專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓水射流清洗裝置，特別是一種車(chē)載式的可產(chǎn)生脈 沖射流的高壓水射流清洗裝置。
背景技術(shù)：
高壓水射流技術(shù)及裝備廣泛地應(yīng)用于工業(yè)清洗、切割、除毛刺及表面涂層 剝離。根據(jù)具體的應(yīng)用，可分為連續(xù)純水射流、磨料水射流等。在一般的工業(yè) 清洗中，絕大多數(shù)都是采用連續(xù)純水射流。在除銹、除漆等工作領(lǐng)域，所需高
壓水的壓力一般都在150 - 250Mpa，而在清除一些較硬的金屬涂層及除毛刺等 工作，則更需要高達(dá)350 - 420Mpa的連續(xù)純水高壓射流才能完成。連續(xù)流射水 設(shè)備必須被堅(jiān)固地設(shè)計(jì)以經(jīng)受住所需的極高的水壓，所以，噴嘴、水管道和配 件體積大、重而且昂貴；為了提供超高壓水射流，需要昂貴的超高壓水泵，這 種超高壓泵及設(shè)備的制造成本和運(yùn)行成本均很高，且存在效率低，高能耗等不 足。另一方面現(xiàn)有的高壓7jc射流清洗裝置多為固定式操作不方便，不能適用于
野外和機(jī)動(dòng)作業(yè)，不利于大面積的推廣使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種適于工業(yè)實(shí)用的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射 流清洗裝置，使用本實(shí)用新型能極大提高工業(yè)清洗、剝離、去毛刺的效率，并 且使用極為方便，更適于野外和機(jī)動(dòng)作業(yè)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，包括運(yùn)載車(chē)l、電源2、電控制裝置7、超聲波發(fā)生裝置3、空氣冷卻裝置6、高壓水射流發(fā)生裝置4及噴 頭裝置，所述噴頭裝置包括超聲波換能振子9、變幅桿10、強(qiáng)力脈沖振蕩室8 和渦流共振射流噴頭5;所述超聲波換能振子9與超聲波發(fā)生裝置3通過(guò)超聲 波傳輸電纜13相連，與空氣冷卻裝置6通過(guò)冷卻壓縮空氣管ll相連；所述強(qiáng) 力脈沖振蕩室8與所述高壓水射流發(fā)生裝置4通過(guò)高壓進(jìn)水管路12連接。 進(jìn)一步的所述的超聲波換能振子9為壓電陶瓷材料制成。 為防止管線(xiàn)磨損所帶來(lái)的危險(xiǎn)，所述的超聲波傳輸電纜13和冷卻壓縮空氣 管11穿行在強(qiáng)力耐磨管之內(nèi)，在強(qiáng)力耐磨管和高壓進(jìn)水管路12的外面安裝有 防磨塊18,所述防磨塊18可以是圓柱型橡膠塊，定距離的固定在管路上并使 其懸空5到10mm。
進(jìn)一步的所述的變幅桿10采用高強(qiáng)度鈦合金制成的階梯圓柱形剛性變幅 桿或是由柔性高強(qiáng)度鈥合金管線(xiàn)連接的剛性鈦合金振子和剛性鈥合金變幅頭。 進(jìn)一步的所述渦流共纟展射流噴頭5具有一個(gè)或多個(gè)渦流共振射流噴咀。 進(jìn)一步的所述電源2為DC24V汽車(chē)電源或小型汽油發(fā)電機(jī)。 進(jìn)一步的所述的高壓水射流發(fā)生裝置4優(yōu)選壓力等級(jí)為35到140Mpa的三 柱塞高壓泵。
為取得更好的使用效果，所述噴頭裝置還包括靶距調(diào)節(jié)器20，其由調(diào)節(jié)螺 桿21及鎖緊螺母22構(gòu)成。
進(jìn)一步的所述噴頭裝置還包括氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置16。
本實(shí)用新型的有益效果為，充分利用高壓水射流和渦流共振的能量及其超 聲波發(fā)生器產(chǎn)生的強(qiáng)力高頻機(jī)械振動(dòng)脈沖的能量，在振蕩室內(nèi)形成穩(wěn)定的渦流 強(qiáng)力脈沖共振射流，給予待切割、破碎、清洗、涂層剝離及去毛刺的材料表面 以高頻水錘打擊力及沖蝕力，顯著地提高了射流的能量效率，強(qiáng)化了射流對(duì)材料表面的沖蝕和破碎作用，大大地降低了能耗，同時(shí)降低了設(shè)備的制造成本和 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，提高了該設(shè)備的機(jī)動(dòng)性和野外作業(yè)的能力。


