CN102049359B - 喷枪和具有其的多流体喷枪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷枪，包括：枪头，枪头包括：第一管；第二管，第一管套设在第二管外面，且第二管的第一端与第一管的第一端相距预定距离；以及通孔管，所述通孔管具有多个轴向通孔，其中第一管与第二管和通孔管之间限定出第二通道，第二管的内腔和多个通孔限定出第一通道；与第二通道流体连通的进气管；以及进气座，所述进气座与第二管相连且具有进气通道，进气通道与第一通道流体连通。根据本发明实施例的喷枪，喷出的气体均匀，并且第一流体在喷射出喷枪时不需过早分配，而是在通孔管处才开始分配，降低了流动阻力，降低了能耗。本发明还公开了一种具有上述喷枪的多流体喷枪装置。

Description

喷枪和具有其的多流体喷枪装置

技术领域

本发明涉及冶炼领域，尤其是涉及一种喷枪和具有其的多流体喷枪装置。

背景技术

传统的用于氧气底吹炼铜炉的喷枪的枪头具有外管、内管和多层管，外管套在内管外，且在内管的枪头的流体喷出端内套设有多层管。多层管中的每层管的外周壁上分别形成有在周向上间隔开的、沿纵向贯通的多个凹槽，由此，外管与内管之间的缝隙限定出外层通道，内管的空腔和多层管的每层管的凹槽共同限定出内层通道。

上述传统枪头由于是通过将管套设在一起而形成的，各管之间的同心度不易保证，从而使得形成的各个气体通道的面积不均匀，进而使得喷枪喷出的气体不均匀，影响喷射效果。另外，由于气体在内管的远离枪头的端头处即开始分配，如此过早分配使得气体在通孔内阻力损失较大，供气压力损失也较大，导致能耗增大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种喷枪，所述喷枪喷射出的流体均匀、能耗小。

本发明的另一个目的在于提出一种多流体喷枪装置，所述多流体喷枪装置可同时喷射出多种流体且喷射出的流体均匀、能耗小。

根据本发明第一方面实施例的一种喷枪，包括：枪头，所述枪头包括：第一管；第二管，其中所述第一管套设在所述第二管外面，且第二管的第一端与第一管的第一端相距预定距离；以及通孔管，所述通孔管具有多个轴向通孔，所述通孔管的第二端同轴地与所述第二管的第一端相连且所述通孔管位于所述第二管的第一端与第一管的第一端之间，其中所述第一管与第二管和通孔管之间限定出第二通道，所述第二管的内腔和所述多个通孔限定出第一通道；进气管，所述进气管与所述第二通道流体连通以向第二通道内送入第二流体；以及进气座，所述进气座与所述第二管相连且具有进气通道，所述进气通道与所述第一通道流体连通以向第一通道内送入第一流体。

根据本发明实施例的喷枪，由于通孔管中具有多个轴向通孔，避免了传统喷枪枪头将管套设在一起时同心度不易保证的缺陷，使第一流体喷射经过的各个气体通道的面积均匀，进而使得喷枪喷出的气体均匀。此外，第一流体在喷射出喷枪时不需要过早地分配，而是在通孔管处才开始分配，从而降低了流动阻力，供气压力也可降低，从而降低了能耗，而且延长了喷枪的使用寿命。

另外，根据本发明的喷枪还具有如下附加技术特征：

所述第一管与第二管和通孔管同轴，可使得流体喷射均匀。

所述通孔管的长度为100-800mm。

所述第一管、第二管和通孔管具有圆形横截面。

所述通孔管的外周壁上形成有沿轴向延伸在通孔管的整个长度上且在周向上间隔开的多条凹槽。

其中，所述凹槽的横截面呈矩形或半圆形。

可选地，所述通孔管上的凹槽沿周向均匀分布。通过采用凹槽形式，可使得第二流体喷出喷枪时呈弥散状，喷射均匀。

所述通孔管内的通孔包括中心通孔和围绕中心通孔设置的多个外周通孔。

可选地，所述外周通孔分布在多个同心圆上，每个同心圆上的外周通孔沿周向均匀分布。

进一步可选地，所述多个同心圆在径向上均匀分布。

根据本发明实施例的喷枪，第一和第一流体向外喷射均匀，混合效果好。另外，第二管和通孔管单独制成而后连接成一体，而不是一体制成，因此在使用一段时间后如果被磨损，仅需要更换通孔管，从而降低了成本。

