一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴制造技术

本发明专利技术公开了一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴，包括进口喷嘴、调节环、底座和出口喷嘴，底座为内空圆柱体，其内空腔为圆柱状的振荡腔，进口喷嘴的上端通过设置在其端部圆柱面上的外螺纹与高压管连接、其中部通过设置在其中部外圆柱面上的外螺纹与调节环的内圈螺纹螺旋连接、其下端可螺旋旋入底座的振荡腔内，底座分别通过螺钉、设置在底座上下底面的通孔、设置在调节环上的通孔和设置在出口喷嘴上的通孔与调节环和出口喷嘴固定连接。本发明专利技术的优点是：针对不同工作压力，通过旋转底座连续调节振荡腔的腔长从而将连续射流转变为强烈的脉冲射流；且喷嘴各部分加工容易，更换方便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴，包括进口喷嘴、调节环、底座和出口喷嘴，底座为内空圆柱体，其内空腔为圆柱状的振荡腔，进口喷嘴的上端通过设置在其端部圆柱面上的外螺纹与高压管连接、其中部通过设置在其中部外圆柱面上的外螺纹与调节环的内圈螺纹螺旋连接、其下端可螺旋旋入底座的振荡腔内，底座分别通过螺钉、设置在底座上下底面的通孔、设置在调节环上的通孔和设置在出口喷嘴上的通孔与调节环和出口喷嘴固定连接。本专利技术的优点是：针对不同工作压力，通过旋转底座连续调节振荡腔的腔长从而将连续射流转变为强烈的脉冲射流；且喷嘴各部分加工容易，更换方便。【专利说明】一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴
本专利技术属于机械设备领域，涉及一种自激振荡脉冲射流喷嘴，具体涉及可将不同工作压力下的连续射流转变为脉冲射流的一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴。
技术介绍
自激振荡脉冲射流是利用流体力学、流体共振、瞬变流、水声学等理论发展起来的一种高效射流。不依靠任何其它旋转部件或外部激励，仅仅利用自激振荡脉冲射流喷嘴自身特殊结构就可将连续射流转化为脉冲射流，从而大大增强射流的打击力与破坏效果，提高射流的工作效率，并起到节能的作用。因此，自激振荡脉冲射流喷嘴是一种很有发展前途的装置，尤其在煤矿开采、石油钻井、清洗等领域的应用前景非常广阔。专利号为ZL91214616.8的技术专利公布了一种自激振荡脉冲射流喷嘴，这种喷嘴虽然理论上可将连续射流转化为脉冲射流，但这种喷嘴很难甚至无法加工出来，且根据理论分析，对于不同的工作压力此喷嘴的脉冲效果会大大不同。专利号为ZL91228775.6的技术专利“脉冲射流振荡发生器”公开了一种由两级喷嘴叠加而成的脉冲射流振荡发生器，但此技术进口喷嘴是通过螺纹与连接压盖相连，由于螺纹间隙的原因，进口喷嘴、振荡腔的中心线与出口喷嘴中心线存在微小偏差无法共线；然而对于高压水射流，射流流速很高、剪切层很薄，根据自激振荡脉冲理论，只有当进口喷嘴、振荡腔、出口喷嘴三者中心线严格共线，且振荡腔腔长为一特定值时，才能产生强烈的脉冲效果。因而对于高压流体，此喷嘴的脉冲效果并不理想。其次，此技术中的出口喷嘴无碰撞壁，振荡腔中没有压力波的周期性叠加放大，因而产生自激振荡脉冲的机理不清晰。另一方面，此种结构的振荡发生器的振荡腔腔长为一定值，当工作压力或上、出口喷嘴孔径改变时，腔长不能做出相应的改变，从而导致脉冲效果大大减弱。经实验，当工作压力高于5MPa时，此装置的脉冲效果几乎消失，所以此技术的普适性并不强。自激振荡脉冲射流技术发展至今已有近三十年，理论较为成熟，但却没有一种合适的喷嘴来使这项技术得到广泛的推广与应用，自激振荡脉冲射流的理论远远超前于实践。近年来，随着自激振荡脉冲射流技术应用范围扩大，所需工作压力越来越高，目前在石油钻井、矿上开采上常用的压力一般都在IOMPa以上。目前还不存在具有结构简单、加工容易、效果好、成本低的高压自激振荡脉冲射流喷嘴。因此，现亟需一种可适用于不同工作压力的高压自激振荡脉冲射流喷嘴来适应于此技术的广泛应用前景。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种可将不同工作压力下的连续射流转变为脉冲射流的一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴。