專利名稱：空化型超高壓水錘式水槍噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種超高壓水射流的水槍裝置，尤其涉及一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭。
背景技術(shù)：
物體表面受到物理、化學(xué)或生物的作用而形成的污染層或覆蓋層稱作污垢，去除這些污染物或覆蓋層而使其恢復(fù)原表面狀況的過程稱為清洗。按清洗作用和原理化學(xué)清洗，物理清洗，微生物清洗。為使金屬表面有良好的清潔度和粗糙度，必須對金屬結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行除銹等預(yù)處理，防腐蝕界有“七分除銹，三分涂裝”，可見除銹的重要性。鑒于金屬結(jié)構(gòu)的特殊性，施工環(huán)境基本為露天等，先階段依然采用噴砂除銹的方法，若想獲得良好的除銹效果，通常有以下幾方面的控制前期控制、磨料控制、工具控制、環(huán)境控制、工藝控制好質(zhì)量控制，在噴砂除銹施工中，工作環(huán)境較為惡劣，環(huán)境污染大；磨料等的使用，使得施工成本高；而且噴砂過程中沙石的氣壓大，非常容易人員的傷害和設(shè)備的損傷，存在安全隱患。當(dāng)然，也有用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行金屬表面清除。傳統(tǒng)的噴砂式或者機(jī)械式清除技術(shù)，噴頭的震蕩力較大，在對混凝土表面造成裂縫，甚至并會(huì)出現(xiàn)邊角脫落損傷。鑿毛是在筑路后貼瓷磚或者粉的時(shí)候，為了更加牢固的粘貼，將混凝土表面根據(jù)需要將混凝土表面鑿毛，鑿毛深度5 10毫米，鑿毛痕的間距為30毫米左右，之后，還需要清凈浮灰，砂漿、油漬等。鑿毛是用一種"斬斧"的工具把已經(jīng)完成的混凝土結(jié)構(gòu)面鑿出一條條凹痕，其作用是使兩個(gè)施工階段的施工面粘結(jié)牢固。通常在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，在現(xiàn)澆板澆注完畢后，要鑿毛，進(jìn)行下一層柱墻的澆注。讓混凝土粘結(jié)牢固。簡單的說就是砼表面用鉆子打毛糙，然后用水沖洗干凈，主要是增加后澆砼和它的粘結(jié)力。在大型水泥混凝土工程鋪裝層間進(jìn)行鑿毛時(shí)慎用大型銑刨機(jī)或拋丸機(jī)進(jìn)行鑿毛處理。因銑刨機(jī)的銑刨刀頭與其銑刨轉(zhuǎn)子為剛性連接，銑刨轉(zhuǎn)子又非常沉重，其刀頭密度又比較少，所以在銑刨切屑時(shí)，接觸工作面的點(diǎn)數(shù)少，其轉(zhuǎn)子的沖擊力就非常大，銑刨機(jī)銑掉的不僅是浮漿和部分骨料，還會(huì)將有些骨料振松使整體結(jié)構(gòu)受到影響。再如拋丸機(jī)，其鋼丸打毛時(shí)撞擊力到是不太大，施工后工作面平整也好看，但鑿毛深度淺，凹凸麻面不明顯，因此新老水泥混凝土之間的黏結(jié)就比較差了。高壓水槍是讓水通過高壓水泵獲得巨大的能量以后，以一種高速水流運(yùn)動(dòng)的方式從一定的噴嘴噴射出來，能量高度集中的一股水流。其中，水槍的噴頭是高壓水射流發(fā)生裝置的執(zhí)行元件，其作用是通過噴頭內(nèi)孔橫截面的收索，將高壓水的壓力能聚集起來，并轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后以高速水射流的形式向外噴出。水槍性能的好壞，噴頭的設(shè)計(jì)是個(gè)關(guān)鍵。市場上一般的單孔固定式水槍噴頭如圖1-1和圖1-2所示，主要由噴頭體，噴管和噴嘴組成。 一般噴頭的水射流的特征是如圖2所示的連續(xù)射流，其基本特征是射流邊界層逐步均勻發(fā)展。高壓水射流具有清潔，無污染，節(jié)能，無損等特點(diǎn)，正在被廣泛地用于除銹，清洗和破碎工程。目前市場上的高壓水槍技術(shù)，基本上是運(yùn)用高壓水流通過變小管徑產(chǎn)生的高速連續(xù)水流對物體表面的沖擊達(dá)到除銹，清洗，鑿毛等目的。這種連續(xù)射流缺少對物體表面一種一張一弛的“疲勞效應(yīng)”，在同樣的打擊力，如果沒有“疲勞效應(yīng)”，很難使得貼服在物體表面的污垢，銹斑，附著層等物體屈服。