一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴的制作方法

1.本发明涉及煤气化技术领域，具体是一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴。


背景技术：

2.气流床煤气化技术被称为绿色煤炭技术。工艺烧嘴是气流床煤气化技术的核心装备，直接关系到煤气化的效率和装置的稳定运行周期。其中水煤浆工艺烧嘴存在使用寿命短的问题，尤其是煤浆提浓后，使用寿命不超过九十天。制约其使用寿命的主要因素是外喷嘴喷口磨损和龟裂。
3.为了提高水煤浆工艺烧嘴单周期运行时长，众多方案被用于水煤浆工艺烧嘴的改进，改进方式一是将水盘管式冷却方式改为水夹套式，如公告号为cn203007227u的实用新型专利、公告号为cn205024175u的实用新型专利、公告号为cn105132038b的发明专利、公告号为cn106147875a的发明专利；改进方式二是在外喷嘴端面加装防护层，如公告号为cn202267059u的实用新型专利、公告号为cn103333717b的发明专利、公告号为cn105505473a的发明专利；改进方式三是在外喷嘴端面喷涂或者喷焊耐热涂层，此外还有上述各方案综合使用的，但其使用寿命均未能稳定突破九十天。


技术实现要素：

4.本发明为了解决工艺烧嘴使用寿命短的问题，提供了一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴。
5.本发明是采用如下技术方案实现的：一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体，喷嘴主体的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环，且喷嘴套环的内侧壁与喷嘴主体的内侧壁上下衔接；喷嘴主体的外侧设置有冷却水夹套机构。
6.喷嘴套环嵌设于喷嘴主体顶端部端面中心位置。
7.进一步地，所述喷嘴套环的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
8.进一步地，所述喷嘴套环的过渡外壁呈圆锥形或圆弧形。
9.作为优选地，所述喷嘴套环的过渡外壁呈圆锥形。
10.进一步地，所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体外侧的冷却水管，且冷却水管的顶部与喷嘴主体的顶部固定连接；冷却水管与喷嘴主体围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体平行的隔离管，隔离管的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体的顶端部呈间隔设置；所述隔离管将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道和位于外侧的环形的出水通道，进水通道的下端与出水通道的下端连通。
11.隔离管是由位于顶部的圆锥隔离管段与位于底部的圆柱隔离管段组成的。冷却水
管是由位于顶部的圆锥水管段与位于底部的圆柱水管段组成的。本发明将隔离管的顶端部与水冷腔的内顶壁呈间隔设置，使得水隔板的顶端部与水冷腔的内顶壁之间保持有间隙，方便冷却水的流通。
12.工作时，冷却水通过进水口流入进水通道，继而在顶部流入出水通道，最后从出水口流出，由此实现冷却喷嘴的目的，增加了工艺烧嘴的单周期运行时长，增加了工艺烧嘴的使用寿命。
13.进一步地，喷嘴主体的内侧壁顶端开设有环形凹槽，所述环形凹槽的槽壁上部呈与喷嘴套环的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
14.进一步地，喷嘴主体的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体侧壁下部的内径大于喷嘴主体中下部的内径。
15.与喷嘴主体结构相匹配地，喷嘴主体的内侧壁是由自顶部向底部分布的圆锥管段、圆弧过渡段、限位管段、长直管段组成的，其中，圆柱形的限位管段能够与内喷嘴配合卡接。
16.进一步地，所述喷嘴主体的侧壁上部的锥角为30
°‑
100
°
。
17.与喷嘴主体结构相匹配地，隔离管的圆锥隔离管段的锥角为30
°‑
100
°
；冷却水管的圆锥水管段的锥角为30
°‑
100
°
。
18.进一步地，所述喷嘴主体的侧壁上部的锥角为40
°
、60
°
、80
°
或90
°
。
19.与喷嘴主体结构相匹配地，隔离管的圆锥隔离管段的锥角为40
°
、60
°
、80
°
或90
°
；冷却水管的圆锥水管段的锥角为40
°
、60
°
、80
°
或90
°
。
20.进一步地，所述喷嘴套环是由硬度大于等于30hrc的材料制成的。
21.当加工材料采用其他硬度单位表征时，所述喷嘴套环加工材料的硬度需大于等于30hrc的等效硬度。
22.本发明提供了一种全新的长寿命的水夹套式安全型喷嘴，是基于公告号为cn109022043a的发明专利、公告号为cn108485713a的发明专利、公告号为cn108485714a的发明专利、公告号为cn110951507a的发明专利的进一步创新，主要是增加了喷嘴套环，构成复合喷嘴，并使用硬度符合要求的新材料，从而突破性的提升喷嘴的使用寿命。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图；图2是沿图1中a-a线的剖视示意图；图3是本发明中喷嘴主体与喷嘴套环连接处的放大示意图。
24.图中，1-喷嘴主体，2-喷嘴套环，3-冷却水管，4-隔离管，5-进水通道，6-出水通道，7-环形凹槽。
具体实施方式
25.实施例1一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，如附图1、附图2所示，包括喷嘴主体1，喷嘴主
体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
26.如附图3所示，所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
27.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆锥形。
28.如附图2所示，所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
29.如附图3所示，喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
