本實(shí)用新型總體上涉及一種石油化工、電力、冶金等行業(yè)用的耐磨噴嘴，具體地涉及一種可拆裝的復(fù)合噴嘴。

背景技術(shù)：

石油化工、電力、冶金等行業(yè)中的氣固流態(tài)化反應(yīng)或輸送的裝置中，因存在高溫、高速?zèng)_刷及由于局部負(fù)壓造成固體顆粒倒吸等現(xiàn)象，導(dǎo)致的磨損問題一直困擾著該裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。近些年，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的陶瓷復(fù)合噴嘴，得到了較為廣泛的應(yīng)用。陶瓷復(fù)合噴嘴主要由金屬外套和陶瓷芯管構(gòu)成。陶瓷芯管內(nèi)置于金屬外套中，兩者之間用膠粘接，陶瓷芯管兩端有金屬擋圈，擋圈與金屬外套焊接為一體。陶瓷復(fù)合噴嘴具有耐磨性較好，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

然而，陶瓷復(fù)合噴嘴在使用反饋和報(bào)道中也反映出較多問題。

例如，使用過程中陶瓷復(fù)合噴嘴容易發(fā)生破裂。嚴(yán)重的情況下，一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，損壞率達(dá)20％以上。主要原因?yàn)樘沾蓮?fù)合噴嘴在制造和安裝時(shí)均采用焊接方法連接，極易出現(xiàn)因金屬外套焊接殘余應(yīng)力擠碎或者擠裂陶瓷噴嘴芯管，導(dǎo)致失效。

此外，陶瓷復(fù)合噴嘴由于為整體結(jié)構(gòu)且焊接連接在設(shè)備上，所以陶瓷復(fù)合噴嘴失效后需要整體更換時(shí)，需要對(duì)設(shè)備連接件切割、焊接，更換難度大、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種性能可靠、拆裝便捷的復(fù)合噴嘴。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種可拆裝的復(fù)合噴嘴，其包括：管狀的噴嘴芯管，具有圍合成中心噴孔的內(nèi)壁和與內(nèi)壁相反的外壁；用于將所述噴嘴芯管接收并固定于其中的支撐管，其具有第一端和第二端以及從第一端向第二端直徑逐漸增大的圓錐臺(tái)形狀的外壁；和外套管，其內(nèi)壁形成圓錐臺(tái)形狀的安裝孔，使得所述支撐管的第一端能夠從所述外套管的安裝孔的較大的一端插入外套管，從而被固定在外套管中。

優(yōu)選，所述支撐管的外壁上形成有定位凹槽，并且所述外套管上與所述定位凹槽對(duì)應(yīng)的位置上形成有通孔，以供定位銷穿過所述通孔而與所述定位凹槽卡合。

所述支撐管與所述噴嘴芯管之間可以通過粘接劑連接在一起。

優(yōu)選，所述支撐管由徑向抱合的至少兩片抱箍構(gòu)成。

優(yōu)選，所述噴嘴芯管的外壁和所述支撐管的內(nèi)壁中的一者上形成有凸起，另一者上形成有與所述凸起配合的凹槽。更優(yōu)選，所述凸起包括沿軸向布置和/或沿周向布置的多個(gè)凸起。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，還提供一種用于復(fù)合噴嘴的芯管組件，其包括：管狀的噴嘴芯管，具有圍合成中心噴孔的內(nèi)壁和與內(nèi)壁相反的外壁；和用于將所述噴嘴芯管接收并固定于其中的支撐管，其具有第一端和第二端以及從第一端向第二端直徑逐漸增大的圓錐臺(tái)形狀的外壁。

優(yōu)選，所述支撐管的外壁上形成有定位凹槽。

優(yōu)選，所述支撐管與所述噴嘴芯管之間可以通過粘接劑連接在一起，并且所述支撐管由徑向抱合的至少兩片抱箍構(gòu)成。

優(yōu)選，所述噴嘴芯管的外壁和所述支撐管的內(nèi)壁中的一者上形成有凸起，另一者上形成有與所述凸起配合的凹槽。更優(yōu)選，所述凸起包括沿軸向布置和/或沿周向布置的多個(gè)凸起。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面，提供一種用于輸送流態(tài)化材料的裝置，其包括主體和安裝在主體上的、用于噴射所述流態(tài)化材料的復(fù)合噴嘴，其中，所述復(fù)合噴嘴為如上述構(gòu)造的復(fù)合噴嘴。

