[发明专利]一种水射流自振喷嘴及射流试验装置

说明书

本发明提供一种水射流自振喷嘴及射流试验装置，该喷嘴包括：入口收缩管、风琴管谐振腔体、喷片和导流腔体，入口收缩管和喷片分别固定在风琴管谐振腔体轴向相对的两端，喷片中心设有与该风琴管谐振腔体内腔相通的出水口；导流腔体内部设有沿轴向贯通的中空腔，导流腔体至少一部分套设在喷片外围，中空腔至少部分位于出水口的出水侧，以形成用于为出水口提供围压环境的导流腔。本发明实施例提供的水射流自振喷嘴及射流试验装置，能够减小外界环境对射流出口流场的干扰，增强射流的抗干扰能力，应用领域更为广泛。

技术领域

本发明涉及工业清洗技术领域，尤其涉及一种水射流自振喷嘴及射流试验装置。

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。

从淹没条件下的钻井平台及船舶清洗，到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。但是，在上述不同工况下，射流出口流场条件差别极大，环境围压甚至相差数十倍，对射流发展影响较大。

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，使射流发生强烈自振，而射流出口流场条件直接决定射流边界层演化过程及涡环脱落频率，进而影响射流振荡及空化效果。同时，由于水体压力剧烈变化，射流极易中断，导致空化发展不充分，空化冲蚀能力急剧下降。因此，设计一种提高射流抗干扰能力和空化稳定性的自振喷嘴装置，对自振射流的进一步推广应用尤为重要。

已授权专利(ZL201721337153.0）中公开了一种结构可调的高压水射流自振喷嘴，能够在围压下产生振荡及空化效果强烈的自振射流。但是，该高压水射流自振喷嘴在射流产生后随即进入周围环境，受环境干扰大，故其应用领域受到限制。

发明内容

本发明实施例提供了一种水射流自振喷嘴及射流试验装置，能够减小外界环境对射流出口流场的干扰，增强射流的抗干扰能力，应用领域更为广泛。

本发明实施例所提供的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种水射流自振喷嘴，包括：入口收缩管、风琴管谐振腔体和喷片，所述入口收缩管和所述喷片分别固定在所述风琴管谐振腔体轴向相对的两端，所述喷片中心设有与该风琴管谐振腔体内腔相通的出水口；所述水射流自振喷嘴还包括：导流腔体，所述导流腔体内部设有轴向贯通的中空腔，所述导流腔体至少一部分套设在所述喷片外围，所述中空腔至少部分位于所述出水口的出水侧，以形成用于为所述出水口提供围压环境的导流腔。

优选的，在所述出水口的出水侧，所述导流腔径向相对的两侧壁上分别设有径向贯穿该导流腔内外壁面的泄流孔。

优选的，所述两侧壁上的所述泄流孔关于所述导流腔的轴向中心对称。

优选的，所述风琴管谐振腔体为空心圆柱形，所述入口收缩管、所述风琴管谐振腔体和所述喷片依次连通以形成风琴管谐振腔。

优选的，所述导流腔体为中空管状，其沿轴向包括第一部分和第二部分，所述第一部分套设在所述喷片与所述风琴管谐振腔体外侧，所述第二部分位于所述喷片的出水侧。

优选的，所述水射流自振喷嘴还包括连接套管，所述连接套管包括轴向相对的第一端和第二端，所述第一端套设在所述第一部分外侧且通过螺纹连接方式与所述第一部分固定；所述第二端套设在所述入口收缩管的外侧且通过螺纹连接方式与所述入口收缩管连接。

优选的，所述第一部分的中空腔内径大于所述第二部分的中空腔内径，以在所述第一部分与所述第二部分的中空腔内壁交界位置处形成一台阶面，所述喷片夹紧固定于所述风琴管谐振腔体与所述台阶面之间。

优选的，所述泄流孔的径向截面为圆形或方形，所述泄流孔的直径小于所述第二部分的轴向长度。