一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴制造技术

本发明专利技术一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，包括：喷头(1)，旋转芯轴(2)，壳体(3)，接入段(4)；旋转芯轴(2)分成三部分；喷头(1)上一部分水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线平行；喷头(1)上其余的水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线呈一定角度，且喷头(1)上其余的水孔中每一个水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线所呈的角度各不相同；超高压水在从喷头(1)的水孔喷出时，带动喷头(1)和旋转芯轴(2)整体进行旋转，用于金属外表或管道内壁等的除锈、油、油漆、海洋生物以及盐、碱、垢等污物，还可以用于金属表面抛光的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴
本专利技术涉及一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，属于超高压水射流清洗领域
技术介绍
高压水射流清洗是从20世纪70年代发展起来的一项新的清洗技术，10MPa＜水压≤100MPa，在工业发达国家高压水射流清洗已经成为主要清洗技术，占据了清洗市场上的主要份额。如美国石化企业在换热设备上，采用高压水射流清洗的占80％以上，化学清洗的比例仅仅5％左右。目前，研究机构也都开展了水射流清洗理论的深入研究和各种清洗设备的研制，如今已迈入超高压清洗
，即水压超过100MPa，超高压水射流属于物理清洗，相比较其他清洗方法主要优势为：成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。我国的水射流技术起步于20世纪50年代,最初主要用于采矿业。80年代中期,我国首次引进高压水射流设备,并进行仿制和自主的研究开发,用于航空复合材料的切割。同时,在船舶工业,水射流主要用于清洗、除锈。1993年我国正式推出第一台国产高压磨料水射流切割设备,高压水射流设备也得到了迅猛发展,从小功率到大功率、从单机到成套设备、从高压到超高压,从通用设备到专用设备,新产品不断开发,促进了高压水射流技术在国内的应用。90年代初,燕山石化公司率先成立了北京燕山高压水清洗技术开发公司，研发出进行管式换热器管程和管壳清洗机。随后北京科技大学采用高压水射流技术，研制高压水射流除垢机择工作压力28MPa，水流量为80L/min,清洗一根管子的时间缩短，清通率提升，污垢去除率提升，我国在高压水射流领域得到长足发展，各种产品技术成熟。现如今水射流清洗已从高压水射流清洗跨入超高压水射流清洗阶段，我国的清洗业也迈入此阶段，超高压水泵逐渐国产化，但配套清洗喷嘴的研制进展不大，使用寿命基本在30小时左右，清洗效率低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服超高压清洗喷嘴使用寿命短，清洗效率低的问题，提供一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，用于金属外表或管道内壁等的除锈、油、油漆、海洋生物以及盐、碱、垢等污物，还可以用于金属表面抛光的作用。本专利技术解决的技术方案为：一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，包括：喷头(1)，旋转芯轴(2)，壳体(3)，接入段(4)；旋转芯轴(2)分成三部分；一部分为中空大圆柱段，中间部分为中空圆台段、另部分为中空小圆柱段；中空圆台段的小端面与中空大圆柱段的一个端面固连，中空圆台段的大端面与中空小圆柱段的一个端面固连；旋转芯轴(2)的中空小圆柱段伸入接入段(4)的内腔内；中空圆台段位于壳体(3)内；中空大圆柱段能够与喷头(1)螺纹连接；壳体(3)的内表面为圆台形，与旋转芯轴(2)的中空圆台段形状匹配；壳体(3)的内表面的小端面与壳体(3)的一端连通；壳体(3)的内表面的大端面与壳体(3)的另一端连通；接入段(4)的内腔能够连接外部超高压供水装置；旋转芯轴(2)的中空圆台段沿周向设有多个水孔，水孔的一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的外表面连通，另一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的内表面连通；水孔的中轴线与旋转芯轴(2)的中轴线呈钝角；水孔的一端相对另一端靠近喷头(1)；喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，螺旋切削刃从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；球缺段的顶部能够实现对污渍的钻削清洗；喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔连通喷头(1)的内腔，喷头(1)的内腔与连通旋转芯轴(2)的中空部分连通；喷头(1)上一部分水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线平行；喷头(1)上其余的水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线呈一定角度，且喷头(1)上其余的水孔中每一个水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线所呈的角度各不相同；超高压水在从喷头(1)的水孔喷出时，带动喷头(1)和旋转芯轴(2)整体进行旋转。优选的，喷头(1)的内腔，包括喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔；喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔依次相连；喷头(1)的螺纹孔与旋转芯轴(2)的中空大圆柱段靠近喷头(1)的外螺纹配合，实现螺纹连接；喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔穿过喷头(1)的喷水段内腔，与喷头(1)的圆台段内腔连通。优选的，接入段(4)内腔分四部分，分别为大圆柱形内腔、小圆柱形内腔、圆台形内腔和螺纹孔；接入段(4)的一端与壳体(3)螺纹配合固连，接入段(4)的大圆柱形内腔与旋转芯轴(2)的中空小圆柱段间隙配合；接入段(4)的大圆柱形内腔的一侧与壳体(3)的另一端配合，接入段(4)的大圆柱形内腔的另一侧与小圆柱形内腔的一侧连通，小圆柱形内腔的另一侧与圆台形内腔的小端面连通，圆台形内腔的大端面于螺纹孔的一端连通；螺纹孔的另一端与接入段(4)的另一端连通。优选的，接入段(4)的螺纹孔，与外部的手持喷枪(6)通过螺纹配合固连。优选的，接入段(4)能能够连接外部的手持喷枪(6)，手持喷枪(6)通过外部的高压泵组供超高压水，通过手持喷枪(6)的水流控制后，将超高压水送至接入段(4)内，依次通过接入段(4)的圆台形内腔、小圆柱形内腔后进入旋转芯轴(2)的中空小圆柱段内，在旋转芯轴(2)内依次经过中空小圆柱段、中空圆台段和中空大圆柱段，进入喷头(1)，由喷头(1)喷出；超高压水在经过旋转芯轴(2)的中空圆台段时，通过轴向分布的水孔，将超高压水引至旋转芯轴(2)的中空圆台段的外表面，使旋转芯轴(2)相对于壳体(3)向着接入段(4)的方向产生一个作用力，在旋转芯轴(2)的中空圆台段的外表面与壳体(3)的内表面之间形成间隙，形成水膜；水膜覆盖旋转芯轴(2)的中空圆台段和中空小圆柱段的外表面，且从壳体(3)的一端流出；优选的，高压泵组输出的超高压水的压力在100MPa以上。优选的，旋转芯轴(2)的中空大圆柱段靠近喷头(1)一侧设有外螺纹，与喷头(1)能够通过螺纹连接固连。优选的，喷头(1)的内腔，包括喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔；喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔依次相连；喷头(1)的螺纹孔与旋转芯轴(2)的中空大圆柱段靠近喷头(1)的外螺纹配合，实现螺纹连接。优选的，喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔穿过喷头(1)的喷水段内腔，与喷头(1)的圆台段内腔连通；喷头(1)上一部分水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线平行；喷头(1)上其余的水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线呈一定角度，且喷头(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，其特征在于包括：喷头(1)，旋转芯轴(2)，壳体(3)，接入段(4)；/n旋转芯轴(2)分成三部分；一部分为中空大圆柱段，中间部分为中空圆台段、另部分为中空小圆柱段；中空圆台段的小端面与中空大圆柱段的一个端面固连，中空圆台段的大端面与中空小圆柱段的一个端面固连；旋转芯轴(2)的中空小圆柱段伸入接入段(4)的内腔内；中空圆台段位于壳体(3)内；中空大圆柱段能够与喷头(1)螺纹连接；/n壳体(3)的内表面为圆台形，与旋转芯轴(2)的中空圆台段形状匹配；壳体(3)的内表面的小端面与壳体(3)的一端连通；壳体(3)的内表面的大端面与壳体(3)的另一端连通；/n接入段(4)的内腔能够连接外部超高压供水装置；/n旋转芯轴(2)的中空圆台段沿周向设有多个水孔，水孔的一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的外表面连通，另一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的内表面连通