下面才艮據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置的
系統(tǒng)及流程示意圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置的 具有多個(gè)渦流共振射流噴頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置的 變幅桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中
1、運(yùn)載車(chē)；2、電源；3、超聲波發(fā)生裝置；4、高壓水射流發(fā)生裝置；5、 渦流共振射流噴頭；6、空氣冷卻裝置；7、電氣控制裝置；8、強(qiáng)力脈沖振蕩室； 9、超聲波換能振子；10、變幅桿；11、冷卻壓縮空氣管；12、高壓進(jìn)水管路； 13、超聲波傳輸電纜；14、壓力監(jiān)控器；15、清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)；16、氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝 置；17、調(diào)壓閥；18、防磨塊；19、水箱；20、靶距調(diào)節(jié)器；21、調(diào)節(jié)螺桿； 22、鎖緊螺母；23、振幅調(diào)節(jié)器；24、共振腔；25、穩(wěn)流器；26、渦流共振發(fā) 生元件；27、脈沖射流進(jìn)口； 28、共振脈沖射流噴嘴出口。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射 流清洗裝置，包括運(yùn)載車(chē)1、電源2、電氣控制裝置7、超聲波發(fā)生裝置3、空 氣冷卻裝置6、高壓水射流發(fā)生裝置4及噴頭裝置，所述噴頭裝置包括超聲波換能振子9、變幅桿10、強(qiáng)力脈沖振蕩室8和渦流共振射流噴頭5;所述超聲 波換能振子9與超聲波發(fā)生裝置3通過(guò)超聲波傳輸電纜13相連，與空氣冷卻裝 置6通過(guò)冷卻壓縮空氣管11相連；所述強(qiáng)力脈沖振蕩室8與所述高壓水射流發(fā) 生裝置4通過(guò)高壓進(jìn)水管路12連接。
水箱19、電氣控制裝置7、超聲波發(fā)生裝置3、高壓水射流發(fā)生裝置4及 空氣冷卻裝置6均安裝于運(yùn)載車(chē)1上，電源2為DC24V汽車(chē)電源或小型汽油發(fā) 電機(jī)，大大提高了本實(shí)用新型的機(jī)動(dòng)性及實(shí)用性。
壓力監(jiān)控器14監(jiān)控當(dāng)壓縮空氣管U受損而壓力下降時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)，以 保護(hù)超聲波信號(hào)傳輸電纜13不受外來(lái)雜物損傷，以及防止超聲波換能振子9過(guò) 熱；所述渦流共振射流噴頭5可采用一個(gè)或多個(gè)渦流共振射流噴咀，每個(gè)渦流 共振射流噴咀包括脈沖射流進(jìn)口 27、渦流共振發(fā)生元件26、共振腔24、振幅 調(diào)節(jié)器23、穩(wěn)流器25、共振脈沖射流噴嘴出口 28。
高壓射流發(fā)生裝置4將水箱19中的引進(jìn)來(lái)的普通水增壓成高壓水,通過(guò)高 壓管路12進(jìn)入超聲波強(qiáng)力脈沖振蕩室8，在高壓管路中設(shè)置了調(diào)壓閥17以調(diào)節(jié) 和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，超聲發(fā)生裝置3通過(guò)車(chē)載電源2的電功率輸入供給動(dòng)力，產(chǎn)生 20KHZ的高頻電脈沖，并通過(guò)超聲波換能振子9和變幅桿10將超高頻電脈沖轉(zhuǎn) 換成高頻機(jī)械振動(dòng)脈沖，在渦流共振射流噴頭的共振腔24內(nèi)，高頻機(jī)械振動(dòng)脈 沖與高壓射流進(jìn)行能量交換后產(chǎn)生共振，通過(guò)渦流共振射流嘴出口 28形成渦流 強(qiáng)力共振脈沖射流，當(dāng)該機(jī)械振動(dòng)穿過(guò)噴嘴時(shí)，它能夠給予水射流每秒幾千次的 脈沖，該水射流脈沖給予要切割或清洗的表面水錘壓力，由于這種向各目標(biāo)表 面施加水錘壓力的小子彈的快速撞擊，提高了水射流的沖蝕能力，對(duì)于特定的 壓力源，其向目標(biāo)表面上能施加約6-8倍的更多的沖擊壓力。因而，該超聲脈動(dòng)噴嘴的切割清洗能力比現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)水射流能更有效進(jìn)行切割和清洗。為
