一种超声空化辅助水射流喷嘴结构制造技术

本发明专利技术提供了一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，属于水射流喷嘴技术领域，包括喷丸结构，所述喷丸结构由高压喷头、高压管及低压液管组成；水射流结构，所述水射流结构由高压套、高压水管及导流管组成；所述导流管的外侧壁下部滑动安装有导流套；冷却机构，所述导流管的外侧壁上设置有冷却机构。该发明专利技术通过采用喷丸结构和水射流结构的相结合，并配合压电陶瓷片形成的空化效应来对金属板材表面进行喷丸抛光，同时在导流套的作用下，能够使抛光液与清水的混合溶液向中部聚拢，进一步提升了整个装置对金属板材表面进行抛光的效果，最后在冷却机构的配合下，能够对水射流结构与喷丸结构进行散热冷却，有保证了整个装置正常的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种超声空化辅助水射流喷嘴结构


[0001]本专利技术涉及水射流喷嘴领域，具体而言，涉及一种超声空化辅助水射流喷嘴结构。

技术介绍

[0002]具有复杂形状和超精密表面的光学元件广泛应用于天文、军事、航空航天和生物医学领域的计量和观测设备，其超精密抛光对形状精度和粗糙度均提出了极高的要求。然而，现有的接触式抛光工艺，如小磨头抛光、柔性气囊抛光等，往往存在着物理干涉、工具磨损、接触变形等现象，进而导致去除不可控、精度差、效率低等瓶颈问题。射流抛光是一种基于流体动能的超精密子孔径非接触抛光技术。该工艺使用加压水作为悬浮磨料颗粒(通常为1～5μm)的载体，从小喷嘴中喷出并冲击工件表面，实现材料去除。该工艺对复杂面形具有很强的适应性，且不存在传统工具头的磨损问题，特别适合各种硬脆材料、金属与非金属制成的光学透镜及其模具、微结构孔道等复杂异形件的抛光。
[0003]非淹没式空化水射流喷丸不需要将待处理的工件淹没在水中，其特殊的喷嘴结构可形成等同于淹没式空化水射流喷丸的喷丸效果，可用于大型焊接件的喷丸强化处理，但该工艺目前仍存在对去除效率低、且由于喷嘴长期置于空气中，内部的高压高温水流急速通过，会导致喷嘴过热进而影响自身的使用寿命。因此，如何专利技术一种超声空化辅助水射流喷嘴结构来改善这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，旨在改善了上述背景中提出的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：/>[0006]本专利技术提供一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，包括：
[0007]喷丸结构，所述喷丸结构由高压喷头、高压管及低压液管组成，喷丸结构用于高速喷射抛光液；
[0008]水射流结构，所述水射流结构由高压套、高压水管及导流管组成，水射流结构用于高速喷射抛光液与清水的混合溶液；
[0009]所述导流管的外侧壁下部滑动安装有导流套，导流套用于使抛光液与清水的混合溶液向中部聚拢；
[0010]冷却机构，所述导流管的外侧壁上设置有冷却机构，冷却机构用于对水射流结构与喷丸结构进行散热冷却。
[0011]优选的，所述高压喷头与高压管可拆卸连接，所述高压喷头与高压管相连通，且高压喷头与高压管连接处设置有密封圈，所述低压液管固定安装在高压管的侧壁上，所述低压液管与外部存储有抛光液的存储箱相连通。
[0012]优选的，所述高压喷头上设置有直孔段、收缩段、喉管段和扩张段，所述高压喷头的收缩段为上宽下窄的锥形形状，所述高压喷头的直孔段与喉管段均为笔直管道，所述喉
管段的内径小于直孔段的内径，所述高压喷头的扩张段是上窄下宽的锥形形状。
[0013]优选的，所述高压套可拆卸安装在高压喷头的侧壁上，且连接处设置有密封圈，所述高压水管可拆卸安装在高压套上端面的左右两侧，且所述高压水管与高压套连接处均设置有密封垫，所述导流管固定安装在高压套的下端。
[0014]优选的，所述高压套与高压水管相连通，所述高压套与高压喷头相连通，且高压套的下部内腔呈上宽下窄的锥形形状，所述高压管的上端面固定安装压电陶瓷片，所述压电陶瓷片设置在高压喷头的同轴位置，压电陶瓷片的圆弧形半径为10～100mm。
[0015]优选的，所述抛光液中的磨粒采用纳米A120、二氧化硅颗粒或氧化铈中的一种或几种成分组合的抛光液，所述抛光液从低压液管喷出的供给压力为0.5～15Mpa，低压液管出口处的抛光液的喷射速度为10～100m/s。
[0016]优选的，所述冷却机构包括固定安装在导流管侧壁上的安装板，以及用于安装板与导流套之间连接的弹簧套，所述安装板的上端面固定安装有压力圈，所述导流套的上端面固定安装有连接杆，所述压力圈的内腔固定安装有活塞板，所述压力圈的上端面通过轴套转动安装有散热风扇。
[0017]通过采用上述技术方案，能够使使压力圈内冷却液以雾状液体喷洒在高压套及导流管上，从而达到对其进行冷却降温的效果，避免了其时间在高温状态下进行工作，进而有效提升了其使用的寿命
