[发明专利]自进式旋转射流多孔喷嘴

权利要求书

1.本发明的自进式旋转射流多孔喷嘴，主要包括：喷嘴帽、后端轴、螺钉，其特征在于，喷嘴帽前端在离开中心一定距离的某个圆上均匀分布着多个前向孔眼，高压流体经前向孔眼形成的射流具有很高的切向速度，利于破岩；同时射流反冲力使得喷嘴帽自转，各孔眼轨道扫描式联合破岩，有利于成形大直径规则孔眼，也有利于喷嘴自进；喷嘴帽外侧在同一宽度的区域内均匀分布着多个后向孔眼，可为喷嘴提供自进力，也可提供扭矩；后端轴为变直径中空圆柱体，后部大直径部分用于连接流体管道，前部小直径部分与喷嘴帽配合，为喷嘴帽提供支撑，为流体提供通道；后端轴前部直径部分前端面可与螺钉配合，实现喷嘴帽定位，形成一个旋转密封系统。

2.如权利要求1所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，喷嘴帽前端在离开中心一定距离的某个圆上均匀分布着的多个前向孔眼，其轴线在经过该圆某一切线的垂直平面内，且与喷嘴轴线呈一定角度，因此，孔眼轴线在喷嘴帽前端面的投影与该圆相切，则射流出口速度具有很高的切向速度，有利于提高破岩效率；由于切向速度的存在，射流反冲力作用于喷嘴，使喷嘴发生自转，使每个前向孔眼的作用范围沿着一定半径的轨迹扫描，多孔联合作用完成破岩钻孔，同时由于喷嘴帽的自转使得形成的孔眼更加规则；前向喷嘴的反冲力一部分用于喷嘴自转，减少了喷嘴自进的阻力，有利于形成较深的孔眼。

3.如权利要求2所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，喷嘴帽前端在离开中心一定距离的某个圆上均匀分布着的轴线在该圆某一切线的垂直平面内的多个前向孔眼，其轴线在垂直平面内与喷嘴轴线夹角(α)不同，故形成的射流在喷嘴帽前端的任意截面内作用在不同的区域上，其作用区域在径向上存在叠加，但在喷嘴帽不旋转的情况，各前向孔眼互不干扰，同时在一定范围内喷距越大，作用范围也越大，有利于形成较大孔径。

4.如权利要求3所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，喷嘴帽前端在离开中心一定距离的某个圆上均匀分布着的多个前向孔眼，其中圆的选择需要综合考虑以下因素：喷嘴帽前端面的壁厚、前向孔眼轴线与喷嘴孔眼轴线夹角(α)、前向孔眼大小、射流作用区域的大小、喷嘴帽端面中心孔尺寸、喷嘴帽前端面打孔后强度、所提供扭矩等因素，建议在允许的情况下尽量大些。

5.如权利要求1所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，喷嘴外侧在同一宽度的区域内均匀分布着多个后向孔眼，其轴线与喷嘴轴线呈一定的角度(β)，主要为喷嘴提供自进力与扩大已形成的孔眼，由于喷嘴帽的自转，扩出的孔眼同样为较为规则的形状，此外，可以使后向孔眼与喷嘴帽轴线所在平面成一定角度(γ)，当高压流体经过时，将会为喷嘴帽提供一定的扭矩，或增加喷嘴帽自转，或抑制其自转。

6.如权利要求1所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，后端轴前部小直径部分外径设计恰好能够与喷嘴帽相配合，为喷嘴帽提供支撑；在其上存在沿表面均匀分布的与后端轴轴线呈角度θ的多个孔眼，为高压流体提供通道。

7.如权利要求6所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，在后端轴变直径端面上存在多圈圆环凸起，相应地在喷嘴帽后端面上存在多圈圆环凹槽，当后端轴与喷嘴帽配合时，实现迷宫式小间隙密封。

8.如权利要求1所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，在喷嘴帽前端面中心存在一个小孔，而在后端轴前端面中心存在一个螺纹小孔，当后端轴与喷嘴帽配合时，可通过螺钉将喷嘴帽定位到后端轴上，同时通过小间隙实现密封，形成一个旋转密封系统。

9.如权利要求1至4任一项所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，在喷嘴帽前端离开中心一定距离的某个圆上均匀分布着3～4个轴线在经过该圆切线的垂直平面内与喷嘴帽轴线呈不同角度(α)分布的多个前向孔眼，夹角在15～60度之间。

10.如权利要求1或5任一项所述自进式旋转射流多孔喷嘴，其特征在于，喷嘴外侧在同一宽度的区域内均匀分布着6～8个后向孔眼，提供自进力，其轴线与喷嘴轴线呈一定的角度(β)，角度在15～45度之间；可以使后向孔眼与喷嘴帽轴线所在平面成一定角度(γ)，提供扭矩，角度在0～30度之间。