[实用新型]一种电液压脉冲气溶性射流发生器

说明书

技术领域

本实用新型属于射流技术领域，具体涉及一种电液压脉冲气溶性射流发生器。

技术背景

目前水射流技术在清洗、破岩、改善金属表面性能等领域得到了广泛应用，传统的高压水射流对动力设备和管道要求高，同时能源利用率低、耗水量大和使用成本高。“一种垂直射流发生器”(CN200910111049.3)，采用上下圆形条状的电极成对交错排列的方法避免了射流需要高压泵的要求，同时可方便调节射流强度；“水力脉冲空化射流发生装置”(CN201010141190.0)为一种利用自激振荡喷嘴产生空化射流的发生装置，该装置改变了井底流场及岩石受力状况，能有效提高机械钻速和叶轮轴的使用寿命；“可调式水气射流装置”(CN200920244096.0)公布了一种射流装置，该装置改善了现有射流装置中水和空气混比不可调等缺陷。

上述各种射流发生装置，虽在不同领域具有一定积极效果，但这些射流发生装置仍存在着如下问题：

(1)射流压力小、工作效果差和效率低；

(2)在实现较大的射流冲击力时消耗的能量较大和能量利用率低；

(3)射流的耗水量较大；

(4)装置结构复杂、使用寿命短、需要高压动力和管道设备要求高。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种结构简单、射流速度高、动力大、能耗小、节约水和射流压力调节方便的电液压脉冲气溶性射流发生器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该装置由发生器上半球和发生器下半球通过螺栓固定连接为空心椭圆球体；发生器上半球和发生器下半球间设有中间密封圈，发生器上半球和发生器下半球的长半轴与短半轴长度比为(1.2~2.5)︰1。

发生器上半球的长半轴端部设有上凸台，上凸台中心设有射流喷嘴，射流喷嘴的中心线与发生器上半球的长半轴重合，射流喷嘴的端口到发生器上半球内壁的形状依次为圆孔、圆锥台孔和扩孔。负电极通过负电极底座嵌入扩孔中，负电极的中心线与发生器上半球内的长半轴重合；负电极底座设有6~8个负电极射流孔，6~8个负电极射流孔呈中心对称布置，负电极射流孔的直径为2~6mm，负电极射流孔的中心线与发生器上半球的长半轴的夹角为30~50o，所述的夹角角度为圆锥台孔的锥角角度的1/2，负电极射流孔与圆锥台孔相通，负电极射流孔的孔壁与圆锥台孔的孔壁延长面相内切。发生器上半球接地。

发生器下半球的长半轴端部设有下凸台，下凸台中心设有通孔。正电极的一端穿过通孔位于发生器下半球内，正电极的中心线与发生器下半球的长半轴重合，正电极的另一端固定在端盖的中心通孔中，端盖通过螺钉固定在下凸台平面上，端盖与下凸台平面间设有端盖密封圈。正电极顶部到空心椭圆球体中心点O的距离与负电极顶部到空心椭圆球体中心点O的距离相等，正电极的顶部与负电极顶部的距离为20~50mm。位于空心椭圆球体外的正电极的端部与高压脉冲电源的正极连接。

发生器上半球的球体上设有进气口，发生器下半球的球体上设有进水口，进气口和进水口的中心线与对应的长半轴垂直且相交于各自的焦点F和F＇处； 进气口和进水口对应设有进气单向阀和进水单向阀。

所述的高压脉冲电源的电压为25~90KV，脉冲放电频率为80~200Hz，单周期脉冲放电持续时间为3×10^-4~2×10^-3s。

所述的发生器上半球和发生器下半球的壁厚为30~80mm，发生器上半球和发生器下半球的空腔总容积为400~1000cm³。 

所述的正电极的直径为6~20mm，正电极的顶部为圆锥体状，圆锥体的锥角为45~65o，正电极的圆柱面敷设有电极绝缘层。

所述的负电极由负电极本体和负电极底座构成，负电极本体为圆柱体，负电极本体和正电极的直径相同，负电极本体的顶部形状和正电极的顶部形状相同，负电极底座厚度为发生器上半球的壁厚的0.4~0.5倍，负电极本体和负电极底座为一整体，安装后的负电极底座的表面与发生器上半球内表面构成平滑的半椭圆球面。

所述的射流喷嘴的圆孔直径和圆锥台孔的小直径均为5~16 mm。 

由于采用上述技术方案，本实用新型实现了电极在高压脉冲瞬间放电时使液体介质产生了高压冲击波，高压冲击波迫使水冲击空气，在装置内均匀混合形成气溶性射流后从射流喷嘴射出；由于放电时间短，瞬间的能量大，因而该装置产生的射流速度高，压力大。