所述进气座的进气通道的横截面面积从进气座的第二端朝向第一端逐渐变小，且其第一端与所述第二管的第二端连接，以便在第二流体进入该进气通道时降低气流损失。

可选地，所述进气通道与所述第一通道同轴。

所述喷枪进一步包括进风箱，所述进风箱连接在所述进气座的第一端且所述进风箱内形成有风腔，所述风腔连通所述进气管与第二通道。通过在进气管与第二通道之间设置风腔，可使得第一流体在进入第二通道之前在风腔内先分布均匀，从而可均匀喷射出喷枪。

可选地，所述第二管的第二端与所述进气座的第一端螺纹连接且所述进风箱的第一端通过螺纹连接套设在第一管的第二端，且所述进气管连接在进风箱的外侧壁上。

所述喷枪进一步包括定位装置，所述定位装置包括：固定架，所述固定架套设在所述喷枪枪头的第一管上且适于固定在熔炼炉体上；套圈，所述套圈设在所述固定架与第一管之间且与所述固定架固定；以及顶紧螺栓，所述顶紧螺栓穿过所述套圈并顶紧所述第一管以将所述喷枪固定在熔炼炉体上。

根据本发明实施例的喷枪，通过设置定位机构，使得枪头可沿轴向移动，当枪头的第一端损耗时，可松开顶紧螺栓并将枪头沿轴向向第一端移动预定长度以补偿损耗，而不需要重新更换，节省了成本，降低浪费。

根据本发明第二方面实施例的一种多流体喷枪装置，包括：根据本发明第一方面实施例中所述的喷枪；以及第三流体管，所述第三流体管与所述第二通道流体连通用于向第二通道内送入第三流体。

根据本发明实施例的多流体喷枪装置，可适用于同时喷出多种流体，以便用于需要各种流体的熔炼过程中。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的喷枪的剖视图，所述喷枪喷出第一和第二流体；

图2是图1中A-A向剖视图；

图3是图1中B-B向剖视图；

图4是图1中C-C向剖视图；以及

图5是根据本发明实施例的多流体喷枪装置的剖视图。

附图标记：

100、枪头；

110、第一管；120、第二管；130、通孔管；

140、第一通道；150、第二通道；

200、进气管；300、进气座；

400、进风箱；500、定位装置；600、第三流体管

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的喷枪。

喷枪包括枪头100、进气管200与进气座300。如图1-图4所示，枪头100包括第一管110、第二管120和通孔管130。在本发明的一个示例中，第一管110、第二管120和通孔管130均为横截面为圆形的部件。

如图1-图3所示，第一管110套设在第二管120的外面，且第一管110与第二管120之间具有预定间隙，即第一管110的内径与第二管120的外径之间具有预定的差值。可选地，第一管110同轴地套设在第二管120的外面，从而在第一管110与第二管120之间形成的预定间隙在轴向和周向上均匀。

第一管和第二管分别具有第一端(如图1中的右端)和第二端(如图1中的左端)，其中，第二管120的第一端与第一管110的第一端之间相距预定距离，在本发明的一个示例中，该预定距离为100-800mm。

通孔管130具有多个轴向通孔，且通孔管130也具有第一端(如图1中的右端)和第二端(如图1中的左端)，通孔管130的第二端同轴地与第二管120的第一端相连，例如焊接。通孔管130位于第二管120的第一端与第一管110的第一端之间，也就是说，通孔管130长度范围为100-800mm。

