排出孔24的排出腔22的底部由兩個(gè)四分之一球表面段和一個(gè)設(shè)置在其中間的半圓柱體表面段構(gòu)成。在排出孔24的一個(gè)假想中心點(diǎn)上排出腔22的側(cè)壁以一個(gè)0°角相遇。在此它確保對(duì)于按照本發(fā)明的噴嘴霧化效應(yīng)不是通過(guò)液體射束在排出孔部位中的相互碰撞實(shí)現(xiàn)，而是進(jìn)入的流體射束已經(jīng)在通過(guò)擋板30以后或者在碰撞到預(yù)霧化部件的橫臂34時(shí)產(chǎn)生霧化。因此所述腔底的結(jié)構(gòu)形狀在按照本發(fā)明的噴嘴中對(duì)于噴嘴的功能具有次要的意義，但是腔底的形狀當(dāng)然也可以影響在所產(chǎn)生的噴灑錐內(nèi)部的液體分布。
圖4的視圖從排出孔24一側(cè)示出圖1的噴灑嘴的噴出體外殼12。在這個(gè)視圖中可以清楚地看出排出孔24的橢圓或類橢圓的形狀。在圖4中也清楚地看出離開(kāi)排出孔向外擴(kuò)展的同樣橢圓的排出錐14的橫截面形狀。所述排出錐14和排出孔24例如可以通過(guò)一個(gè)適合的銑刀切削到噴出體外殼12中構(gòu)成。
在圖5的側(cè)視圖中可以看到噴出體外殼12的圓柱形外形。在圖5中用虛線表示本身不可見(jiàn)的排出腔22。在圖5的視圖中排出腔22以其窄邊面對(duì)觀察者。而所述排出孔24和排出錐14在圖5的視圖中以其寬邊面對(duì)觀察者。由此確保排出腔22的橢圓橫截面的縱軸線與橢圓或類橢圓的排出孔24和排出錐14的縱軸線相互垂直地設(shè)置。
在圖5的視圖中還可以看到虛線表示的在與排出孔24對(duì)置的排出腔22的端部上的兩個(gè)對(duì)置臺(tái)階36。這些臺(tái)階36通過(guò)由噴出體外殼12中的圓形進(jìn)入孔38過(guò)渡到排出腔22的橢圓橫截面產(chǎn)生。這個(gè)臺(tái)階36作為在圖2中所示的嵌入件28的定位面并且專門(mén)用于嵌入件28的環(huán)形擋板30。
圖6的截面圖示出一個(gè)沿著圖5中線VI-VI的截面。在這個(gè)視圖中排出腔22的較寬的側(cè)面面對(duì)觀察者。因此在圖6的視圖中排出腔22的側(cè)壁平齊地過(guò)渡到進(jìn)入孔38的側(cè)壁。因此在圖2中所示的嵌入件28僅僅通過(guò)其圓周的一部分頂靠在臺(tái)階36上。
圖7的視圖從進(jìn)入孔38一側(cè)示出噴出體外殼12。清楚地看出分別鐮刀形構(gòu)成的用于固定嵌入件28的臺(tái)階36。已清楚地看出在橫截面中橢圓的排出腔22的結(jié)構(gòu)，通過(guò)其較長(zhǎng)的軸線垂直于橢圓或橢圓形排出孔24的較長(zhǎng)的軸線。結(jié)合圖2和圖7可以看出，所述嵌入件28這樣裝進(jìn)排出腔22里面，使擋板30頂靠在臺(tái)階36上并且使橫臂34平行于排出腔22的較長(zhǎng)的軸線并因此垂直于排出孔24的較長(zhǎng)的軸線延伸。由于排出腔22的橢圓橫截面所述嵌入件28只能以兩個(gè)以180°旋轉(zhuǎn)的位置裝進(jìn)噴出體外殼12里面。
圖8的立體圖示出圖2的嵌入件28。可以看到，該嵌入件28一體地并且例如由一個(gè)局部在兩側(cè)銑削掉的圓柱體構(gòu)成。一個(gè)開(kāi)孔平行于這個(gè)圓柱體的縱軸線構(gòu)成進(jìn)入孔26并能夠產(chǎn)生U形弓形體32和橫臂34。加工過(guò)程當(dāng)然也可以相反地進(jìn)行，因此首先加工出開(kāi)孔然后銑削圓柱體的扇形段。在圖8的視圖中可以看出，使用過(guò)一個(gè)具有圓錐形尖端的鉆頭，由此一個(gè)構(gòu)成面對(duì)進(jìn)入孔26的橫臂34的側(cè)面的碰撞面40配有一個(gè)錐段形狀的沉入部分。碰撞面40的這個(gè)沉入部分用于控制碰撞到橫臂34上的分射束的分裂。也可以選擇例如一個(gè)球冠形狀的沉入部分、一個(gè)平面的碰撞面或者一個(gè)向著進(jìn)入孔26向外彎曲的碰撞面。
圖8的嵌入件28保證在橫臂34的碰撞面40與進(jìn)入孔26之間的一個(gè)精確間距。因?yàn)樗銮度爰?8僅僅裝進(jìn)噴出體外殼12里面，噴嘴的噴灑特性能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的更換嵌入件28改變。
圖9的立體圖示出一個(gè)按照一種可選擇的實(shí)施方式的嵌入件42。該嵌入件42具有一個(gè)橫臂44，它具有比其余U形弓形體更微薄的厚度。其結(jié)果是減小一個(gè)通過(guò)擋板進(jìn)入的流體射束碰撞到的碰撞面的尺寸并按照橫截面較大的分射束通過(guò)橫臂44到兩側(cè)。通過(guò)這種方式可以影響按照本發(fā)明的噴灑嘴的噴射圖形。