換句話說，把同樣強(qiáng)度的污垢去除，如果沒有“疲勞效應(yīng)”，就需要更強(qiáng)大的功率設(shè)備。由于高速水流的不穩(wěn)定性，如何在狹小噴頭腔體內(nèi)控制自激振蕩的產(chǎn)生，控制空化產(chǎn)生的位置和漩渦脫離和發(fā)展一直是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭，將空化機(jī)理運(yùn)用到高壓水射流中，可以利用空化能加強(qiáng)對物體表面的剝蝕力度，從而達(dá)到對物體表面進(jìn)行高效除銹，清洗，以及對水泥面鑿毛和鑿碎的目的。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是包括噴頭腔體，所述噴頭腔體包括沿噴頭軸向貫通的風(fēng)琴腔體、亥姆霍茲腔體和一錐形的噴嘴出口控制段，自所述風(fēng)琴腔體至所述亥姆霍茲腔體之間形成有一錐形的腔體過渡段，高速流體自風(fēng)琴腔體流至噴嘴出口形成具有自激振蕩的水錘流，在噴嘴出口控制段產(chǎn)生旋渦附壁效應(yīng)從而在該噴嘴出口控制段誘發(fā)空化現(xiàn)象。進(jìn)一步講，本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其特征在于，由上游流入所述風(fēng)琴管腔的來流壓力為20 lOOMpa，所述噴頭腔體的射流流量為每分鐘10 70升。另外，本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其中，所述噴頭腔體中各段的尺寸特征如下所述風(fēng)琴腔體和所述亥姆霍茲腔體，兩者之間的直徑比D2 Dl為0.65 0.85， 兩者之間的長度比Ll L2不小于4 1 ；所述亥姆霍茲腔體的出口直徑d2與所述風(fēng)琴腔體出口處的直徑dl之比d2 dl不大于0.85;所述噴嘴出口控制段的長度L4與所述亥姆霍茲腔體的出口直徑d2的比L4 d2不小于4;所述亥姆霍茲腔體的直徑Dl與其長度L2 的比Dl L2不小于1;所述風(fēng)琴腔體至亥姆霍茲腔體之間的腔體過渡段的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度β，該β角度不大于8度；所述腔體過度段的長度L3與所述風(fēng)琴腔體出口處的直徑dl之比L3 dl不小于2;所述噴嘴出口控制段的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度α，該α角度不小于5度。還有，本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其中，噴頭的形式為單頭固定式噴頭，其整體的材料的硬度不低于布氏硬度ΗΒ300。本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭的應(yīng)用是，由噴頭出口噴出的水射流為間斷性的水錘流，所產(chǎn)生的水擊力度一張一弛，所述水射流打擊物體表面可產(chǎn)生交變應(yīng)力，具有空蝕作用，使該打擊物體表面由于疲勞強(qiáng)度而破壞或屈服；因此，本發(fā)明非常適用于物體表面的除銹和清洗及混凝土表面的鑿毛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭運(yùn)用到了空化技術(shù)。所謂空化，是指水中的微小氣核在經(jīng)過負(fù)壓區(qū)(接近真空)時(shí)，液體內(nèi)部或液固交界面突然發(fā)生相變，氣泡突然膨脹。而當(dāng)氣泡順著水流流入正壓區(qū)的時(shí)候，氣泡又突然潰滅?？栈仠鐣r(shí)，會(huì)釋放出來巨大能量，即可以達(dá)到1000-5000大氣壓和5000-15000Κ的溫度。在液體中形成激波或高速微射流。如果空化的潰滅靠近物體表面，物體表面受到?jīng)_擊后，表面晶體結(jié)構(gòu)被扭曲，出現(xiàn)化學(xué)不穩(wěn)定性，使鄰近晶粒具有不同的電勢，從而加速電化學(xué)腐蝕過程，這種現(xiàn)象稱為空蝕。上世紀(jì)90年代以前，人們是要盡量防止空蝕的產(chǎn)生了。而本世紀(jì)初，人們逐漸將重點(diǎn)從以前的空化預(yù)防轉(zhuǎn)為空化的利用，利用空化潰滅時(shí)所產(chǎn)生的新型能源為人類服務(wù)。