；水孔的中轴线与旋转芯轴(2)的中轴线呈钝角；水孔的一端相对另一端靠近喷头(1)；/n喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，螺旋切削刃从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；球缺段的顶部能够实现对污渍的钻削清洗；/n喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔连通喷头(1)的内腔，喷头(1)的内腔与连通旋转芯轴(2)的中空部分连通；/n喷头(1)上一部分水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线平行；喷头(1)上其余的水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线呈一定角度，且喷头(1)上其余的水孔中每一个水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线所呈的角度各不相同；超高压水在从喷头(1)的水孔喷出时，带动喷头(1)和旋转芯轴(2)整体进行旋转。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，其特征在于包括：喷头(1)，旋转芯轴(2)，壳体(3)，接入段(4)；
旋转芯轴(2)分成三部分；一部分为中空大圆柱段，中间部分为中空圆台段、另部分为中空小圆柱段；中空圆台段的小端面与中空大圆柱段的一个端面固连，中空圆台段的大端面与中空小圆柱段的一个端面固连；旋转芯轴(2)的中空小圆柱段伸入接入段(4)的内腔内；中空圆台段位于壳体(3)内；中空大圆柱段能够与喷头(1)螺纹连接；
壳体(3)的内表面为圆台形，与旋转芯轴(2)的中空圆台段形状匹配；壳体(3)的内表面的小端面与壳体(3)的一端连通；壳体(3)的内表面的大端面与壳体(3)的另一端连通；
接入段(4)的内腔能够连接外部超高压供水装置；
旋转芯轴(2)的中空圆台段沿周向设有多个水孔，水孔的一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的外表面连通，另一端与旋转芯轴(2)的中空圆台段的内表面连通；水孔的中轴线与旋转芯轴(2)的中轴线呈钝角；水孔的一端相对另一端靠近喷头(1)；
喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，螺旋切削刃从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；球缺段的顶部能够实现对污渍的钻削清洗；
喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔连通喷头(1)的内腔，喷头(1)的内腔与连通旋转芯轴(2)的中空部分连通；
喷头(1)上一部分水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线平行；喷头(1)上其余的水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线呈一定角度，且喷头(1)上其余的水孔中每一个水孔的中心轴线与喷头(1)的中心轴线所呈的角度各不相同；超高压水在从喷头(1)的水孔喷出时，带动喷头(1)和旋转芯轴(2)整体进行旋转。


2.根据权利要求1所述的一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，其特征在于：喷头(1)的内腔，包括喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔；喷水段内腔、圆台段内腔、小圆柱段内腔、大圆柱段内腔、螺纹孔依次相连；
喷头(1)的螺纹孔与旋转芯轴(2)的中空大圆柱段靠近喷头(1)的外螺纹配合，实现螺纹连接；
喷头(1)的外表面分为两部分，分别为球缺段和圆柱段；在喷头(1)上设置螺旋槽，形成沿周向分布的螺旋切削刃，从喷头(1)的球缺段延伸至圆柱段；喷头(1)螺旋槽以外的外表面上设置多个圆柱形水孔；水孔穿过喷头(1)的喷水段内腔，与喷头(1)的圆台段内腔连通。


3.根据权利要求1所述的一种带有切削功能的超高压水射流旋转清洗喷嘴，其特征在于：接入段(4)内腔分四部分，分别为大圆柱形内腔、小圆柱形内腔、圆台形内腔和螺纹孔；接入段(4)的一端与壳体(3)螺纹配合固连，接入段(4)的大圆柱形内腔与旋转芯轴(2)的中空小圆柱段间隙配合；接入段(4)的大圆柱形内腔的一侧与壳体(3)的另一端配合，接入段(4)的大圆柱形内腔的另一侧与小圆柱形内腔的一侧连通，小圆柱形内腔的另一侧与圆台形内腔的小端面连通，圆台形内腔的大端面于螺纹孔的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子盟，余奕甫，刘兵兵，马开拓，王苏宁，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11