在本发明的一个具体实施例中，通孔管130的外径小于第一管110的内径，由此第一管110与通孔管130之间也可以形成预定环形缝隙。可选地，通孔管130的第一端与第一管110的第一端平齐。进一步可选地，第一管110与第二管120和通孔管130同轴，从而使得第一管110与第二管120之间的预定间隙以及第一管110与通孔管130之间的预定间隙径向尺寸相同。

第一管110与第二管120和通孔管130之间的预定间隙限定出第二通道150，以供第二流体沿着第二通道150从第二端到第一端的方向流动。第二管120的内腔和多个轴向通孔限定出第一通道140，以供第一流体沿着第一通道140从第二端到第一端的方向流动。

在本发明的另一个具体实施例中，通孔管130与第一管110为公差配合，但本发明并不限于此。为此，通孔管130的外周壁上形成有在周向上间隔开的多条凹槽132以供第二流体流动，多条凹槽132沿轴向延伸在通孔管130的整个长度上。优选地，通孔管130的外径与第一管110的内径可以大体相同，从而凹槽132的开口可由第一管110的内周壁封闭，因此，通孔管130与第一管110之间的预定间隙在周向上被分成由多条凹槽132限定出的多个子通道。由此，多条凹槽132以及第一管110与第二管120之间的预定间隙共同构成第二通道150，如图1所示。通过使通孔管130与第一管110之间的预定间隙分成多个子通道，当第二流体通过第一管110与第二管120之间的预定间隙流到枪头的第一端时，第二流体通过凹槽132以分散的方式喷出，从而进一步提高了第二流体的喷射效果。

可选地，通孔管130上的凹槽132沿周向均匀分布，以使第二流体喷出枪头时流量均匀。

在本发明的一个示例中，凹槽132的横截面呈矩形，如图4所示。而在本发明的另一个示例中，凹槽132的横截面呈半圆形。当然，本发明并不限于此。凹槽132可为任何形状的凹槽，只要使得第二流体可以通过凹槽132与第一管110之间的间隙从而从第一端喷出喷枪即可。此外，凹槽132的尺寸也可以根据具体应用选择。

在本发明的一个实施例中，通孔管130内的通孔包括中心通孔1311和围绕中心通孔1311设置的多个外周通孔1312，如图1和图4所示，外周通孔1312分布在多个同心圆上，每个同心圆上的外周通孔1312沿周向均匀分布，可选地，多个同心圆在径向上均匀分布。通过以上设置，使得第一流体沿着第一通道140从图中的第二端(图1中的左端)流向第一端(图1中的右端)进而喷出喷枪时，压力均匀，喷射均匀，且可与第二流体均匀混合。

可选地，第一管和第二管均为不锈钢件，通孔管为耐热不锈钢件。

根据本发明实施例的喷枪，由于通孔管中具有多个轴向通孔，避免了传统喷枪的枪头将管套设在一起时同心度不易保证的缺陷，使第一流体喷射经过的各个气体通道的面积均匀，进而使得喷枪喷出的气体均匀。通孔管单独加工后与第二管连接，因此在使用一段时间后如果被磨损，仅需要更换通孔管，从而降低了成本。此外，第一流体在喷射出时不需要过早地分配，而是在通孔管处才开始分配，从而降低了流动阻力，供气压力也可降低，从而降低了能耗，而且延长了枪头的使用寿命。而且第一和第二流体向外喷射均匀，混合效果好。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的喷枪的进气管200与第二通道150流体连通以向第二通道内送入第二流体。在本发明的一个示例中，喷枪进一步包括进风箱400，进风箱400连接在进气座300的第一端且进风箱400内形成有风腔(图未示)，风腔连通进气管200与第二通道150，例如，进风箱400的第一端可通过螺纹连接套设在第一管110的第二端，且进气管200连接在进风箱400的外侧壁上，如图1所示。通过在进气管200与第二通道150之间设置风腔，可使得第一流体在进入第二通道150之前在风腔内先分布均匀，从而可均匀喷射出喷枪。

