Vòi phun xoắn ốc | Tùy chỉnh đúc & Giải pháp phun chính xác

1. Giới thiệu

Một vòi phun xoắn ốc là một mạnh mẽ, Các nguyên tử bảo trì thấp tạo ra một điều khiển, Xịt góc rộng thường bằng cách sử dụng các đoạn nội bộ xoắn ốc/xoắn ốc hơn là các buồng xoáy thông thường hoặc nhiều lỗ.

Chúng được đánh giá cao nơi có phạm vi bảo hiểm rộng, Yêu cầu kháng guốc và quang phổ giọt có thể dự đoán được - ví dụ bao gồm làm mát, độ ẩm, Ức chế bụi, đi xuống, và phun hàng loạt trong ngành công nghiệp nặng.

2. Vòi phun xoắn ốc là gì?

MỘT xoắn ốc vòi phun là một thiết bị phun sản xuất hình nón được kiểm soát, bao trùm đầy đủ, hoặc bình xịt quạt bằng cách buộc chất lỏng qua một vòng xoắn ốc (xoắn ốc) đoạn văn nội bộ.

Thay vì một lỗ thẳng hoặc một buồng xoáy cổ điển, Chất lỏng làm việc được hướng dẫn dọc theo một kênh xoắn ốc để động lượng dọc trục được chuyển đổi thành chuyển động chu vi; Chất lỏng thoát ra như một tấm xoay hoặc nhiều máy bay phản lực được đồng bộ hóa thành các giọt.

Vòi phun xoắn ốc được đánh giá cao cho phạm vi bảo hiểm rộng, sự ổn định về mô hình và khả năng chống tắc nghẽn.

Biến thể

• Hình xoắn ốc đầy đủ - Sản xuất đầy đủ (chất rắn) Hình nón cho vùng phủ sóng khu vực thống nhất.
• Hình xoắn ốc hình xoắn ốc - Sản xuất một hình khuyên (nhẫn) Xịt với khoảng trống trung tâm.
• Quạt xoắn ốc / Xây dựng phẳng - Hình học được điều chỉnh để mang lại một bình xịt phẳng để rửa băng tải hoặc rửa đai.
• Chèn & Các loại hộp mực - Chèn xoắn ốc có thể thay thế được trang bị vào một thân tiêu chuẩn cho khả năng phục vụ và thay đổi nhanh chóng.

Đặc điểm chính & Phạm vi điển hình (Hướng dẫn kỹ thuật)

• Áp lực hoạt động: tiêu biểu 1Thanh40 Đối với nhiều vòi phun xoắn ốc công nghiệp (Một số thiết kế hạng nặng được đánh giá là áp lực cao hơn).
• Tốc độ dòng chảy: đại khái 0.1Mạnh200 L/phút mỗi vòi phun tùy thuộc vào kích thước và ΔP.
• Xịt góc:15° mật170 ° (phụ thuộc vào hình học); Thiết kế xoắn ốc thường được sử dụng khi các góc rất rộng (lên đến ~ 160 °) được yêu cầu.
• Đường kính giọt trung bình (DV50): tiêu biểu 20Mạnh500 - Áp suất cao hơn và đôi môi sắc nét hơn cho những giọt mịn hơn.
• Kích thước kênh: Chiều rộng/độ sâu của kênh thông thường 0.3Mạnh3 mm; Các kênh nhỏ hơn cung cấp nguyên tử hóa tốt hơn nhưng làm tăng độ nhạy guốc.
• Vật liệu điển hình: Thép không gỉ (304/316), đồng thau/đồng, Hợp kim song công; Chèn gốm hoặc phủ HVOF cho các dịch vụ mài mòn.

Ghi chú: Những phạm vi này là các đường cong sử dụng của nhà sản xuất Q so với ΔP, Xịt bản đồ và dữ liệu DV50 để chọn kích thước chính xác cho một ứng dụng nhất định.