本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭是在對現(xiàn)有水槍噴頭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性改造，使得高壓水流在通過本發(fā)明噴頭的噴頭腔體內(nèi)產(chǎn)生臨界空化，進(jìn)而利用空化剝蝕的巨大能量將打擊力度得到很大的提高，同時(shí)利用空化效應(yīng)在噴頭噴口處形成空化型水錘流，如圖3所示，其基本特征是由大尺度渦團(tuán)組成水流顆粒，形成水錘流，其所產(chǎn)生的水錘效應(yīng)更加大了對物面的打擊效果，從而解決了在工程上運(yùn)用較小功率的設(shè)備也能達(dá)到所要求的打擊效果的目的，節(jié)省了能源，提高了工作效率。從目前市售的高壓噴頭產(chǎn)品看，市場上的噴頭技術(shù)基本上是屬于“連續(xù)流”；而本發(fā)明噴頭屬于“空化型水錘流”噴頭，水射流的打擊力大，而且整個(gè)射流中是一松一馳，對物體表面的剝蝕和鑿毛功效非常好。另外，與傳統(tǒng)的機(jī)械式或者噴砂式清除技術(shù)相比，本發(fā)明噴頭也具有水力噴頭震蕩力小，因此，在施工中不會(huì)對混凝土造成裂縫，同時(shí)避免了邊角裂。本發(fā)明噴頭所產(chǎn)生的超高壓水射流不會(huì)對建筑物產(chǎn)生聲波傳遞，屬于無損式除銹和清洗。本發(fā)明空化型超高壓水錘式水槍噴頭，由噴頭出口噴出的水射流為間斷性的水錘流，所產(chǎn)生的水擊力度一張一弛，所述水射流打擊物體表面可產(chǎn)生交變應(yīng)力，具有空蝕作用，使該打擊物體表面由于疲勞強(qiáng)度而破壞或屈服；用于物體表面的除銹和清洗及混凝土表面的鑿毛等應(yīng)用場景。諸如可廣泛地用于公路，橋梁，船舶、飛機(jī)場跑道、高層建筑、碎林、高塔、雕塑、以及石化廠、煉油廠、造紙廠、汽車制造廠、核能發(fā)電站等多種領(lǐng)域中的除銹、路面鑿毛和清洗。


圖1-1是傳統(tǒng)的單孔固定噴頭的A-A旋轉(zhuǎn)剖視示意圖；圖1-2是圖1-1所示單孔固定噴頭結(jié)構(gòu)的端向示意圖；圖2是傳統(tǒng)單孔固定噴頭形成的連續(xù)射流的基本特征示意圖；圖3是本發(fā)明噴頭形成的射流的基本特征示意圖；圖4-1是風(fēng)琴管的縱剖面構(gòu)造圖；圖4-2是亥姆霍茲管和風(fēng)琴管結(jié)合的縱剖面構(gòu)造圖，其中的上半部分是風(fēng)琴管， 下半部分是亥姆霍茲管；圖5是本發(fā)明中噴頭腔體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)得出本發(fā)明水錘式水槍噴頭射流速度場示意圖；圖7是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)得出本發(fā)明水錘式水槍噴頭射流的水流密度分布示意圖；圖8是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)得出本發(fā)明水錘式水槍噴頭射流的空化效應(yīng)示意圖。上述圖4-1、圖4-2和圖5中Dl-亥姆霍茲腔體直徑 D2-風(fēng)琴腔體直徑D3-上游來流直徑dl-風(fēng)琴腔體出口直徑 d2-亥姆霍茲腔體出口直徑Ll-風(fēng)琴腔體長度L2-亥姆霍茲腔體長度 L4-噴嘴出口控制段長度 L3-腔體過度段長度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。本發(fā)明噴頭的設(shè)計(jì)原理是由于一般噴頭的水射流的特征是如圖2所示的連續(xù)射流，為了增強(qiáng)打擊力的效果，要讓水射流成為圖3所示的水錘射流，并加上空蝕效應(yīng)，因此， 本發(fā)明噴頭采用流體自激振蕩原理讓腔體內(nèi)的高速水流產(chǎn)生脈沖式震蕩水流。產(chǎn)生自激振蕩的原理是采用類似于風(fēng)琴管形狀或者亥姆霍茲管的形狀設(shè)計(jì)，并且在腔體壁面曲線設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)法讓流體在邊界層產(chǎn)生分離漩渦并形成流體力學(xué)激勵(lì)。由此，高速水流通過腔體時(shí)，就產(chǎn)生流體自激振蕩。