[实用新型]自振式水射流超细粉碎机

说明书

本实用新型是一种自激振荡式高压水射流超细粉碎机，涉及机械工程领域中的高压水射流技术和粉碎机械技术。

就目前已出现的水射流超细粉碎机来看，主要有以下二种类型：第一种为前混合式水射流粉碎机，原理是将物料先和水在高压输水管路中均匀混合成液固两相浆水，再经磨料喷嘴喷射形成的磨料射流；第二种为后混合式水射流粉碎机。后混合磨料射流的形成过程与射流泵输送固体颗粒的工作原理相同，其典型产品是北京科技大学研制的准直管水射流粉碎机。上述二种类型的水射流粉碎机在技术上存在的问题是：前混合式水射流粉碎机不能连续作业、设备结构复杂、造价高、操作与维护困难；后混合式水射流粉碎机由于其引射式输送物料的原理与结构无法使颗粒与高速运动的水射流进行充分混合与加速，因而降低了粉碎效率。

本实用新型的目的就在于克服上述不足之处，设计一种粉碎效率高、处理量大的水射流粉碎机。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：它由自振射流喷头、加料装置、粉碎室、出料装置、以及泵装置等组成，两个自振射流喷头在同一轴线上相对放置，每个自振射流喷头由入口导管、水喷嘴、振荡腔体、下喷嘴、自振射流喷头壳体和放大器组成，水喷嘴套装在入口导管上，入口导管与自振射流喷头壳体紧相连，振荡腔体套装在自振射流喷头壳体内、下喷嘴套装在振荡腔体内、放大器的一侧与自振射流喷头壳体另一侧的紧连接；两个自振射流喷头通过放大器的另一侧安装在粉碎室接口上，粉碎室装有出料装置；加料斗通过加料管连接到两个自振射流喷头壳体的接口上，振荡腔体上有一孔和加料管相连接。

由高压水泵打出的高压水经入口导管通过上喷嘴转化为高速射流，在振荡腔内形成扰动剪切层，此剪切层与下喷嘴的入口端面碰撞时引起扰动向上游传播，伴随着扰动的传播产生旋涡并在振荡腔内得到放大。上述过程构成了一个信号发生、反馈、放大的循环过程，从而在振荡腔内形成了一个脉动压力埸。加料装置是一个以物料颗粒自重及压差为动力的自由输送机构，被粉碎的物料放在料斗中，振荡腔内流体的自激振荡在腔内形成了一定的真空度，使料斗与振荡腔之间存在一定的压力差，物料在其自重和压力差的共同作用下，通过气力输送由进料管进入振荡腔。自激振荡过程中发育的大涡结构将物料颗粒卷入射流束内部，然后通下喷嘴喷出。由于大结构的涡环流的空化作用以及随物料颗粒带入的空气对空化作用的增强，空泡在振荡腔中产生并随机分布在射流结构中。由下喷嘴进入放大器的颗粒在放大器中被在自激振荡过程中产生的脉冲逐次加速，形成了脉冲空化磨料射流。两个在同一轴线上相对放置的自振振射流喷头安装在粉碎室的螺纹接口上，粉碎室装有出料装置。从自振射流喷头的放大器中喷出的物料颗粒在粉碎室中发生强烈对撞，在自激振荡过程中产生的水锤力、气蚀力、以及动载荷使物料产生的卸载效应的综合作用下物料被粉碎成细小的颗粒，粉碎后的产品由在粉碎室上装设的出料装置排出。

作为本使用新型的改进，下喷嘴的直径与为水喷嘴出口直径的1.2倍至10倍。

作为本使用新型的另一种改进，振荡腔体的长度与水喷嘴直径之比为6～25。

作为本使用新型的另一种改进，下喷嘴与放大器可以是两个独立的元件，也可以做成一体。

作为本使用新型的另一种改进，振荡腔体为空心园柱状，其内表面与水喷嘴的出口端面，以及下喷嘴的入口端面形成了亥姆霍兹振荡腔。

作为本使用新型的另一种改进，下喷嘴的入口表面可以是平面或其它形状的曲面。

由于自激振荡所形成的脉冲射流的动载荷及空泡溃灭时产生的气蚀力要远远大于连续射流的滞止压力，自激振荡所形成的大结构的涡环流对物料卷吸所形成的引射作用，大于后混后式水射流粉碎机的由于流体粘性而产生的引射作用，以及本实用新型所采用的结构设计方案，使得本实用新型与现有的水射流粉碎机相比具有如下优点；

1)粉碎效率高且能耗小；

2)可粉碎各种硬度的物料并可保特颗粒的原始结晶形貌；

3)粉碎比大，进料粒度的范围较宽；

4)由于引射物料的形式为卷吸，即大涡可把颗粒包卷在射流束

  内部，因此减少了对磨料喷嘴的磨损与提高了能量的利用

  率；

5)设备结构简单、造价低、可连续作业、故障率低、易操作维

  护、可连续作业；

所进行的粉碎铁鳞(生产永磁铁氧体的原料)的大量实验结果充分证明了本实用新型所具有的上述特点，即本实用新型是一种生产成本低、效率高、技术先进、工作可靠、易于普及和推广的超细粉碎设备。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型的结构示意图。

如图1所示：自振射流喷头由入口导管3、水喷嘴4、振荡腔体5、下喷嘴6、自振射流喷头壳体7和放大器8组成；水喷嘴4套装在入口导管3上，导管3的外缘加工有螺纹，与自振射流喷头壳体7一侧的内螺纹相连接，振荡腔体5套装在自振射流喷头壳体7内，下喷嘴6套装在振荡腔体5内，放大器8的一侧外缘车有螺纹，与自振射流喷头壳体7另一侧的内螺纹相连接。振荡腔体5为空心园柱形。水喷嘴4的出口端面、振荡腔体5的内表面以及下喷嘴6的入口端面组成了亥姆霍兹振荡腔。两个相同的在同一轴线上相对放置的自振射流喷头通过放大器8另一侧的螺纹安装在粉碎室9的螺纹接口上，在粉碎室9上装有出料装置10。加料斗11通过加料管12分别连接到两个自振射流喷头的壳体7相应的螺纹接口上。水箱1和高压水泵2由管路及附件连接到两个自振射流喷头的入口导管3上。由泵打出的高压水经入口导管3进入自振射流喷头，通过水喷嘴4转化成高速射流，在通过振荡腔5时产生自激压力振荡与空化作用，从而将连续射流转变为脉冲空化射流。流体在自振过程中在振荡腔体5内形成了一定的真空度，使得料斗11与振荡腔体5之间存在一定的压力差，而将物料通过加料管12吸入振荡腔5，由自激振荡过程中发育的大涡将物料卷入射流束内部，从喷嘴喷6推出，再经放大器加速后形成了气、固、液三相的脉冲空化磨料射流。由相对放置的自振射流喷头的放大器8中喷出的物料颗粒在粉碎室9中发生强烈碰撞，粉碎后的物料粒由出料装置10排出。