圖10的立體圖示出另一可選擇的實(shí)施方式。在這里該嵌入件46具有一個(gè)U形弓形體，它在橫臂處具有一個(gè)更小的寬度，由此在橫臂48的右側(cè)與左側(cè)的端部與排出腔的內(nèi)壁之間分別保留一個(gè)中間空間。由此也可以影響按照本發(fā)明的噴灑嘴的噴射圖形。
圖11的立體圖示出一個(gè)嵌入件48的另一結(jié)構(gòu)方案。在這里一個(gè)橫臂50的厚度在離開(kāi)進(jìn)入孔的方向上減小，由此出現(xiàn)一個(gè)切割刃形式的橫臂50。
圖12的立體圖示出一個(gè)嵌入件52的另一實(shí)施方式。在這里一個(gè)橫臂54在其背離擋板中的進(jìn)入孔的側(cè)面上倒圓地構(gòu)成并且面對(duì)進(jìn)入孔的碰撞面56矩形且平面地構(gòu)成。
圖13的截面圖示出一種可以選擇的噴出體外殼58的實(shí)施方式。一個(gè)腔底60在這里平面地構(gòu)成并且一個(gè)排出腔62的側(cè)壁以一個(gè)小于90°的角度收縮到平面的腔底60。所述噴出體外殼58例如可以通過(guò)一個(gè)上述使用的鉆頭、即一個(gè)具有彎曲地收縮到尖端上的側(cè)面的鉆頭側(cè)向移動(dòng)加工。
圖14的截面圖示出一個(gè)噴出體外殼64的另一可選擇的實(shí)施方式。一個(gè)腔底66平面地構(gòu)成并且一個(gè)排出腔68的側(cè)壁以直角收縮到平面的腔底66。
在圖15的側(cè)視圖中圖1的噴灑嘴10固定在一個(gè)混合腔外殼70上。該噴出體外殼12在此通過(guò)一個(gè)鎖緊螺母72固定在混合腔外殼70的一個(gè)外螺紋上。該混合腔外殼70具有一個(gè)用于液體、例如水的第一入口74和一個(gè)用于氣體、例如壓力空氣的第二入口76。如同在圖16的截面圖中可以看到的那樣，一個(gè)水射束橫交于一個(gè)混合腔78的縱軸線導(dǎo)入并且在一個(gè)與進(jìn)入噴嘴對(duì)置的混合腔78的側(cè)面上設(shè)有一個(gè)錐形的碰撞面。通過(guò)接頭76使壓力空氣以相對(duì)于液體射束的直角導(dǎo)入到混合腔78里面，由此在混合腔中在氣體與液體之間產(chǎn)生內(nèi)部的混合并且作為流體混合物進(jìn)入噴出體外殼12里面。如同已經(jīng)描述過(guò)的那樣，流體混合物通過(guò)在嵌入件擋板中的進(jìn)入孔并且一部分流體射束碰撞到嵌入件的橫臂上。通過(guò)在從擋板到排出腔的過(guò)渡部分上的突然的橫截面擴(kuò)展使進(jìn)入的流體射束分裂。最終形成渦流的流體從排出孔24中排出。因此按照本發(fā)明的噴灑嘴10在圖15和16的實(shí)施方式中作為雙組分噴灑嘴運(yùn)行，但是它以相同的方式適合于作為單組分噴灑嘴。
一個(gè)穿過(guò)排出孔24的流體體積流對(duì)于按照本發(fā)明的噴灑嘴10通過(guò)在嵌入件擋板中的進(jìn)入孔尺寸確定。該排出孔24和連接在排出孔24上的排出錐14負(fù)責(zé)噴灑錐的形狀。因此按照本發(fā)明的噴灑嘴可以通過(guò)不同的排出孔和排出錐形狀制成，由此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于一個(gè)規(guī)定的使用目的所需的噴灑錐形狀。因?yàn)榕懦龅牧黧w體積流通過(guò)擋板中的進(jìn)入孔確定，因此這樣的排出孔形狀的適配不會(huì)導(dǎo)致排出的流體體積流的變化。相反，排出的流體體積流可以通過(guò)改變擋板適配，而無(wú)需徹底改變排出的噴灑錐的形狀。
此外確定，按照本發(fā)明的噴灑嘴10具有大的通流橫截面并由此對(duì)堵塞更少敏感。在噴灑嘴10中產(chǎn)生的橢圓橫截面的全噴灑錐通過(guò)一個(gè)唯一的排出孔24產(chǎn)生并且所述擋板也具有一個(gè)唯一的并因此在橫截面中大尺寸的進(jìn)入孔。