本發(fā)明噴頭中涉及到了風(fēng)琴管和亥姆霍茲管的原理，圖4-1和圖 4-2是本發(fā)明中所涉及到的風(fēng)琴管和亥姆霍茲管的原理性示意圖，為了便于理解本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)一步講，所謂風(fēng)琴管原理是指風(fēng)琴管腔體是用一個(gè)長度為Li、直徑為D2的一端開口，另一端有一個(gè)小孔的腔體，當(dāng)穩(wěn)定流體通過時(shí)，其收縮面既能使流體產(chǎn)生初始?jí)毫な?，又能將壓力激?dòng)反饋回諧振腔，形成反饋壓力振蕩，如圖4-1所示。所謂亥姆霍茲管原理是指當(dāng)流體通過一個(gè)由剛體構(gòu)成的密閉空腔時(shí)，并在空腔的表面開一個(gè)面積相對于空腔表面積很小的孔，這就形成了一個(gè)亥姆霍茲共振腔，見圖4-2下面的L2部分。流體在通過亥姆霍茲共振腔時(shí)，由于諧振腔出口收縮斷面時(shí)產(chǎn)生壓力激蕩，這種壓力激蕩反射回入口處與來流的壓力脈動(dòng)疊加形成駐波，當(dāng)激振頻率與射流本身的固有頻率匹配時(shí)產(chǎn)生共振。如上所述，利用風(fēng)琴管和亥姆霍茲管的結(jié)構(gòu)特征可以解決如何在狹小噴頭腔體內(nèi)控制自激振蕩的產(chǎn)生。而另一方面，是如何讓空化的產(chǎn)生控制在臨界狀態(tài)(即在風(fēng)琴管內(nèi)沒有空化，而在亥姆霍茲管腔體末端產(chǎn)生臨界空化)，最終目的是盡量能讓空化在目標(biāo)物體表面饋滅，這就需要首先根據(jù)上述原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，然后是根據(jù)多項(xiàng)流計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬結(jié)果給出噴頭腔體的詳細(xì)設(shè)計(jì)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證最終確定腔體各個(gè)部位的尺寸關(guān)系，如圖5所示。本發(fā)明噴頭實(shí)施例是以如圖1-1和圖1-2所示的現(xiàn)有技術(shù)中的一款高壓水槍噴頭為對比，在此基礎(chǔ)上對噴頭腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而可達(dá)到由噴頭出口噴出的水射流為間斷性的水錘流，所產(chǎn)生的水擊力度一張一弛，所述水射流打擊物體表面可產(chǎn)生交變應(yīng)力，具有空蝕作用，使該打擊物體表面由于疲勞強(qiáng)度而破壞或屈服。從而解決了如何在狹小噴頭腔體內(nèi)控制自激振蕩的產(chǎn)生，并可以控制空化產(chǎn)生的位置和漩渦脫離和發(fā)展。如圖5所示，本發(fā)明一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭，包括噴頭腔體，所述噴頭腔體包括沿噴頭軸向貫通的風(fēng)琴腔體51、亥姆霍茲腔體53和一錐形的噴嘴出口控制段M， 自所述風(fēng)琴腔體51至所述亥姆霍茲腔體53之間形成有一錐形的腔體過渡段52，高速流體自風(fēng)琴腔體51流至噴嘴出口形成具有自激振蕩的水錘流，如圖3所示，在噴嘴出口控制段 54產(chǎn)生旋渦附壁效應(yīng)，從而在該噴嘴出口控制段M誘發(fā)空化現(xiàn)象。發(fā)明使用中，由上游流入所述風(fēng)琴管腔的來流壓力在20 lOOMpa，所述噴頭腔體的射流流量在每分鐘10 70 升，噴頭的噴嘴處在高壓下噴出的是帶有空蝕潛能的水錘射流，具有本發(fā)明噴頭腔體結(jié)構(gòu)的噴頭使得高速水流在流過噴頭腔體時(shí)，引起流體的自激振蕩，形成水錘流，并且在處于風(fēng)琴腔體51與亥姆霍茲腔體53之間的腔體過度段52不產(chǎn)生空化，而是在噴嘴出口控制段M 有漩渦附壁效應(yīng)并開始產(chǎn)生空化。本發(fā)明噴頭的形式為單頭固定式噴頭，為了保證空化效果，對其整體材料的硬度要求是應(yīng)不低于布氏硬度HB300。在本發(fā)明中，為了對空化發(fā)生的控制，讓空化發(fā)生在所述亥姆霍茲腔體之后，這樣可以有效地防止水流的阻塞現(xiàn)象，并可以利用空蝕的能量增強(qiáng)打擊效果。因此，對所述噴頭腔體中各段的尺寸進(jìn)行了如下具體的限制，參見圖5，所述噴嘴出口控制段M，位于風(fēng)琴腔體51至亥姆霍茲腔體53之間形成的錐形腔體過渡段52為兩個(gè)不可缺少的組成部分。