进气座300与第二管120相连且进气座300的第二端具有进气通道(图未示)，进气通道与第一通道140进行流体连通以向第一通道140内送入第一流体。具体地，进气座300的第一端与第二管120的第二端连接，例如为螺纹连接。可选地，进气通道与第一通道140同轴。在本发明的一个示例中，进气座300的进气通道的横截面面积从进气座300的第二端朝向第一端逐渐变小(图未示出)，以便在第二流体进入该进气通道时降低气流损失。

在本发明的另一个实施例中，喷枪进一步包括定位装置，用于将喷枪固定在熔炼炉体例如底吹炉上。

如图1所示，定位装置包括固定架510、套圈520和顶紧螺栓530。固定架510套设在枪头的第一管110上且适于固定在熔炼炉体例如底吹炉的炉体上。在本发明的一个示例中，在固定架510上形成有均匀分布的多个通孔，以便通过螺栓连接将固定架510固定在炉子上。套圈520设在固定架510与第一管110之间且与固定架510固定，例如在固定架510的中央形成适于套设第一管110的轴向中心孔，且套圈520焊接在该中心孔的周缘且沿轴向伸出固定架。在套圈520的伸出固定架的部分形成有多个沿周向均匀分布的通孔，使得顶紧螺栓530穿过套圈520并顶紧第一管110，从而将喷枪固定在底吹炉的炉体上。

根据本发明实施例的喷枪，通过设置定位机构，使得枪头可沿轴向移动，当枪头的第一端(即图中的右端)损耗时，可松开顶紧螺栓并将枪头沿轴向向第一端移动预定长度以补偿损耗，而不需要重新更换，节省了成本，降低浪费。

下面将参考图1-图4描述流体在根据本发明实施例的喷枪内的流动方式，这里以用于氧气底吹炼铜炉的氧气喷枪为例进行说明，其中第一流体为氧气，第二流体为空气。

空气从进气管200中进入进风箱400中，并在风腔中分布均匀，然后进入第二通道150中，具体地，空气从枪头的第一管110与第二管120之间的间隙中并通过沿通孔管130轴向均匀分布的多条凹槽呈弥散状地均匀地喷出喷枪。氧气从进气座300的进气通道进入第一通道140中，具体地，氧气进入第二管120内并通过通孔管130的轴向通孔喷出喷枪。

如上所述，由于通孔管的长度短，因此，氧气不会过早分配而导致压力损失，提高了熔炼效果。而且，通过使空气沿凹槽呈弥散方式喷出，进一步提高了空气的喷射效果，且与熔体的接触面积大，搅动效果更好，由此提高熔炼效果。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的多流体喷枪装置。

如图5所示，根据本发明实施例的多流体喷枪装置包括喷枪和第三流体管600，其中喷枪为上述实施例中描述的喷枪。其中第三流体管600与喷枪的第二通道150流体连通用于向第二通道150内送入第三流体，第三流体进入第二通道150内后与第二流体混合均匀，然后从第二通道150的第一端喷出喷枪。例如，第三流体管600连接在进风箱400的外侧壁上以与风腔流体连通，由此，第二流体和第三流体分别从进气管200和第三流体管600进入风腔中并混合均匀后，再通过第二通道150向外喷出喷枪。

根据本发明实施例的多流体喷枪装置，可适用于同时喷出多种流体，以便用于需要多种流体的熔炼过程中。本技术领域的普通技术人员可以理解的是，本发明中描述的第三流体并不限于一种流体，而可能包括分别进入第二通道中的多种流体例如包括水和氮气等其他流体，因此相应地，第三流体管也不仅仅限于一条管路，当第三流体为多种流体时，第三流体管也可包括分别与第二通道流体连通的多条管路以分别向第二通道内送入多种流体。

下面将参考图1-图5描述流体在根据本实施例的多流体喷枪装置内的流动方式，这里以用于氧气底吹炼铅炉的氧气喷枪为例进行说明，其中第一流体为氧气，第二流体为空气，第三流体为水。

