一种缩放型喷嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及水射流清洗技术领域，公开了一种缩放型喷嘴，包括喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔(2)、第二圆锥谐振腔(3)和出水口(4)；所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口(5)，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端与所述出水口连接，所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大一端的内径。因此，本实用新型专利技术的缩放型喷嘴，其形成的空蚀射流可用于水上、水下清洗，具有环保、节能、高效、安全、无腐蚀、易操作等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水射流清洗
，尤其涉及一种缩放型喷嘴。
技术介绍
各类船舶水下部分的船体、换热器、推力器、以及螺旋桨只要被藻类、贝壳类等生物的侵蚀就会大大降低其工作效率。因此引擎和其他机械的燃油和维护成本也增加，一年的生物污染，可使舰船速度降低30-50％，目前，在美国每年由于污垢造成的损失超过10亿美元，全世界仅海上的污染损失就超过600亿元美元，其中船舶的污染占了30％。海上石油和天然气平台的水下部分由于密集的生物污染形成的污垢不断增加，使得在生产过程中引发了许多无法预见的安全问题。剧初步计算，从表面到水下60米处，平台每个根基上的污垢总重至少3吨；超过一年时间支撑点的抗波载荷量增加50％以上。附着在平台水下部分的支撑架和机械部分的污垢是一个非常严重的问题，它将导致机械的故障和紧急情况的发生。桥梁、码头和其它水下设施受到生物污垢严重污染后会造成设施重量和波阻力的增加，加快金属和水泥混凝土建筑物的侵蚀，尤其是建筑物上的裂缝受到污垢生物的侵蚀危害性更大。目前，我国在水下清洗工程个别较先进的企业采用美国的高压水水下清洗技术和设备，由于强大的水压(150-300兆帕)可使污染物在短时间内被清洗掉(每小时大于100平方米)。如申请号为CN201320061152.3的中国专利公开了一种干冰清洗缩放型喷嘴，包括本体，所述本体内部开有通孔，所述通孔从一端到另一端依次分为稳定段、收缩段、喉口段、扩张段，所述稳定段和喉口段呈直筒型，所述收缩段和扩张段呈锥形。本体内的通孔为渐缩渐括形式，含有干冰颗粒的气体从稳定段的直筒型通孔进入，到达收缩段时，由于收缩段直径逐渐变小，含有干冰颗粒的气体流速加快，气体到达扩张段时，由于扩张段直径逐渐变大，含有干冰颗粒的气体流动范围逐渐扩大，当含有干冰颗粒的气体从扩张段流出时，其流速和发散区域均较大，能更好处理掉待清洗件上的污渍。但是上述喷嘴适用的清洗介质为干冰，并不适用于水的清洗介质。传统的高压水射流清洗技术的优点是清洗速度快、高效、环保，但由于该项技术工作压力大(大于100Mpa)、枪体过长(1.5m以上)、喷嘴使用寿命短，从而导致在实际应用中操作的安全性和设备的可靠性低。另外，每套设备昂贵，并且技术封锁使得该项目在国内无法推广。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种缩放型喷嘴。本技术的缩放型喷嘴，其形成的空蚀射流可用于水上、水下清洗，具有环保、节能、高效、安全、无腐蚀、易操作等特点。本技术的具体技术方案为：包括喷嘴本体，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔、第二圆锥谐振腔和出水口；所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端与所述出水口连接，所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大一端的内径。作为优选，所述出水口呈半球形，且所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大的一端的内径。作为优选，所述出水口的直径为10-30mm，所述入水口的内径为3-7mm，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端的内径为2-5mm，第二圆锥谐振腔与第一圆锥谐振腔连接处的内径为0.5-4mm，所述第一圆锥谐振腔和第二圆锥谐振腔的总长为20-30mm。当所述喷嘴形状为半球形时，谐振腔长与出口孔长之比在0.2-0.5区间时的打击力较高、清洗效果最好；同时，当谐振腔长径比为0.1-0.53时测得的打击力最大。作为优选，所述第一圆锥谐振腔的弧度为π/12rad至π/6rad，所述第二圆锥谐振腔的弧度为5π/36rad至5π/18rad。作为优选，所述第二圆锥谐振腔的弧度为π/4rad。在上述条件下，喷嘴空蚀发生速度快，适宜于近距离空蚀清洗。作为优选，所述入水口设有螺纹。其用于使所述空蚀射流喷嘴与其它部件连接。本技术依据的原理是：空蚀-由气体、蒸汽或者是气体和蒸汽的混合物被挤压而形成的液体射流。空蚀现象的产生是因为液体里的局部压力下降，这主要是由于其速度增加(水动力空化)和真空半周期中产生强有力的声波转移。