本技術(shù)屬于軟土地基干噴攪拌樁施工機(jī)械設(shè)備，尤其涉及一種直噴式高壓噴射裝置。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)的軟土地基分布廣泛，特別是在海湖江河區(qū)域的地基土含水量率高、空隙比大、壓縮性高，針對(duì)這類軟土地基，國(guó)土開(kāi)發(fā)需要進(jìn)行大量的軟土地基處理工程。上世紀(jì)60年代，瑞典成功開(kāi)發(fā)干噴攪拌樁技術(shù)，其利用石灰或水泥等固化劑干粉料加固飽和軟土或淤泥地基，該項(xiàng)技術(shù)憑借吸水和固化雙重技術(shù)功能，能夠大幅度提高加固地基的強(qiáng)度與承載能力，土木建筑工程中應(yīng)用干噴攪拌樁技術(shù)可以獲得良好的軟弱地基加固處理效果。然而，現(xiàn)有的干噴攪拌樁的施工后臺(tái)主要采用人工控制的壓力料罐、通用噴射器及輸料管道設(shè)備，在施工過(guò)程中，粉體下料與噴射器操作都是采用人工方式，完全憑工人經(jīng)驗(yàn)實(shí)施。由于施工人員的技能水平與熟練程度的差異，常會(huì)導(dǎo)致粉料供料與噴射輸送出現(xiàn)非均勻且不穩(wěn)定的狀態(tài)，特別容易造成固化材料的輸送管道堵塞，從而使干噴攪拌樁施工中的固化劑粉料的供料、噴射與輸送不連續(xù)，施工鉆具底部噴嘴的固化劑噴射量不均勻不穩(wěn)定，攪拌樁施工質(zhì)量難以保證。產(chǎn)生上述技術(shù)缺陷的主要原因是噴射器和混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，固化劑粉料噴射不能穩(wěn)定連續(xù)，無(wú)法為氣固兩相流提供足夠的氣力輸送能力。存在具體技術(shù)缺陷為：粉料噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，工作噴嘴存在放置錯(cuò)位和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，混合器也采用等直徑結(jié)構(gòu)，使得氣固兩相流難以充分混合壓縮并生成氣固兩相旋流，造成固化劑粉料的氣力輸送能力不足，經(jīng)常出現(xiàn)輸送管道堵塞現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種直噴式高壓噴射裝置。

2、本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，這種直噴式高壓噴射裝置包括接受室、噴射器和混合器，所述噴射器和所述混合器均與所述接受室連通，所述噴射器和所述混合器之間呈水平同一軸線分布，且所述噴射器位于所述接受室的左側(cè)，所述混合器位于所述接受室的右側(cè)。

3、作為優(yōu)選，所述噴射器包括噴射管和工作噴嘴，所述噴射管插入至所述接受室的左側(cè)壁并與其固定密封連接，所述工作噴嘴與所述噴射管連接固定，且所述噴射管和所述工作噴嘴的截面中心與所述混合器的截面中心處在同一軸線上。

4、作為優(yōu)選，所述噴射器位于所述混合器的正后方，所述工作噴嘴的噴氣端位于所述接受室的中垂線右側(cè)，并可通過(guò)改變所述工作噴嘴的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)所述工作噴嘴的噴氣端位置。

5、作為優(yōu)選，所述工作噴嘴的內(nèi)徑沿噴嘴內(nèi)部向噴氣端口呈先收縮后擴(kuò)大的結(jié)構(gòu)，所述工作噴嘴的噴氣端的內(nèi)徑為10mm～20mm，且噴氣端內(nèi)徑的放大錐角角度為1°～10°；所述工作噴嘴噴射出的高速高壓氣體噴射束直徑小于所述圓形通孔的直徑。

6、作為優(yōu)選，當(dāng)所述接受室采用圓柱形結(jié)構(gòu)，所述混合器包括依次相連的收縮管和混合管，所述收縮管與所述接受室的右側(cè)壁上所設(shè)有的圓形通孔相連接，所述混合管與所述氣料輸送管道相連接；所述混合器采用縮徑和等徑結(jié)構(gòu)的變化空間，所述收縮管的直徑沿所述接受室至所述混合器方向由大變小并呈圓臺(tái)形，所述混合管的直徑為等內(nèi)徑管。

7、作為優(yōu)選，當(dāng)所述接受室采用彎管結(jié)構(gòu)，所述混合器包括依次相連的收縮管、混合管和擴(kuò)散管，所述收縮管與所述接受室的右側(cè)壁上所設(shè)有的圓形通孔相連接，所述混合管與所述氣料輸送管道相連接；所述混合器采用縮徑、等徑及擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的變化空間，所述收縮管的直徑沿所述接受室至所述混合器方向由大變小并呈圓臺(tái)形，所述混合管的直徑為等內(nèi)徑管，所述擴(kuò)散管的直徑沿所述接受室至所述混合器方向由小變大并呈圓臺(tái)形。

8、作為優(yōu)選，所述接受室的頂端自上而下依次設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門和進(jìn)料口，并分別用于進(jìn)粉料通道的開(kāi)關(guān)與固化劑粉料的接收；所述氣料輸送管道連接于所述混合器的前端并用于繼續(xù)向前輸送由所述混合器噴出的氣固兩相混合旋流。