本實(shí)用新型提高了復(fù)合噴嘴的安裝、運(yùn)行可靠性；還能降低了芯管組件、復(fù)合噴嘴在組裝、安裝過程中焊接對(duì)噴嘴芯管的損壞、提高了性能可靠性；同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)方便快捷的拆裝、更換。

本實(shí)用新型通過提供上述構(gòu)造的復(fù)合噴嘴、芯管組件以及采用上述復(fù)合噴嘴的裝置，實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

1、芯管損壞小，安裝、運(yùn)行可靠性高；

2、拆裝方便，可局部更換；

3、裝置的工程適應(yīng)性強(qiáng)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的復(fù)合噴嘴的縱截面示意圖；

圖2A和圖2B是可用于圖1所示復(fù)合噴嘴中的支撐管的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中圖2A為縱截面示意圖，圖2B為橫截面示意圖；

圖2C示出了圖2A和圖2B所示支撐管的一種變型；

圖3A、圖3B和圖3C分別示出了支撐管的其他變型。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴的縱截面示意圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴包括由噴嘴芯管10和用于接收和固定噴嘴芯管10的支撐管20構(gòu)成的芯管組件、以及用于可拆卸地接收和固定芯管組件的外套管30。如圖1中進(jìn)一步示意性地示出的，外套管30通過例如焊接固定連接至采用復(fù)合噴嘴的、用于輸送流態(tài)化材料的裝置100上。

在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，支撐管20具有第一端(圖1中所示下端)和第二端(圖1中所示上端)以及從第一端向第二端直徑逐漸增大的圓錐臺(tái)形狀的外壁；并且，外套管30的內(nèi)壁形成圓錐臺(tái)形狀的安裝孔，使得支撐管20的第一端能夠從外套管的安裝孔的較大的一端(圖1中所示的上端)插入外套管30，施加外力，直至被固定在外套管中。

如圖2中更清楚地示出的，優(yōu)選支撐管20的外壁上形成定位凹槽21。相應(yīng)地，外套管30上與定位凹槽21對(duì)應(yīng)的位置上形成有通孔31，以供定位銷50穿過通孔31而與定位凹槽21卡合，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的定位和卡緊。優(yōu)選，在周向方向上，在支撐管20和外套管30上形成不止一個(gè)定位凹槽和通孔，以使力的分布均勻。這里，“對(duì)應(yīng)的位置”指的是芯管組件牢固地安裝到外套管30中之后外套管與支撐管上彼此相對(duì)的位置。在一些示例中，通孔31可以為螺紋孔，定位銷50例如可以為螺釘或螺栓，螺釘與螺紋孔螺紋配合，并與定位凹槽21卡合。在一些示例中，外套管30上可以形成有在軸向方向上處于不同位置的多個(gè)通孔31，以便與不同的芯管組件配合使用，或者便于適應(yīng)安裝時(shí)芯管組件與外套管之間的配合誤差。

在安裝根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴時(shí)，可以首先將外套管30通過例如焊接方式固定至裝置100上，使得外套管30的安裝孔的孔徑縮小的方向與噴嘴的噴射方向一致；然后將其中已經(jīng)接收和固定了噴嘴芯管10的支撐管20的第一端從外套管30的安裝孔的較大的一端插入，直至通過過盈配合被固定在外套管30中。另外，如上所述，可以將定位銷50插入并穿過外套管30上的通孔31，與支撐管20上的定位凹槽21卡合。

