一文了解喷嘴的基础知识

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喷嘴,英文叫NOZZLE,中文也称喷头、喷咀。

喷嘴是很多种喷淋、喷雾、喷油、喷砂、喷涂等设备里很关键的一个部件,起着重要的作用。

喷嘴需要维修,定期检查、清洁甚至更换,以便保证最终产品质量和保持生产过程的经济效益。客户可依据喷嘴的用途、喷射液体和喷嘴材料安排定期的维修或更换。

如果喷嘴确实发生堵塞,只能用软毛刷或牙签来清洁它并且清洁过程要十分的小心,即使用木制牙签清洁喷嘴口也有可能扭曲孔口。

喷嘴的配件包括管螺纹接头配件、电磁阀和液体过滤器和压力表接头。

01 产品分类

喷嘴可分为两大类:燃烧器用喷嘴(军用,民用),非燃烧器类喷嘴;

按喷嘴的功能喷嘴大致可分为:喷雾喷嘴,喷油烧嘴,喷砂嘴,及特殊喷嘴。

按材料分类,可分为:金属喷嘴,塑料喷嘴,陶瓷喷嘴,合金喷嘴。

如应用环境需要防腐蚀,就要避免使用金属材料的喷嘴。对于硫酸和盐酸等强腐蚀的媒介,可以使用尼龙塑料材质的喷嘴。不锈钢材质的也可以有效的防止锈蚀。

按行业分类,可分为:石化喷嘴,农业喷嘴,纺织喷嘴,造纸喷嘴,印刷喷嘴,环保(脱硫、脱硝、脱氮、除尘等)喷嘴,喷涂喷嘴,钢铁冶金喷嘴,电子喷嘴,食品喷嘴。

按形状分类,可分为空心锥喷嘴,实心锥喷嘴,方形喷嘴,矩形喷嘴,椭圆形喷嘴,扇形喷嘴,柱流(直流)喷嘴,二流体喷嘴,多流体喷嘴等等。

02 五个功能

在世界上各种不同工厂和设备中喷嘴要完成的任务是多种多样的,但在研究喷嘴性能时,首先应该理解喷嘴通常需要具备的5个功能:

(1)满足液体流量要求:在一定压力下,喷嘴要提供特定的流量。流量通常用升/分钟(L/min) 表示。

(2)产生喷雾形状:喷雾形状常见的有全锥形、空心锥形、扇形和针形。

(3)产生雾化颗粒:依据所喷射的液体、喷嘴类型、流量和压力不同,雾化颗粒的范围为20~10000um。

(4)产生打击力:打击力是指喷雾对目标表面的冲击力,用公斤力/平方厘米(MPa) 表示。它取决于多种因素, 包括流量、喷雾形状、喷嘴类型、喷射距离和压力。

(5)提供喷雾速度:液体压力转变成高速射流,形成一定速度,用米/秒(m/s)表示。高压清洗;轧钢除鳞和烟气冷却都对液体速度有一定要求。

03 应用领域

喷嘴在行业中的应用非常广泛,材质从不锈钢、塑料到碳化硅、聚四氟乙烯、PP(工程塑料)、铝合金和钨钢等。

一般地说,喷雾应用可以分成以下四类:

(1)清洗、冲洗、漂洗:包括热轧过程中的高压除鳞以及产品、汽车和设备的中、高压清洗。也包括低压冲洗和漂洗。

(2)涂层:喷雾涂层类应用包括喷防锈剂、塑料涂层、脱模剂、润滑剂、保护膜和润湿、养护等。

(3)冷却:在这类应用中,喷雾用于冷却固体目标如连铸钢用坯冷却、轧辊冷却、装配件冷却和处理设备、槽罐冷却,以及循环水冷却等。

(4)特殊应用:包括粉尘控制、空气和烟气喷淋、喷雾干燥、造粒、喷雾加湿等。

04 喷嘴应用中的省时、省钱和节能

省时、省钱和节能是所有工业企业追求实现的永恒目标,然而用于钢铁工业的喷嘴,相对于其它设备和部件,个头小,并且其对工艺操作和维修的影响多是间接的,因而所用的喷嘴是否省时、省钱和节能容易被忽视或没有得到正确对待。

省时表现在三方面:一是更换方便;二是寿命长要求的更换次数少;三是及时按标准更换,比如有个别厂的连铸喷嘴未按标准及时更换,表面看是省时间了,但因为喷嘴性能严重超差,出现漏钢和废次品致使维修和分拣精整所需的时间更多。

省钱则更需综合平衡计算:需计算到吨钢甚至吨材成本的节省才是真正的省钱。廉价不一定省钱,功能过剩也是浪费。

节能是喷嘴能产生更大影响的领域:比如20t转炉烟气冷却和除尘采用传统的水喷嘴时喷水量150~200t/h,而喷嘴更新后最少可节水1/3;板坯连铸机所用的气水雾化喷嘴,早期的设计每个喷嘴需要约80m3/h的压缩空气,最少的也需要20~30m3/h,而目前最先进的气水雾化喷嘴的压缩空气消耗量不到10m3/h。

有人计算过,一台大板坯连铸机,在线用350只气水雾化喷嘴,如果全部换用新的节能型空气雾化喷嘴,每年仅压缩空气节省就可达190万元。

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