9、本實(shí)用新型的直噴式高壓噴射裝置優(yōu)點(diǎn)是集中高壓氣體的噴射能量直接噴射沖擊和引射引流，將高壓氣體與固化劑粉料混合壓縮形成旋流，通過(guò)增壓提高氣力輸送能力，降低管道壓力損失，實(shí)現(xiàn)氣固兩相流體介質(zhì)的遠(yuǎn)距離輸送。具體的，直噴式結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)是將噴射器置于混合器的正后方，工作噴嘴中心對(duì)準(zhǔn)混合器中心，由于噴射器中心與混合器中心在同一軸線上，通過(guò)調(diào)節(jié)工作噴嘴的擴(kuò)展角度和調(diào)節(jié)工作噴嘴與接受室右側(cè)壁的圓形通孔垂直截面處的距離，可保證工作噴嘴噴射出的高壓氣體流束能夠完全射入混合器中且不出現(xiàn)氣流反射狀況；最大程度地節(jié)省了高壓氣體噴射流能量，并且形成了接受室負(fù)壓區(qū)，進(jìn)而利用引射流效應(yīng)將固化劑粉料順利吸入混合器中。

10、不同于現(xiàn)有技術(shù)采用的等直徑混合器，本實(shí)用新型通過(guò)收縮管、混合管和擴(kuò)散管順序連接構(gòu)成混合器，混合器采用了倒圓臺(tái)形、圓柱體形和正圓臺(tái)形組合管結(jié)構(gòu)，通過(guò)縮徑-等徑-擴(kuò)徑的空間結(jié)構(gòu)變化，以及幾何尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠?qū)夤虄上嗔鞯某跏挤蔷鶆蛄鲌?chǎng)經(jīng)過(guò)混合壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)楹笃诘木鶆蛄鲌?chǎng)，快速生成了有利于遠(yuǎn)距離氣力輸送的氣固兩相旋流。

技術(shù)特征：

1.一種直噴式高壓噴射裝置，包括接受室（1）、噴射器（2）和混合器（3），其特征在于：所述噴射器（2）和所述混合器（3）均與所述接受室（1）連通，所述噴射器（2）和所述混合器（3）之間呈水平同一軸線分布，且所述噴射器（2）位于所述接受室（1）的左側(cè)，所述混合器（3）位于所述接受室（1）的右側(cè)；所述噴射器（2）包括噴射管（21）和工作噴嘴（22），所述噴射管（21）插入至所述接受室（1）的左側(cè)壁并與其固定密封連接，所述工作噴嘴（22）與所述噴射管（21）連接固定；所述工作噴嘴（22）的內(nèi)徑沿噴嘴內(nèi)部向噴氣端口呈先收縮后擴(kuò)大的結(jié)構(gòu)，所述工作噴嘴（22）噴射出的高速高壓氣體噴射束直徑小于圓形通孔（13）的直徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：所述噴射管（21）和所述工作噴嘴（22）的截面中心與所述混合器（3）的截面中心處在同一軸線上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：所述噴射器（2）位于所述混合器（3）的正后方，所述工作噴嘴（22）的噴氣端位于所述接受室（1）的中垂線右側(cè)，并可通過(guò)改變所述工作噴嘴（22）的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)所述工作噴嘴（22）的噴氣端位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：所述工作噴嘴（22）的噴氣端的內(nèi)徑為10mm～20mm，且噴氣端內(nèi)徑的放大錐角角度為1o～10o。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：當(dāng)所述接受室（1）采用圓柱形結(jié)構(gòu)，所述混合器（3）包括依次相連的收縮管（31）和混合管（32），所述收縮管（31）與所述接受室（1）的右側(cè)壁上所設(shè)有的圓形通孔（13）相連接，所述混合管（32）與氣料輸送管道（9）相連接；所述混合器（3）采用縮徑和等徑結(jié)構(gòu)的變化空間，所述收縮管（31）的直徑沿所述接受室（1）至所述混合器（3）方向由大變小并呈圓臺(tái)形，所述混合管（32）的直徑為等內(nèi)徑管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：當(dāng)所述接受室（1）采用彎管結(jié)構(gòu)，所述混合器（3）包括依次相連的收縮管（31）、混合管（32）和擴(kuò)散管（33），所述收縮管（31）與所述接受室（1）的右側(cè)壁上所設(shè)有的圓形通孔（13）相連接，所述擴(kuò)散管（33）與氣料輸送管道（9）相連接；所述混合器（3）采用縮徑、等徑及擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的變化空間，所述收縮管（31）的直徑沿所述接受室（1）至所述混合器（3）方向由大變小并呈圓臺(tái)形，所述混合管（32）的直徑為等內(nèi)徑管，所述擴(kuò)散管（33）的直徑沿所述接受室（1）至所述混合器（3）方向由小變大并呈圓臺(tái)形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直噴式高壓噴射裝置，其特征在于：所述接受室（1）的頂端自上而下依次設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門（12）和進(jìn)料口（11），并分別用于進(jìn)粉料通道的開(kāi)關(guān)與固化劑粉料的接收；氣料輸送管道（9）連接于所述混合器（3）的前端并用于采用氣力輸送的方式繼續(xù)向前輸送由所述混合器（3）噴出的氣固兩相混合旋流。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種直噴式高壓噴射裝置，包括接受室、噴射器和混合器，噴射器和混合器均與接受室連通，噴射器和混合器之間呈水平同一軸線分布，且噴射器位于接受室的左側(cè)，混合器位于接受室的右側(cè)；本技術(shù)集中高壓氣體的噴射能量直接噴射沖擊和引射引流，把高壓氣體與固化劑粉料混合壓縮形成旋流，增強(qiáng)了氣力輸送能力，降低了管道壓力損失，其收縮管、混合管和擴(kuò)散管構(gòu)成的混合器利用縮徑—等徑—擴(kuò)徑的空間結(jié)構(gòu)變化及幾何尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可將氣固兩相流的初始非均勻流場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹笃诰鶆蛄鲌?chǎng)，提升了管道氣固流體動(dòng)壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：楊寧曄,劉鐘,王占丑,張楚福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江坤德創(chuàng)新巖土工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240228
技術(shù)公布日：2025/1/9