圖17的截面圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的噴灑嘴80的另一實(shí)施方式。該噴灑嘴80具有一個(gè)排出孔82和一個(gè)橢圓橫截面的排出腔84。橢圓排出腔84的一個(gè)較長(zhǎng)的軸線垂直于橢圓排出孔82的一個(gè)較長(zhǎng)的軸線設(shè)置。同樣垂直于排出孔82的較長(zhǎng)軸線在排出腔84中設(shè)置一個(gè)圓桿86。該圓桿86作為預(yù)霧化部件并且裝進(jìn)一個(gè)穿過(guò)噴出體外殼88的開(kāi)孔。在一個(gè)與排出孔82對(duì)置的排出腔84的端部中裝進(jìn)一個(gè)具有中心進(jìn)入孔的環(huán)形擋板90。一個(gè)流體射束透穿進(jìn)入孔92并且碰撞到圓桿86上。通過(guò)碰撞并通過(guò)在從擋板90到進(jìn)入排出腔84的過(guò)渡部分上的突然的橫截面擴(kuò)展使所進(jìn)入的流體射束分裂，由此在通過(guò)排出孔82排出后可以產(chǎn)生一個(gè)橢圓橫截面形狀的全噴灑錐。
所述噴灑嘴80也堵塞更少敏感地且簡(jiǎn)單地制成，因?yàn)樗鰣A桿86和擋板90可以由簡(jiǎn)單的車削部件制成。
圖18的視圖示出圖15的噴灑嘴10，它前置于同樣在圖15中所示的混合腔外殼70。在混合腔外殼70與噴灑嘴10之間設(shè)置一個(gè)延長(zhǎng)管92。通過(guò)該延長(zhǎng)管92可以使噴灑嘴在空間狹窄的情形下靠近規(guī)定的噴灑位置設(shè)置、例如設(shè)置在一個(gè)連鑄機(jī)的導(dǎo)輥之間。
權(quán)利要求
1.全錐形噴嘴，尤其是用于使低粘度液體霧化用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中冷卻，具有一個(gè)噴出體，它具有一個(gè)排出腔(22；62；68；84)和一個(gè)源自排出腔(22；62；68；84)的具有比排出腔(22；62；68；84)更小橫截面的排出孔(24；82)，其特征在于，一個(gè)進(jìn)入排出腔(22；62；68；84)的進(jìn)入孔(26)具有一個(gè)比排出腔(22；62；68；84)更小的橫截面并且在進(jìn)入孔(26)下游在排出腔(22；62；68；84)中設(shè)置一個(gè)橋臂形的預(yù)霧化部件(34；44；48；50；54；86)，一個(gè)流體射束在進(jìn)入排出腔(22；62；68；84)以后至少部分地碰撞到該預(yù)霧化部件。
2.如權(quán)利要求1所述的全錐形噴嘴，其特征在于，在進(jìn)入排出腔(22；62；68；84)的進(jìn)入孔(26)的過(guò)渡部分上通流通道突然地橫截面擴(kuò)展。
3.如權(quán)利要求1或2所述的全錐形噴嘴，其特征在于，排出的流體體積流的確定通過(guò)進(jìn)入孔(26)的橫截面實(shí)現(xiàn)。
4.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述噴灑錐的形狀通過(guò)排出孔(24；82)并且必要時(shí)通過(guò)一個(gè)連接在排出孔(24；82)上的排出錐(14)實(shí)現(xiàn)。
5.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述排出孔(24；82)具有一個(gè)橢圓的橫截面形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的全錐形噴嘴，其特征在于，在排出方向上在排出孔(24；82)上連接一個(gè)具有橢圓橫截面的擴(kuò)展的排出錐(14)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述橋臂式預(yù)霧化部件(34；44；48；50；54；86)以其縱向基本垂直于一個(gè)進(jìn)入的液體流穿過(guò)排出腔(22；62；68；84)延伸，其中該縱向相對(duì)于橢圓排出孔(24；82)的一個(gè)較長(zhǎng)的軸線以一個(gè)0°至360°之間的角度、尤其是90°設(shè)置。
8.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述排出腔(22；62；68；84)在一個(gè)垂直于排出方向的平面中具有一個(gè)橢圓的橫截面。
9.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述進(jìn)入孔(26)位于一個(gè)擋板(30)里面，它裝進(jìn)一個(gè)噴出體外殼(12)里面。
10.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述橋臂式預(yù)霧化部件(34；44；48；50；54)設(shè)于一個(gè)U形弓形體(32)上，它裝進(jìn)一個(gè)噴出體外殼(12)。
