[实用新型]一种双腔室水射流自振喷嘴装置

说明书

本实用新型提供一种双腔室水射流自振喷嘴装置，属于工业清洗技术领域。该装置包括入口收缩管、风琴管谐振腔体、上喷片、赫姆霍兹谐振腔体和下喷片，入口收缩管和上喷片分别固定在风琴管谐振腔体两端，上喷片和下喷片固定在赫姆霍兹谐振腔体两端。风琴管谐振腔体形成双腔室串联，减小了环境围压对射流振荡特征的干扰，提高了射流的稳定性；赫姆霍兹谐振腔对风琴管谐振腔产生的射流进一步放大，增强了自振效果；赫姆霍兹谐振腔为风琴管谐振腔出流提供了淹没围压，使得射流可以应用于空气中。双腔室喷嘴强烈自振效果与抗干扰能力，为自振射流的进一步推广应用奠定了基础。

技术领域

本实用新型涉及工业清洗技术领域，特别是指一种双腔室水射流自振喷嘴装置。

背景技术

自振喷嘴装置可将连续射流转换为具有一定振荡频率的自振射流，从而有效避免水垫效应，伴随产生的水锤及空化作用可以极大地提高射流能量利用效率，产生强烈冲蚀作用大幅提高射流工作效率。

自振喷嘴装置结构直接决定自振射流的产生及其工作效率，而不同应用领域又对喷嘴装置提出了截然不同的要求。从空气中一般工件清洗至淹没条件下的钻井平台及船舶清洗，以及高围压下的石油钻井与深海资源开采，自振射流均得到广泛应用。但在上述不同工况下，射流出流条件大相径庭，环境围压甚至相差数十倍。由自振射流产生机理可知，谐振腔声谐固有频率与射流涡环脱落引起的压力反馈频率相一致，为产生强烈自振效果的必要条件。在现场复杂工况下，射流涡环脱落频率随环境围压等因素实时变化，但谐振腔声谐固有频率调节困难，使得二者很难实时相互匹配。同时，空气中使用时，由于射流对周围气体的卷吸作用，涡环脱落及反馈均难以形成。为此，设计不受出流环境影响，在较低围压乃至空气中仍可以正常使用的自振喷嘴装置对自振射流的进一步推广应用尤为重要。

本课题组已获得1项相关的国家授权实用新型专利(ZL2014100030975.9)，即一种高压水射流自振喷嘴装置(以下称“原实用新型”)，原实用新型能够在较高围压下产生振荡及空化效果强烈的自振射流。但原实用新型谐振腔为单个风琴管结构，射流产生后随即进入周围环境，受环境干扰大，且在空气中不能产生压力反馈，故其应用领域受到限制。本实用新型与原实用新型有以下不同： (一)不同形式的谐振腔相串联，实现了自振射流在空气中的高效生成(二) 射流的抗干扰能力得到增强，在不同环境围压下均可以产生振荡效果强烈的自振射流(三)本实用新型采用风琴管谐振腔与赫姆霍兹谐振腔串联的双腔室结构，实现了压力振荡的二次放大，压力振荡强度得到进一步提高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种双腔室水射流自振喷嘴装置，通过串联不同结构的谐振腔，使其压力振荡幅值得到进一步放大；同时赫姆霍兹谐振腔提供的淹没环境，使自振射流在空气中也可以产生，拓宽了应用领域；多级谐振腔串联，降低了围压对射流特性的影响，提高了射流的稳定性。本实用新型为不同环境、工况多变情况下自振射流应用提供了新的解决方案，进一步拓展了射流的应用领域。

该装置包括入口收缩管、风琴管谐振腔体、上喷片、赫姆霍兹谐振腔体、下喷片、连接套管托底座，入口收缩管和上喷片分别固定在风琴管谐振腔体两端，上喷片和下喷片分别固定在赫姆霍兹谐振腔体两端，下喷片下部设置托底座，风琴管谐振腔体外部包裹连接套管。

其中，风琴管谐振腔体为空心圆柱形，入口收缩管、风琴管谐振腔体、上喷片与下喷片依次串联，构成风琴管谐振腔。

赫姆霍兹谐振腔体为空心圆柱形，上喷片、赫姆霍兹谐振腔体及下喷片依次串联，构成赫姆霍兹谐振腔。

入口收缩管通过外螺纹和连接套管固定在风琴管谐振腔体的一端，风琴管谐振腔体位于连接套管内，下喷片通过托底座的外螺纹和连接套管固定在赫姆霍兹谐振腔体的另一端，上喷片夹紧固定于风琴管谐振腔体和赫姆霍兹谐振腔体之间。