這樣，由于與噴嘴芯管10緊密配合的支撐管20是通過與焊接至裝置100的外套管的非焊接連接而安裝的，并不需要將支撐管直接焊接到裝置100上，因此可以避免在安裝過程中在支撐管20中產(chǎn)生焊接應(yīng)力，避免焊接應(yīng)力造成的外套管變形擠壓陶瓷碎裂發(fā)生，從而相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)極大地降低對(duì)噴嘴芯管特別是陶瓷材質(zhì)的噴嘴芯管的損壞。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴還具有拆卸更換方便快捷、成本低的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，例如當(dāng)噴嘴芯管10出現(xiàn)損傷或者其它需要拆卸或更換的情況時(shí)，僅需拔出定位銷50(如果安裝有定位銷)，逆著支撐管20在安裝時(shí)的插入方向?qū)⑿竟芙M件從外套管30頂出，即可實(shí)現(xiàn)芯管組件的拆卸。這樣，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴安裝、拆卸、更換非常方便，效率高、成本低。

如圖1所示，噴嘴芯管10是管狀的，具有圍合成中心噴孔10a的內(nèi)壁和與內(nèi)壁相反的外壁。中心噴孔10a例如可以為同一直徑的圓孔或帶有階梯的圓孔。本實(shí)用新型并不限于中心噴孔的特定形狀。

噴嘴芯管10優(yōu)選為耐磨陶瓷芯管，其材質(zhì)例如可以為剛玉陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷或任何其它適合的陶瓷材料。作為一個(gè)示例，噴嘴芯管可以是纖維增強(qiáng)復(fù)合陶瓷短管，其制備是首先通過氣相沉積法工藝將ZrO2、AL2O3、Si粉、TiO2等成分沉積在作為載體的碳纖維或碳化硅纖維編織物形成陶瓷而形成短管，然后通過等溫靜壓工藝處理。纖維增強(qiáng)復(fù)合陶瓷短管制成的噴嘴芯管具有高耐磨性、低膨脹系數(shù)、強(qiáng)韌性的特性。作為另一個(gè)示例，噴嘴芯管也可以為自蔓延復(fù)合金屬管，即通過自蔓延高溫合成工藝在金屬管內(nèi)壁生成一層陶瓷相從而制成的復(fù)合金屬管。自蔓延復(fù)合金屬管與支撐管的連接方法同其它材質(zhì)的噴嘴芯管和支撐管的連接方法。

支撐管20與噴嘴芯管10之間可以通過粘接劑例如耐高溫粘接劑連接在一起；優(yōu)選兩者之間填充有粘接劑層40。

圖2A和圖2B示意性地示出了可用于圖1所示復(fù)合噴嘴的支撐管的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中圖2A為縱截面示意圖，圖2B為橫截面示意圖。在所示示例中，支撐管20由徑向抱合的兩片抱箍20a、20b構(gòu)成。如圖2B所示，這兩片抱箍20a、20b是周向上等分的，抱箍20a、20b的端部通過例如圖示的臺(tái)階表面相互配合在一起。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型并不限于構(gòu)成支撐管的抱箍的數(shù)量，例如也可以包括三個(gè)或三個(gè)以上抱箍。同時(shí)，本實(shí)用新型也不限于各個(gè)抱箍是否在周向上是等分的，而只要抱箍能夠徑向抱合形成支撐管。另外，各個(gè)抱箍的端部結(jié)構(gòu)也并不限于圖2B所示的臺(tái)階表面，而可以采用其它任何合適的結(jié)構(gòu)，例如各抱箍的端部可以是平面的，也可以是如圖2C所示的分別具有凸榫和凹槽。

同時(shí)，如圖所示，優(yōu)選，在噴嘴芯管10的外壁和支撐管20的內(nèi)壁上形成相互配合的凸起-凹槽特征，具體地，在其中一者上形成凸起，在另一者上形成與該凸起配合的凹槽。

作為示例，如圖1和圖2所示，可以在噴嘴芯管10的外壁上形成軸向分開的多個(gè)凹槽12，在支撐管20(抱箍20a、20b)的內(nèi)壁上形成軸向分開的多個(gè)凸起22。如圖2B所更加清晰地示出的，所述凸起22可以是環(huán)形凸起。相應(yīng)地，噴嘴芯管10外壁上的凹槽也是環(huán)形凹槽。