11.如權(quán)利要求9和10所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述擋板(30)和U形弓形體(32)設(shè)于一個(gè)一體的嵌入件(28；42；46；49；52)上。
12.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述橋臂式預(yù)霧化部件(34；44；48；50；54)由具有矩形橫截面的短臂構(gòu)成，其中矩形的窄邊面對(duì)進(jìn)入孔(26)。
13.如權(quán)利要求1至11中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述橋臂式預(yù)霧化部件是一個(gè)橫穿于排出腔(84)延伸的圓桿(86)。
14.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，一個(gè)面對(duì)進(jìn)入孔的橋臂式預(yù)霧化部件的碰撞面(40；56)向著進(jìn)入孔向外彎曲地、平面地構(gòu)成或由一個(gè)沉入在預(yù)霧化部件的內(nèi)表面構(gòu)成。
15.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述排出孔(24；82)設(shè)置在排出腔的一個(gè)腔底里面，其中排出腔內(nèi)壁在排出孔(24；82)的一個(gè)假想中心以一個(gè)角度相遇，該角度在140°至180°之間，尤其是在170°至180°之間。
16.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述腔底球形地構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求1至15中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述腔底(60；66)平面地構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求17所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述排出腔(68)的內(nèi)壁垂直于平面的腔底(66)。
19.如權(quán)利要求17所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述排出腔(62)的內(nèi)壁以一個(gè)小于90°的角度收縮到平面的腔底(60)。
20.如權(quán)利要求1至15中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述腔底通過(guò)一個(gè)鉆頭或銑刀、尤其是一個(gè)球頭鉆頭在至少一個(gè)側(cè)面方向上的移動(dòng)構(gòu)成
21.如上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的全錐形噴嘴，其特征在于，在進(jìn)入孔(26)地上游設(shè)有一個(gè)用于液體和氣體的混合腔(78)。
22.如權(quán)利要求21所述的全錐形噴嘴，其特征在于，所述混合腔(78)為了進(jìn)入液體流垂直于一個(gè)氣體流構(gòu)成，其中從混合腔(78)到噴出體的一個(gè)通流方向基本垂直于液體流進(jìn)入混合腔(78)的進(jìn)入方向。
23.如權(quán)利要求21或22所述的全錐形噴嘴，其特征在于，在混合腔(78)與噴出體之間設(shè)有一個(gè)延長(zhǎng)管(92)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全錐形噴嘴，它具有一個(gè)噴出體，該噴出體具有一個(gè)排出腔和一個(gè)源自排出腔的具有比排出腔更小橫截面的進(jìn)入孔。按照本發(fā)明，一個(gè)進(jìn)入排出腔的進(jìn)入孔具有一個(gè)比排出腔更小的橫截面并且在排出腔的進(jìn)入孔下游設(shè)置一個(gè)橋臂形的預(yù)霧化部件，一個(gè)流體射束在進(jìn)入排出腔以后至少部分地碰撞到該預(yù)霧化部件。例如用作使霧化低粘度液體的雙組分噴灑嘴用于在鋼坯連鑄機(jī)或初軋連鑄機(jī)中進(jìn)行冷卻。
文檔編號(hào)B21B45/02GK1935386SQ200610159260
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者M·利普塔爾, M·阿斯特法爾克, L·瓦特 申請(qǐng)人:萊希勒有限公司