3. Cách vòi phun xoắn ốc hoạt động?

• Điều hòa đầu vào: Chất lỏng áp lực đi vào đầu vào xoắn ốc và theo kênh xoắn ốc.
  Biến xoắn dần chuyển đổi động lượng dọc trục thành động lượng chu vi với sự tạo nhiễu loạn hạn chế so với các cửa vào tiếp tuyến đột ngột.
• Tờ/hình thành máy bay: Chất lỏng thoát ra dọc theo môi xoắn ốc như một tấm xoay hoặc nhiều máy bay được đồng bộ hóa hợp nhất thành một hình nón hoặc quạt kết hợp.
  Hồ sơ liên tục và vận tốc đặt độ dày bảng ban đầu.
• Chia nhỏ thành những giọt: Khi ở trong không khí xung quanh, Tờ/máy bay phản lực trải qua quá trình cắt khí động học và Rayleigh, Taylor / KelvinTHER Helmholtz sự bất ổn và đột nhập vào các giọt.
  Vận tốc thoát cao hơn (từ áp lực cao hơn) → giọt tốt hơn.
• Dòng chảy tự ổn định: Hình học xoắn ốc thường tạo ra dòng chảy ổn định trên một dải áp suất rộng vì đường xoắn ốc phân tán ít nhạy cảm hơn với các vật cản và nhiễu loạn nhỏ.

Các tham số vật lý chính: Số Reynold (Nốt Rê) trong kênh, Số Weber (Chúng tôi) và độ dày tấm địa phương (t) Chính quyền chia tay và kích thước giọt DV50 điển hình.

4. Nguyên vật liệu, Luyện kim và chống mòn (Vòi phun xoắn ốc)

Vòi phun xoắn ốc hoạt động trong môi trường thủy lực tích cực: Vận tốc địa phương cao, chất lỏng đầy hạt, Đi xe đạp nhiệt và tấn công hóa học.

Do đó, các lựa chọn vật chất và kỹ thuật bề mặt xác định tuổi thọ dịch vụ, Bảo trì nhịp độ và chi phí vòng đời nhiều hơn giá mua danh nghĩa.

Mặc & Cơ chế suy thoái

• Mài mòn / Xói mòn hạt: Các hạt rắn (cát, tỉ lệ, Grit) Nổi bật trên bề mặt môi/kênh; Độ thô → Các giọt lớn hơn và biến dạng mẫu.
• Erosive tấn công ăn mòn (Kết hợp): Ăn mòn làm suy yếu ma trận để các hạt loại bỏ vật liệu nhanh hơn. Phổ biến trong nước muối, dòng chảy có tính axit hoặc clo.
• Cavites / sự sụp đổ hơi: Sự hình thành hơi địa phương và sụp đổ gần các cạnh cắt cao gây ra rỗ và mất vật liệu nhanh chóng.
• Băn khoăn / Mệt mỏi cơ học: tải theo chu kỳ tại các giao diện lắp hoặc môi mỏng có thể bị nứt/kết hợp lại.
• Sốc nhiệt / Spallation: Đóng biến nhiệt độ nhanh gây ra sự phân tách lớp phủ hoặc nứt gốm.
• Phạm lỗi / lắng đọng hóa học: tỉ lệ, Phim polymer hoặc sinh học làm giảm lối đi tự do và thay đổi nguyên tử hóa.

Hiểu điều nào ở trên chiếm ưu thế trong dịch vụ của bạn hướng dẫn vật liệu và lựa chọn lớp phủ.

Tùy chọn vật liệu cơ sở

Kỹ thuật bề mặt & Lớp phủ

• HVOF vonfram-carbide/coban (WC-Co) lớp phủ - dày đặc, Khả năng chống mài mòn. Tốt nhất cho vận tốc cao, Dòng chảy mài mòn (VÍ DỤ., đi xuống, Khai thác).
  Phạm vi độ dày áp dụng điển hình: 50Cấm300.
• Niken điện phân (ENP) - Phạm vi bảo hiểm đồng đều trong hình học phức tạp; Ăn mòn tốt + Điện trở hao mòn vừa phải.
  Độ dày điển hình: 8Ap3030. Sử dụng nơi ăn mòn và ma sát thấp.
• DLC (Carbon giống như kim cương) - Ma sát cực thấp, Tốt cho chất lỏng dễ bị dính; gầy (Một vài trò chơi) và tốt nhất cho các khu vực tiếp xúc nhỏ (pintles, môi).
• Lớp phủ gốm / Chèn gốm được hàn (Al₂o₃, Sic) - vì mài mòn cực độ; Sử dụng như chèn hy sinh tại Lip/Kênh Thoát.
  Độ tinh khiết gốm (≥92 Từ99% al₂o₃) là thông lệ.
• PTFE / Lớp phủ fluoropolyme - Giảm tắc nghẽn và độ bám dính (Tốt trong dính, Chất lỏng trùng hợp); Điện trở hao mòn hạn chế. Độ dày điển hình: 205050.
• Mạ crôm cứng - Công nghệ cũ hơn để chống mài mòn; được thay thế thường xuyên bằng HVOF WC-Co để liên kết tốt hơn và đặc điểm mặc.