圖3A、圖3B和圖3C分別以橫截面圖示出了支撐管20內(nèi)壁上用于與噴嘴芯管10外壁的凸起/凹槽配合的凹槽/凸起特征的不同變型。具體而言，支撐管20(抱箍20a、20b)的內(nèi)壁上可以形成點(diǎn)狀凸起(圖3A)、點(diǎn)狀凹槽(圖3B)、或者周向上延伸但是不連續(xù)的凸起(圖3C)。相應(yīng)地，噴嘴芯管10外壁上可以形成點(diǎn)狀凹槽、點(diǎn)狀凸起、周向上連續(xù)或不連續(xù)的凹槽。

在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，噴嘴芯管10和支撐管20上的配合凸起-凹槽特征主要是為了限制兩者之間的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述配合的凸起-凹槽特征并不限于上述特定形式的凸起和凹槽或它們的組合方式。

由于在噴嘴芯管10的外壁和支撐管20(抱箍20a、20b)的內(nèi)壁上形成了配合的凸起-凹槽特征，所以當(dāng)組裝芯管組件時(shí)，抱箍20a、20b徑向抱合噴嘴芯管10，不僅通過兩者之間的粘接劑彼此連接，而且由于配合的凸起-凹槽特征，進(jìn)一步限制兩者之間相對(duì)的軸向運(yùn)動(dòng)，并且可選地，能夠進(jìn)一步限制兩者之間相對(duì)的周向運(yùn)動(dòng)。

可以看到，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，通過采用分體式的抱箍替代現(xiàn)有技術(shù)中一體式的金屬外套，并通過抱箍(支撐管)內(nèi)壁與芯管外壁的凸起-凹槽配合替代現(xiàn)有技術(shù)中的焊接至金屬外套的金屬擋圈，實(shí)現(xiàn)了支撐管與芯管的牢固而無需焊接的固定，有效地避免了由于芯管組件組裝過程中的焊接導(dǎo)致的應(yīng)力、變形和損壞。同時(shí)由于根據(jù)本實(shí)用新型，噴嘴芯管與抱箍為機(jī)械間隙配合，不同于常規(guī)焊接剛性連接，避免了運(yùn)行時(shí)溫差應(yīng)力造成的外套管變形擠壓陶瓷碎裂發(fā)生，可靠性高。

當(dāng)噴嘴芯管損壞失效或裝置改造需要拆卸或更換噴嘴時(shí)，先拆除定位銷50，從外套管30中頂出芯管組件，然后將分體式的抱箍分開，即可更換噴嘴芯管10而保留使用原支撐管20。

應(yīng)該理解的是，只要外套管30的安裝孔與支撐管20的外壁構(gòu)成能夠相互配合的圓錐臺(tái)形狀，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的芯管組件并不限于使用上述由徑向抱合的至少兩個(gè)抱箍構(gòu)成的支撐管，也可以采用例如現(xiàn)有的采用焊接至金屬外套的金屬擋圈將芯管固定在金屬外套中的結(jié)構(gòu)或者其他任何適合的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，采用抱箍構(gòu)成支撐管帶來了如上所述的進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型還涉及如圖1中示意性地示出的應(yīng)用了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴的、用于輸送流態(tài)化材料的裝置100。裝置100可以是：煉油行業(yè)的催化裂化設(shè)備中的主風(fēng)分布器、降壓孔板器、大孔分布板、MIP提升管反應(yīng)器的異形分布板、沉降器的汽提段等裝置；煤化工行業(yè)的甲醇制烯烴(簡(jiǎn)稱MTO)裝置中的反應(yīng)進(jìn)料分布器、主風(fēng)分布器、降壓孔板器等。

裝置100運(yùn)行時(shí)，夾帶有固體顆粒的氣體從根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴內(nèi)高速噴出，從而達(dá)到流態(tài)化的目的。由于根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合噴嘴耐磨性能優(yōu)、非焊接連接熱震穩(wěn)定性很高，故裝置100可以長(zhǎng)周期運(yùn)行、維護(hù)工作簡(jiǎn)便、維護(hù)成本低。裝置100在例如進(jìn)行擴(kuò)能改造或升級(jí)改造需要調(diào)整耐磨噴嘴開口面積以適應(yīng)改造要求時(shí)，不需要進(jìn)行整體更換或逐個(gè)割除，僅快速便捷更換噴嘴芯管即可，改造簡(jiǎn)便、工程量小、成本低。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。