由于流入该区的较高压力移动，或在压缩半期期间，特殊设计的喷嘴将部分水汽化形成汽泡(空蚀)，当汽泡在几微秒的瞬间内凝结的时候，汽泡内的压力可达到400个大气压，凝结液滴的温度可达到5000K。空蚀泡沫破裂。在上述情况下所产生的流体冲击力会引发出强烈的冲击波，冲击强度可达到10000巴。这种冲击波到达被清除对象表面时能使其受到剧烈破坏脱落，从而达到清除涂层的目的。物体受到冲击波汽穴腐蚀的强度取决于多种因素，其中包括被清洗物体材质的强度性能与结构、清洗工具出口的水流压力及其与周围液体压力的比值等，通过优化工具参数和自动调节等途径对设备进行控制，以完成各种专业清除任务。本技术通过对喷嘴本体内腔体内径的分级放大，使水流通过喉径递增的喷管后产生最大的流速，同时在中低压力水流(10-15Mpa)的情况下，通过分级放大的腔体内径中产生负压脉动水射流，从而诱发大量的空化泡。此状态下的空化泡具有最大的剥蚀功能，因此本技术产生的空蚀射流对材料作用面的冲蚀或剥蚀，在效果上可比高压水射流增大数倍。与现有技术对比，本技术的有益效果是：缩放型空蚀射流喷嘴的工作压力为10Mpa～15Mpa，使用的是纯物理方法,无需任何化学试剂,没有二次污染。且该设备耐腐蚀性强，可直接使用海水水源，施工所用的海水经处理后，可直接排放到海中，不会对海洋环境造成污染。具有高效安全、环保、低成本的特点。另外，采用本技术对被沥青(污染厚度＞1cm)和油渍严重污染的金属和非金属(混凝土)表面、飞机轮胎留在跑道上面的残渣痕迹进行高效清除。在工作压力为10Mpa时，清洗速度为可达每小时20-100平方米,对被清除的物体表面无破坏性。因此，本技术的缩放型喷嘴，其形成的空蚀射流可用于水上、水下清洗，具有环保、节能、高效、安全、无腐蚀、易操作等特点。附图说明图1是本技术的一种结构示意图。附图标记为：喷嘴本体1、第一圆锥谐振腔/2、第二圆锥谐振腔3、出水口4、入水口5。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步的描述。在本技术中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。实施例1如图1所示：一种缩放型喷嘴，包括喷嘴本体1，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔2、第二圆锥谐振腔3和出水口4。所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口5，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端与所述出水口连接。所述出水口呈半球形。所述入水口上设有螺纹。其中，所述出水口的直径为20mm，所述入水口的内径为5mm，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端的内径为3.5m，第二圆锥谐振腔与第一圆锥谐振腔连接处的内径为2.25mm，所述第一圆锥谐振腔和第二圆锥谐振腔的总长为25mm，所述第二圆锥谐振腔的弧度为π/4rad。实施例2一种缩放型喷嘴，包括喷嘴本体1，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔2、第二圆锥谐振腔3和出水口4。所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口5，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩放型喷嘴，其特征在于：包括喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔(2)、第二圆锥谐振腔(3)和出水口(4)；所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口(5)，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端与所述出水口连接，所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大一端的内径。

【技术特征摘要】
1.一种缩放型喷嘴，其特征在于：包括喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体内设有依次连接的第一圆锥谐振腔(2)、第二圆锥谐振腔(3)和出水口(4)；所述第一圆锥谐振腔内径较大的一端为入水口(5)，第一圆锥谐振腔内径较小的一端与第二圆锥谐振腔内径较小的一端连接，所述第二圆锥谐振腔内径较大的一端与所述出水口连接，所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大一端的内径。2.如权利要求1所述的一种缩放型喷嘴，其特征在于，所述出水口呈半球形，且所述出水口的直径大于第二圆锥谐振腔内径较大的一端的内径。3.如权利要求2所述的一种缩放型喷嘴，其特征在于，所述出水口的直径为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翰锋，陈静，徐飞鹏，张耿涛，茹伟峰，
申请(专利权)人：洛阳双瑞防腐工程技术有限公司，北京东青晟科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41