如图5所示，空气从进气管200中进入进风箱400中，同时水从第三流体管600中进入到进风箱400中，空气与水在风腔中分布均匀，然后进入第二通道150中，具体地，空气从喷枪的第一管110与第二管120之间的间隙中并通过沿通孔管130轴向均匀分布的多条凹槽呈弥散状地均匀地喷出喷枪。同时氧气从进气座300的进气通道进入第一通道140中并向外喷出，具体地，氧气进入第二管120内并通过通孔管130的轴向通孔喷出喷枪。

如上所述，氧气在第一通道内不会过早分配而导致压力损失，提高了熔炼效果。而且，通过使空气和水沿凹槽呈弥散方式喷出，进一步提高了空气和水的喷射效果，且与熔体的接触面积大，搅动效果更好，由此提高熔炼效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种喷枪，其特征在于，包括：

枪头，所述枪头包括：

第一管；

第二管，其中所述第一管套设在所述第二管外面，且第二管的第一端与第一管的第一端相距预定距离；和

通孔管，所述通孔管具有多个轴向通孔，所述通孔管的第二端同轴地与所述第二管的第一端相连且所述通孔管位于所述第二管的第一端与第一管的第一端之间，其中所述第一管与第二管和通孔管之间限定出第二通道，所述第二管的内腔和所述多个轴向通孔限定出第一通道；

进气管，所述进气管与所述第二通道流体连通以向第二通道内送入第二流体；以及

进气座，所述进气座与所述第二管相连且具有进气通道，所述进气通道与所述第一通道流体连通以向第一通道内送入第一流体。

2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述第一管与第二管和通孔管同轴。

3.根据权利要求2所述的喷枪，其特征在于，所述通孔管的长度为100-800mm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的喷枪，其特征在于，所述第一管、第二管和通孔管具有圆形横截面。

5.根据权利要求4所述的喷枪，其特征在于，所述通孔管的外周壁上形成有沿轴向延伸在通孔管的整个长度上且在周向上间隔开的多条凹槽。

6.根据权利要求5所述的喷枪，其特征在于，所述凹槽的横截面呈矩形或半圆形。

7.根据权利要求5所述的喷枪，其特征在于，所述通孔管上的凹槽沿周向均匀分布。

8.根据权利要求4所述的喷枪，其特征在于，所述通孔管内的通孔包括中心通孔和围绕中心通孔设置的多个外周通孔。

9.根据权利要求8所述的喷枪，其特征在于，所述外周通孔分布在多个同心圆上，每个同心圆上的外周通孔沿周向均匀分布。

10.根据权利要求9所述的喷枪，其特征在于，所述多个同心圆在径向上均匀分布。

11.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述进气座的进气通道的横截面面积从进气座的第二端朝向第一端逐渐变小，且其第一端与所述第二管的第二端连接。

12.根据权利要求11所述的喷枪，其特征在于，所述进气通道与所述第一通道同轴。

13.根据权利要求11所述的喷枪，其特征在于，进一步包括进风箱，所述进风箱连接在所述进气座的第一端且所述进风箱内形成有风腔，所述风腔连通所述进气管与第二通道。

14.根据权利要求13所述的喷枪，其特征在于，所述第二管的第二端与所述进气座的第一端螺纹连接且所述进风箱的第一端通过螺纹连接套设在第一管的第二端，且所述进气管连接在进风箱的外侧壁上。

15.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，进一步包括定位装置，所述定位装置包括：

固定架，所述固定架套设在所述枪头的第一管上且适于固定在熔炼炉体上；

套圈，所述套圈设在所述固定架与第一管之间且与所述固定架固定；以及

顶紧螺栓，所述顶紧螺栓穿过所述套圈并顶紧所述第一管以将所述喷枪固定在熔炼炉体上。

16.一种多流体喷枪装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-15中任一项所述的喷枪；以及

第三流体管，所述第三流体管与所述第二通道流体连通用于向第二通道内送入第三流体。

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