本专利技术所采用的技术方案是:一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴，其特征在于:包括进口喷嘴、调节环、底座和出口喷嘴，所述的底座为内空圆柱体，其内空腔为圆柱状的振荡腔，所述的进口喷嘴的上端通过设置在其端部圆柱面上的外螺纹与高压管连接、其中部通过设置在其中部外圆柱面上的外螺纹与所述的调节环的内圈螺纹螺旋连接、其下端可螺旋旋入所述的底座的振荡腔内，所述的底座分别通过螺钉、设置在底座上下底面的通孔、设置在调节环上的通孔和设置在出口喷嘴上的通孔与所述的调节环和出口喷嘴固定连接。作为优选，所述的进口喷嘴中部处设置有锥孔、其出口处设置有直管段。作为优选，所述的锥孔的锥角为13.5°、其孔表面粗糙度Ra小于等于0.8。作为优选，所述的直管段的长度为自身孔径的3飞倍、其孔表面粗糙度Ra小于等于 0.8。作为优选，所述的振荡腔的直径为所述进口喷嘴的直管段孔径的12?14倍。作为优选，所述的振荡腔内圆柱面的表面粗糙度Ra小于等于0.8。作为优选，所述的出口喷嘴上端面设置有一圆槽，用以安放O型圈。作为优选，所述的出口喷嘴上端中心设置有一锥体，其内部设置有出口喷嘴中心孔。作为优选，所述的出口喷嘴中心孔长度为自身孔径的3飞倍。作为优选，所述的出口喷嘴中心孔孔径为所述的进口喷嘴的出口处孔径的1.2?1.4 倍。作为优选，所述的出口喷嘴中心孔孔表面粗糙度Ra小于等于0.8。作为优选，所述的锥体的锥角为120°。作为优选，所述的锥体表面粗糙度Ra小于等于0.8。作为优选，所述的进口喷嘴的下端外圆柱面与振荡腔的内圆柱面的配合精度为H5/g4。作为优选，所述的出口喷嘴外圆柱面与底座内圆柱面的配合精度为H6/f5。本专利技术的有益效果是:将自激振荡脉冲射流喷嘴分为四部分分别加工再装配，从而降低了加工难度与成本，且各部分更换简单，方便使用；特别是调节环的使用不仅保证了振荡腔长连续可调，也保证了进口喷嘴下端外圆柱面与振荡腔表面的配合精度得以实现，从而使得进口喷嘴中心线与振荡腔中心线共线；出口喷嘴外圆柱面与底座端内圆柱面的配合精度保证了出口喷嘴中心线与振荡腔中心线共线，从而进口喷嘴、振荡腔、出口喷嘴三者中心线共线。经计算，采用此种结构后，进口喷嘴、振荡腔、出口喷嘴三者中心线共线的精度比专利号为ZL91228775.6的专利“脉冲射流振荡发生器”的三者共线精度提高了至少10倍。此外，本专利技术中出口喷嘴锥形碰撞壁的使用，有效的反馈了振荡压力波，因而脉冲效果好。另外，本专利技术中进口喷嘴孔壁、振荡腔壁面、出口喷嘴孔壁粗糙度Ra小于等于0.8，不仅减小了射流与壁面摩擦引起的能量损耗，也减小了振荡压力波传播过程中的损耗，从而使得出口射流能量更集中，脉冲效果更好。经实验验证，采用本专利技术后，在压力为20MPa时仍能产生良好的脉冲效果。【专利附图】【附图说明】图1:是本专利技术实施例的轴向剖视结构示意图。图2:是本专利技术实施例的调节环的正视图。图3:是本专利技术实施例的底座的轴向剖视图。图4:是本专利技术实施例的出口喷嘴的C向视图。【具体实施方式】为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1、图2、图3和图4，本专利技术所采用的技术方案是:一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴，包括进口喷嘴1、调节环2、底座3和出口喷嘴4 ;进口喷嘴I中部处设置有锥孔7、其出口处设置有直管段8，锥孔7的锥角为13.5°、其孔表面粗糙度Ra小于等于0.8，直管段8的长度为自身孔径的3飞倍、其孔表面粗糙度Ra小于等于0.8，振荡腔14的直径为所述进口喷嘴I的直管段8孔径的12~14倍；底座3为内空圆柱体，其内空腔为圆柱状的振荡腔14，振荡腔14内圆柱面的表面粗糙度Ra小于等于0.8，进口喷嘴I的上端通过设置在其端部圆柱面上的外螺纹与高压管连接、其中部通过设置在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腔长连续可调高压自激振荡脉冲射流喷嘴，其特征在于：包括进口喷嘴（1）、调节环（2）、底座（3）和出口喷嘴（4），所述的底座（3）为内空圆柱体，其内空腔为圆柱状的振荡腔（14），所述的进口喷嘴（1）的上端通过设置在其端部圆柱面上的外螺纹与高压管连接、其中部通过设置在其中部外圆柱面上的外螺纹与所述的调节环（2）的内圈螺纹螺旋连接、其下端可螺旋旋入所述的底座（3）的振荡腔（14）内，所述的底座（3）分别通过螺钉（22、23）、设置在底座（3）上下底面的通孔（12、15）、设置在调节环（2）上的通孔（11）和设置在出口喷嘴（4）上的通孔（18）与所述的调节环（2）和出口喷嘴（4）固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康勇，王晓川，李登，袁波，方珍龙，胡毅，王泽峰，丁小龙，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：