[发明专利]用于将待固结加压流体混合物喷射到地下的喷射头

权利要求书

1.一种用于将待固结加压流体混合物喷射到地下的喷射头(10)，以形成固结土壤部分，所述喷射头包括：

外圆柱形本体(12)，所述外圆柱形本体限定一中心纵向轴线(Z)；

至少一个上部入口(16)，用于接收来自安装在所述喷射头上方的一串管状杆中的流体；

至少一个出口侧喷嘴(11)，位于基本上垂直于所述纵向轴线(Z)的平面中，或沿着相对于垂直于轴线(Z)的平面稍微向下倾斜的方向延伸；

至少一根螺旋管道(13)，限定一螺旋线中心线(m)，所述管道(13)将所述上部入口(16)连接至所述喷嘴(11)，从而对流经所述螺旋管道的流体传递围绕所述纵向轴线(Z)且朝向所述喷嘴(11)的螺旋运动，

其特征在于，所述螺旋管道(13)朝向所述喷嘴(11)逐渐变细，并且包括所述管道的终端长度，当从平行于所述纵向轴线(Z)且相切于所述螺旋中心线的截面平面(P)看时，以及当从垂直于所述轴线(Z)的截面平面看时，所述终端长度以变细的方式倒圆至所述喷嘴。

2.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于，所述螺旋管道(13)倒圆至所述上部入口(16)，使得在那个倒圆区域，所述纵向轴线(Z)与相切于所述管道(13)的中心螺旋线(m)的直线形成不超过30°的锐角。

3.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于：

a)所述螺旋线的半径(r)基本上恒定，或者从所述入口(16)到所述喷嘴(11)的出口线性地增大或线性地减小；

b)所述螺旋节距或所述螺旋角(α)从所述入口(16)到所述喷嘴(11)的出口稳定地减小；并且

c)所述管道(13)的垂直于所述中心线(m)的截面面积从所述入口(16)到所述喷嘴(11)的出口线性地减小。

4.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于，所述入口(16)处的螺旋角(α)在约60°至约90°之间的范围内，并且优选地为约70°。

5.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于，所述螺旋管道(13)逐渐变细的半角(δ)被包含在约5°至约15°之间。

6.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于，所述至少一根螺旋管道(13)通过如下方式限定：

内部地或朝向所述纵向轴线(Z)，由中心管状芯体(19)的圆柱形表面(20)限定，所述中心管状芯体具有用于流体的通道的轴向中心腔室(21)，并且

外部地或外围地，由所述外本体(12)的内圆柱形表面(15b)限定，所述外本体内固定有刚性本体(17)，所述刚性本体形成至少一个螺旋槽道，所述螺旋槽道提供一对面对的螺旋表面，所述螺旋表面为上螺旋表面(14a)和下螺旋表面(14b)。

7.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于：

所述螺旋管道(13)具有多边形的横截面，具体是矩形；

相关的喷嘴(11)具有圆形截面，并且

在所述终端长度中，所述螺旋管道(13)通过至少一块导流板(25)倒圆至所述喷嘴(11)，所述导流板(25)限定一多边形入口、一圆形出口和中间长度，在那个倒圆点中，所述多边形入口的形状全等于所述管道(13)的截面的形状，所述圆形出口全等于所述喷嘴(11)的出口，并且所述中间长度从多边形截面逐渐过渡到圆形截面。

8.根据权利要求7所述的喷射头，其特征在于，在所述螺旋管道(13)内，在所述喷嘴(11)的正上游，固定有或形成有导流板(25)，所述导流板(25)具有拱形表面(25a)，所述拱形表面面对所述管道的内侧并且适于使流体流从邻近所述管道(13)的外围侧表面(15b)的外围区域逐渐地偏离到更中心的区域，在更中心的区域处，所述拱形表面(25a)的位于较下游的末端均匀地倒圆至所述喷嘴(11)的入口。

9.根据权利要求7或8所述的喷射头，其特征在于，所述导流板(25)由耐磨材料制成，例如威迪亚硬质合金或碳化钨、或烧结材料。

10.根据权利要求1所述的喷射头，其特征在于，每个管道(13)的螺旋形状由一对面对的螺旋表面限定，所述螺旋表面包括上螺旋表面(14a)和下螺旋表面(14b)，这两个表面都由刚性螺旋本体(17)形成，所述刚性螺旋本体固定在构成所述外圆柱形本体(12)的套筒的内圆柱形腔室(15b)内。