Mẹo lựa chọn: Kết hợp chất nền chống hao mòn (VÍ DỤ., Duplex không gỉ) với lớp phủ bảo vệ trong các vùng mặc tồi tệ nhất (môi, Lối vào kênh).

5. Phương pháp sản xuất vòi phun xoắn ốc

Vòi phun xoắn ốc đòi hỏi hình học chính xác để tạo ra một bình xịt hình nón rỗng nhất quán.

Phương pháp sản xuất được chọn ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác về chiều, chất lượng bề mặt, độ bền, và chi phí.

Đúc cát

• Quá trình: Hợp kim nóng chảy được đổ vào các khuôn cát liên kết silica hoặc nhựa được hình thành thông qua các mẫu.
• Thuận lợi: Hiệu quả về chi phí cho kích thước lớn (DN 50 mm), Thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp khối lượng lớn.
• Giới hạn: Độ nhám bề mặt (RA 6 trận12) và độ lệch chiều đòi hỏi gia công thứ cấp.
• Ứng dụng: Tháp làm mát, Khí thải khí thải, khử muối.

Đúc đầu tư (Quá trình mất tường)

• Quá trình: Các mẫu sáp được phủ bằng bùn gốm, sương, và chứa đầy hợp kim nóng chảy.
• Thuận lợi: Độ chính xác tuyệt vời và hoàn thiện bề mặt (RA 3-6 Pha), gia công tối thiểu cần thiết.
• Giới hạn: Chi phí cao hơn, Hạn chế kích thước (≤300 mm).
• Ứng dụng: Cây hóa học, Hệ thống phun biển, phòng cháy chữa cháy.

Gia công CNC

• Quá trình: Hình học xoắn ốc được cắt trực tiếp từ thanh thanh hoặc khoảng trống bằng cách sử dụng 3 trục5 trục CNC; EDM cho hợp kim cứng.
• Thuận lợi: Độ chính xác cao (± 0,01 mm), độ lặp lại, và tính linh hoạt cho các sửa đổi thiết kế.
• Giới hạn: Chất thải vật chất và chi phí cao hơn cho các vòng xoắn ốc phức tạp.
• Ứng dụng: Hàng không vũ trụ, Dược phẩm, Hệ thống nguyên tử quan trọng.

Sản xuất phụ gia (3D In ấn)

• Quá trình: Bột kim loại (316L, Bất tiện, Ti-6al-4V) Lớp từng lớp được hợp nhất qua SLM/DMLS.
• Thuận lợi: Cho phép hình học phức tạp không thể thông qua việc đúc; tạo mẫu và tùy chỉnh nhanh chóng.
• Giới hạn: Chi phí sản xuất cao; Yêu cầu xử lý hậu kỳ (VÍ DỤ., điện tử).
• Ứng dụng: Thiết kế tùy chỉnh/OEM, R&D, Thuốc phun dược phẩm.

Bấm gốm & Thiêu kết

• Quá trình: Bột cacbua alumina hoặc silicon được ép và thiêu kết tại >1,500° C..
• Thuận lợi: Độ cứng đặc biệt và khả năng chống mài mòn, Đời sống lâu dài trong môi trường mài mòn.
• Giới hạn: Giòn; Thường được áp dụng dưới dạng chèn thay vì cơ thể vòi đầy đủ.
• Ứng dụng: Khai thác, Thép hạ thấp, Xử lý bùn mài mòn.

Kiểm soát chất lượng

• Kiểm tra kích thước: Phối hợp máy đo (CMMS) vật mẫu 5% vòi phun trên mỗi đợt, Xác minh độ sâu kênh, sân bóng đá, và đường kính đầu ra đối với bản vẽ OEM.
• Kiểm tra dòng chảy: Mỗi vòi được kiểm tra tại 3, 10, Và 30 thanh để đảm bảo tốc độ dòng phù hợp với thông số kỹ thuật (Độ lệch 2%).
• Phân tích mô hình phun: Máy ảnh tốc độ cao (1,000 khung hình / giây) và hệ thống nhiễu xạ laser (ISO 13320) Xác thực kích thước giọt và tính đồng nhất không có gì với UC <85% bị từ chối.