了達(dá)到同樣的沖刷能力，振動(dòng)噴嘴只需要用功率小6-8倍的壓力源運(yùn)轉(zhuǎn)，所以 振動(dòng)噴嘴可以與更小和更便宜的泵一起使用，比連續(xù)純水射流噴嘴更經(jīng)濟(jì)；另 外，噴嘴、管道和配件中的水射流壓力小，可以將噴嘴設(shè)計(jì)得更輕。由于高頻 振蕩水錘作用(振蕩頻率一般為15到20KHz)和渦流共振脈沖射流的水楔作用， 從共振脈沖射流噴嘴28中射向待加工的物體表面以達(dá)到有效的切割、破碎、剝 離、清洗及除毛刺的效果。
作為本實(shí)用新型優(yōu)化的實(shí)施方式，所述噴頭裝置是具有用于清洗或除去大 面積的涂層的多個(gè)噴嘴的旋轉(zhuǎn)噴頭；所述噴頭裝置還包括清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)15，所 述清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)15可以是如圖1所示的帶有輪子的清洗小車(chē)，應(yīng)用于大面積的 表面清洗，也可以是手持式水射流清洗噴槍?zhuān)糜谔囟ū砻娴那逑?，靈活方便。 清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)15還可以是才M成手或數(shù)控CNC工作臺(tái)，用于精確的定位清洗、剝 離或去毛刺。噴頭裝置可以安裝氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置16,也可以是利用水力學(xué)原理設(shè) 計(jì)的自旋轉(zhuǎn)噴頭裝置。在連接噴頭裝置與主機(jī)之間的超聲波傳輸電纜13和高壓 進(jìn)水管路12上安裝有防磨塊18，防磨塊可以是圓柱型橡膠塊，定距離的固定 在電纜和高壓管上，.由此讓電纜和高壓管懸空5到10 mm,不至于與地面直接 摩擦而達(dá)到保護(hù)管線(xiàn)不受損傷。
噴頭裝置還包括靶距調(diào)節(jié)器20(耙距是共振脈沖射流噴咀出口到待加工材 料表面之間的距離)，耙距是可調(diào)的并有一最佳共振值，對(duì)于不同的射流壓力、 渦流共振頻率、以及不同的清洗對(duì)象,具有不同的最佳耙距，為了產(chǎn)生最佳的打 擊效果，本發(fā)明所提供的靶距調(diào)節(jié)器20是通過(guò)旋轉(zhuǎn)靶距調(diào)節(jié)器的螺桿21的高 度來(lái)調(diào)節(jié)最佳靶距的，并由鎖緊螺母22鎖定最佳耙距。
如圖3所示，是本車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流裝置的變幅桿10的結(jié)構(gòu)示意圖，所示的超聲波變幅桿有兩種形式， 一種是由高強(qiáng)度鈦合金制成的階梯圓
柱形剛性變幅桿，適用于產(chǎn)生強(qiáng)力脈沖射流源；另一種是由柔性高強(qiáng)度鈦合金 管線(xiàn)連接的剛性鈥合金振子和剛性鈦合金變幅頭，適用于長(zhǎng)管道或彎管?chē)婎^， 以及多噴嘴噴頭。
本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式為所述超聲波換能振子9為采用壓電陶瓷材料 制成；所述高壓水射流發(fā)生裝置4優(yōu)選壓力等級(jí)為35到140Mpa的三柱塞高壓 泵；所述空氣冷卻裝置6的空氣壓縮機(jī)的功率優(yōu)選為500W，流量為20L/min。
本實(shí)用新型整套裝置不需要客戶(hù)配備額外的電源和冷卻氣源，自成一體， 操作方便，具有更好的清洗效果，尤其適用于野外和機(jī)動(dòng)作業(yè)。