30.如附图2所示，喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内径。
31.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为30
°
。
32.所述喷嘴套环2是由硬度等于30hrc的材料制成的。
33.实施例2一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
34.所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
35.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆弧形。
36.所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
37.喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
38.喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内
径。
39.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为40
°
。
40.所述喷嘴套环2是由硬度等于57hrc的材料制成的。
41.实施例3一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
42.所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
43.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆锥形。
44.所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
45.喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
46.喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内径。
47.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为60
°
。
48.所述喷嘴套环2是由硬度等于60hrc的材料制成的。
49.实施例4一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
50.所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
51.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆弧形。
52.所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
53.喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
54.喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内径。
55.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为80
°
。
56.所述喷嘴套环2是由硬度等于93hrc的材料制成的。
57.实施例5一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
58.所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
59.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆锥形。
60.所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
61.喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
62.喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内径。
63.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为90
°
。
64.所述喷嘴套环2是由硬度等于70hrc的材料制成的。
65.实施例6一种长寿命的水夹套式安全型喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1的顶端部嵌设有位于内侧的环形的喷嘴套环2，且喷嘴套环2的内侧壁与喷嘴主体1的内侧壁上下衔接；喷嘴主体1的外侧设置有冷却水夹套机构。
66.所述喷嘴套环2的内侧壁上部呈圆柱内壁，所述喷嘴套环2的内侧壁中下部呈与所述圆柱内壁上下衔接的圆锥内壁；所述喷嘴套环2的外侧壁上部呈圆锥外壁，所述喷嘴套环2的外侧壁下部呈圆柱外壁，所述喷嘴套环2的圆柱外壁的直径大于所述喷嘴套环2的圆锥外壁的底端直径，且两者通过位于喷嘴套环2的外侧壁中部的过渡外壁衔接。
67.所述喷嘴套环2的过渡外壁呈圆弧形。
68.所述冷却水夹套机构包括平行设置于喷嘴主体1外侧的冷却水管3，且冷却水管3的顶部与喷嘴主体1的顶部固定连接；冷却水管3与喷嘴主体1围合成环形的水冷腔，水冷腔内设置有与喷嘴主体1平行的隔离管4，隔离管4的顶端部呈敞口状，且其顶端部与喷嘴主体1的顶端部呈间隔设置；所述隔离管4将水冷腔分隔成位于内侧的环形的进水通道5和位于外侧的环形的出水通道6，进水通道5的下端与出水通道6的下端连通。
69.喷嘴主体1的内侧壁顶端开设有环形凹槽7，所述环形凹槽7的槽壁上部呈与喷嘴套环2的圆锥外壁形状配合的圆锥状、槽壁中部与喷嘴套环2的过渡外壁形状配合、槽壁下部呈与喷嘴套环2的圆柱外壁形状配合的圆柱状。
70.喷嘴主体1的侧壁上部呈圆锥形管状、侧壁中上部呈圆弧过渡管状、侧壁中下部呈限位管状、侧壁下部呈长直管状，且喷嘴主体1侧壁下部的内径大于喷嘴主体1中下部的内径。
71.所述喷嘴主体1的侧壁上部的锥角为100
°
。
72.所述喷嘴套环2是由硬度等于65hrc的材料制成的。
73.在本发明的描述中，需要理解的是，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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
74.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。