[0018]优选的，所述连接杆与活塞板固定连接，所述连接杆贯穿弹簧套与安装板，所述连接杆的内腔螺纹连接有螺旋杆，所述螺旋杆的螺纹升角大于连接杆内腔的当量摩擦角，所述螺旋杆与压力圈转动连接，所述压力圈外侧壁下部固定且连通有喷雾管，所述喷雾管与压力圈的连通处设置有出口向喷雾管方向的单向水阀，所述安装板的上端面外侧固定安装有储液盒，所述储液盒通过管道与压力圈相连通，且连通处设置有出口向压力圈方向的单向水阀。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1、将抛光液通过低压液管以低压进入高压管内，将水射流以高压从高压水管流经高压套内，在压电陶瓷片运行的作用下，能够加速抛光液内的磨粒高速向下方移动，使其在流经高压管上的喉管段时，发生空化形成空化泡，而空化泡在与高压套内高压的水流接触后，会形成含有抛光液的混合溶液，进而会随着高压的水射流垂直的向待抛光金属板的表面运动，此时利用抛光液空化泡溃灭时释放的巨大压力作用于待抛光金属板的表面，即可有效的对待抛光金属板进行喷丸抛光，相比于传统的机械喷丸在对待抛光金属板表面进行抛光，具有显著的效率提升，同时可对大型工件同时进行空化喷丸强化和抛光，绿色环保，可节省成本。
[0021]2、在对待抛光金属抛光时，导流套能够带动连接杆使螺旋杆上的散热风扇得到转动，此时散热风扇能够加速空气的流动，以形成较为急速的气流实现对导流管的外壁进行吹拂，进而达到对导流管进行冷却散热的功能，与此同时，在连接杆向下移动时，活塞板也将同步向下移动，使压力圈内腔下部的冷却液从喷雾管处喷出，并以雾状液体喷洒在高压套及导流管上，此时低温的冷却液能够充分滞留在高压套及导流管的表壁上，以带走高温的热量，进而达到对其进行冷却降温的效果，避免了其时间在高温状态下进行工作，进而有效提升了其使用的寿命。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的正视整体结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的正视剖视结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的工作时状态示意图；
[0026]图4是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的冷却机构处安装示意图；
[0027]图5是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的导流管处剖视结构示意图；
[0028]图6是本专利技术实施方式提供的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构的导流管处喷洒冷却液时示意图。
[0029]图中：1、高压喷头；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，其特征在于，包括：喷丸结构，所述喷丸结构由高压喷头(1)、高压管(2)及低压液管(3)组成，喷丸结构用于高速喷射抛光液；水射流结构，所述水射流结构由高压套(4)、高压水管(5)及导流管(6)组成，水射流结构用于高速喷射抛光液与清水的混合溶液；所述导流管(6)的外侧壁下部滑动安装有导流套(7)，导流套(7)用于使抛光液与清水的混合溶液向中部聚拢；冷却机构(8)，所述导流管(6)的外侧壁上设置有冷却机构(8)，冷却机构(8)用于对水射流结构与喷丸结构进行散热冷却。2.根据权利要求1所述的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，其特征在于，所述高压喷头(1)与高压管(2)可拆卸连接，所述高压喷头(1)与高压管(2)相连通，且高压喷头(1)与高压管(2)连接处设置有密封圈，所述低压液管(3)固定安装在高压管(2)的侧壁上，所述高压管(2)与外部存储有抛光液的存储箱相连通。3.根据权利要求2所述的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，其特征在于，所述高压喷头(1)上设置有直孔段(11)、收缩段(12)、喉管段(13)和扩张段(14)，所述高压喷头(1)的收缩段(12)为上宽下窄的锥形形状，所述高压喷头(1)的直孔段(11)与喉管段(13)均为笔直管道，所述喉管段(13)的内径小于直孔段(11)的内径，所述高压喷头(1)的扩张段(14)是上窄下宽的锥形形状。4.根据权利要求3所述的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，其特征在于，所述高压套(4)可拆卸安装在高压喷头(1)的侧壁上，且连接处设置有密封圈，所述高压水管(5)可拆卸安装在高压套(4)上端面的左右两侧，且所述高压水管(5)与高压套(4)连接处均设置有密封垫，所述导流管(6)固定安装在高压套(4)的下端。5.根据权利要求4所述的一种超声空化辅助水射流喷嘴结构，其特征在于，所述高压套(4)与高压水管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子凤，杜道忠，华晓雅，周晴川，张超，马宇成，
申请(专利权)人：江苏城乡建设职业学院，
类型：发明
国别省市：