權(quán)利要求1、一種車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于，包括運(yùn)載車(chē)(1)、電源(2)、電氣控制裝置(7)、超聲波發(fā)生裝置(3)、空氣冷卻裝置(6)、高壓水射流發(fā)生裝置(4)及噴頭裝置，所述噴頭裝置包括超聲波換能振子(9)、變幅桿(10)、強(qiáng)力脈沖振蕩室(8)和渦流共振射流噴頭(5)；所述超聲波換能振子(9)與超聲波發(fā)生裝置(3)通過(guò)超聲波傳輸電纜(13)相連，與空氣冷卻裝置(6)通過(guò)冷卻壓縮空氣管(11)相連；所述強(qiáng)力脈沖振蕩室(8)與所述高壓水射流發(fā)生裝置(4)通過(guò)高壓進(jìn)水管路(12)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于所述的超聲波換能振子(9)為壓電陶瓷材料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于所述的超聲波傳輸電纜(13)和冷卻壓縮空氣管(11)穿行在強(qiáng)力耐磨管之內(nèi)，在強(qiáng)力耐磨管和高壓進(jìn)水管路(12)的外面安裝有防磨塊(18),所述防磨塊(18)可以是圓柱型橡膠塊，定距離的固定在管路上并使其懸空5到10mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于所述的變幅桿(10)可以是高強(qiáng)度鈦合金制成的階梯圓柱形剛性變幅桿或是由柔性高強(qiáng)度鈥合金管線(xiàn)連接的剛性鈦合金振子和剛性鈦合金變幅頭。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于，所述渦流共振射流噴頭(5)具有一個(gè)或多個(gè)渦流共振射流噴咀。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于，所述電源(2)為DC24V汽車(chē)電源或小型汽油發(fā)電機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，特征在于所述的高壓水射流發(fā)生裝置(4)為壓力等級(jí)為35到140Mpa的三柱塞高壓泵。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于，所述噴頭裝置還包括靶距調(diào)節(jié)器(20),其由調(diào)節(jié)螺桿(21)及鎖緊螺母(22)構(gòu)成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，其特征在于，所述噴頭裝置還包括氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置(16)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車(chē)載式渦流強(qiáng)力脈沖共振射流清洗裝置，包括運(yùn)載車(chē)1、電源2、電氣控制裝置7、超聲波發(fā)生裝置3、空氣冷卻裝置6、高壓水射流發(fā)生裝置4及噴頭裝置，所述噴頭裝置包括超聲波換能振子9、變幅桿10、強(qiáng)力脈沖振蕩室8和渦流共振射流噴頭5；所述超聲波換能振子9與超聲波發(fā)生裝置3通過(guò)超聲波傳輸電纜13相連，與空氣冷卻裝置6通過(guò)冷卻壓縮空氣管11相連；所述強(qiáng)力脈沖振蕩室8與所述高壓水射流發(fā)生裝置4通過(guò)高壓進(jìn)水管路12連接。本實(shí)用新型充分利用高壓水射流和渦流共振的能量及超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的強(qiáng)力高頻機(jī)械振動(dòng)脈沖的能量，在振蕩室內(nèi)形成穩(wěn)定的渦流強(qiáng)力脈沖共振射流，顯著地提高了射流的能量效率，強(qiáng)化了脈沖射流對(duì)材料表面的沖蝕和破碎作用，整套裝置不需要客戶(hù)配備額外的電源和冷卻氣源，自成一體，操作方便，具有更好的清洗效果，尤其適用于野外和機(jī)動(dòng)作業(yè)。
文檔編號(hào)B02C19/06GK201385029SQ2009200098
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者任保林, 任吉林, 喬 葉 申請(qǐng)人:任保林