6. Ưu điểm và giới hạn của vòi phun xoắn ốc

Thuận lợi

• Góc phun rộng và vùng phủ sóng đồng đều với hình học tương đối đơn giản.
• Khả năng chống tắc nghẽn cao So với các vòi tiêm hình nón rỗng đa micro.
• Độ bền: Kênh xoắn ốc phân phối căng thẳng và giảm xói mòn cục bộ.
• Hiệu suất của Steening: Sự ổn định về mẫu trên một dải áp lực rộng.
• Khả năng phục vụ: Chèn thay thế hoặc hộp mực xoắn ốc đơn giản hóa bảo trì.

Giới hạn

• Giới hạn phổ giọt: Trong khi đa năng, Vòi phun xoắn ốc có thể không đạt được nguyên tử hóa siêu mịn (Sub-50) của vòi phun hình nón rỗng áp suất cao chuyên dụng.
• Sản xuất phức tạp: dung sai xoắn ốc chặt chẽ có thể đòi hỏi và tốn kém cho các kênh rất nhỏ.
• Thiết kế độ nhạy: Thoát khỏi hình học môi là rất quan trọng - Kết thúc môi kém hoặc Burrs thay đổi đáng kể nguyên tử hóa.
• Không lý tưởng cho chất lỏng cực kỳ nhớt Trừ khi được làm nóng hoặc đặc biệt được mô tả.

7. Các ứng dụng công nghiệp của vòi phun xoắn ốc

• Đi xuống & xử lý kim loại: liên tục, Xịt bao phủ rộng để loại bỏ quy mô và làm mát.
• Tháp làm mát & Làm mát bay hơi: góc phun rộng để tối đa hóa khu vực tiếp xúc và bay hơi.
• Ức chế bụi & Kiểm soát hạt: Thuốc xịt chu vi trong các cơ sở khai thác/xi măng.
• Độ ẩm / Nhà kính sương mù: Phạm vi bảo hiểm rộng ổn định với áp lực khiêm tốn.
• Phòng cháy chữa cháy (Các biến thể đặc biệt): Vòi phun xoắn ốc lớn hơn được sử dụng trong các hệ thống deluge và máy làm mát phun.
• Xử lý hóa học & máy lọc máu: nơi mà cả bảo hiểm và khả năng chống ăn mòn được yêu cầu.

8. Chế độ thất bại phổ biến, Khắc phục sự cố, và giảm thiểu

9. So sánh với các loại vòi phun khác

10. Phần kết luận

Vòi phun xoắn ốc là một gia đình linh hoạt của các nguyên tử công nghiệp cân bằng phạm vi bảo hiểm rộng, chống tắc nghẽn, và hoạt động mạnh mẽ.

Hình học bên trong xoắn ốc của họ cung cấp những lợi thế về khả năng phục vụ và ổn định đối với nhiều thiết kế lỗ thông thường, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Lựa chọn chính xác đòi hỏi sự chú ý đến các thuộc tính chất lỏng, Phạm vi áp suất, Đoạn văn miễn phí tối thiểu và khả năng tương thích vật liệu.

Những tiến bộ trong sản xuất và lớp phủ tiếp tục mở rộng khả năng của vòi phun xoắn ốc thành các ứng dụng đòi hỏi khắt khe hơn.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao chọn vòi phun xoắn ốc

• Tốt sự ổn định mô hình trên một dải áp lực rộng.
• Khả năng chịu tắc nghẽn cao hơn Hơn nhiều vòi phun hình rỗng vi mô vì đường dẫn xoắn ốc phân phối dòng chảy và thường có các lối đi miễn phí tối thiểu lớn hơn.
• Phạm vi bảo hiểm rộng khả năng có một vòi phun (Giảm số lượng vòi phun).
• Chèn thay thế Thiết kế đơn giản hóa bảo trì và chi phí vòng đời thấp hơn trong môi trường ăn mòn.

Có định hướng vòi phun xoắn ốc nhạy cảm với nhau?

Một số thiết kế có thể khoan dung với bất kỳ định hướng nào; Những người khác yêu cầu một định hướng dọc để duy trì tính đối xứng. Xác nhận với nhà sản xuất.

Vòi phun xoắn ốc có thể xử lý các bùn?

Có - chúng thường được sử dụng cho các vết trượt và xuống. Chọn hình học kênh lớn hơn và vật liệu cứng (HVOF, gốm sứ) cho dịch vụ bùn mài mòn.

Các vòi phun xoắn ốc đòi hỏi các bộ lọc ngược dòng đặc biệt?

Có - Chỉ định các bộ lọc có mở lưới tối đa là ≤ 1/3 của chiều rộng kênh xoắn ốc nhỏ nhất để ngăn chặn tắc nghẽn trong khi cân bằng tần số bảo trì.