所述噴頭腔體中各段的尺寸特征如下(1)所述風(fēng)琴腔體51和所述亥姆霍茲腔體53，兩者之間的直徑比D2 Dl為 0.65 0.85，兩者之間的長度比Ll L2不小于4 1 ；(2)所述亥姆霍茲腔體53的出口(即所述噴嘴出口控制段M的進(jìn)口)直徑d2與所述風(fēng)琴腔體53的出口(即所述腔體過渡段M的進(jìn)口 )處的直徑dl之比d2 dl不大于 0. 85 ；(3)所述噴嘴出口控制段M的長度L4與所述亥姆霍茲腔體53的出口(即所述噴嘴出口控制段M的進(jìn)口直徑)直徑d2的比L4 d2不小于4 ；(4)所述亥姆霍茲腔體53的直徑Dl與其長度L2的比Dl L2不小于1 ；(5)所述風(fēng)琴腔體51至亥姆霍茲腔體53之間的腔體過渡段52的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度β，該β角度不大于8度；所述腔體過度段52的長度L3與所述風(fēng)琴腔體 51出口(即所述腔體過渡段M的進(jìn)口 )處的直徑dl之比L3 dl不小于2 ；(6)所述噴嘴出口控制段M的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度α，該α角度不小于5度。本發(fā)明噴頭內(nèi)部的流線，使得高壓水流中經(jīng)過噴頭內(nèi)部的腔體后產(chǎn)生自激振蕩， 同時(shí)在末端產(chǎn)生空化，并且在空化末端形成周期性的漩渦脫落，產(chǎn)生強(qiáng)有力的水錘效應(yīng)。利用空化能加水錘效應(yīng)增強(qiáng)打擊能力。由于高速水流的不穩(wěn)定性，如何在狹小噴頭腔體內(nèi)控制自激振蕩的產(chǎn)生，控制空化產(chǎn)生的位置和漩渦脫離和發(fā)展一直是國內(nèi)外的難題。而本發(fā)明噴頭克服了這個(gè)難題，實(shí)現(xiàn)了用同等的水泵壓力下，效率達(dá)到了同類水槍的2到3倍的效^ ο以下通過對實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)可以印證本發(fā)明噴頭所具有的特點(diǎn)，提供實(shí)施例是為了理解的方便，絕不是限制本發(fā)明。表1和續(xù)表1是對本發(fā)明噴頭3個(gè)實(shí)施例打擊力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于水錘效應(yīng)，我們最關(guān)心的打擊力的脈動(dòng)情況，也就是最大打擊力和平均打擊力的比值。對于連續(xù)流，這個(gè)比值基本是1。而對于水錘流，該比值就會(huì)遠(yuǎn)大于1。本發(fā)明中對實(shí)施例1-3的實(shí)驗(yàn)中得出F
值接近乂291%)。說明本發(fā)明的噴頭完全進(jìn)入水錘流的范圍。另外，表1的數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的最大打擊力在50Mpa泵壓下為可以達(dá)到近426N，其打擊力是現(xiàn)有技術(shù)中高壓水槍噴頭打擊力的2倍?，F(xiàn)有市場上比較好的噴頭的最大打擊力在50Mpa泵壓下為Fe 大=180N，F(xiàn)to= 134N，F(xiàn)最大/F平均的值為1. 3。表1噴頭在30Mpa和50MPa泵壓下的打擊力實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭，包括噴頭腔體，其特征在于，所述噴頭腔體包括沿噴頭軸向貫通的風(fēng)琴腔體、亥姆霍茲腔體和一錐形的噴嘴出口控制段，自所述風(fēng)琴腔體至所述亥姆霍茲腔體之間形成有一錐形的腔體過渡段，高速流體自風(fēng)琴腔體流至噴嘴出口形成具有自激振蕩的水錘流，在噴嘴出口控制段產(chǎn)生旋渦附壁效應(yīng)從而在該噴嘴出口控制段誘發(fā)空化現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其特征在于，由上游流入所述風(fēng)琴管腔的來流壓力為20 lOOMpa，所述噴頭腔體的射流流量為每分鐘10 70升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其特征在于，所述噴頭腔體中各段的尺寸特征如下所述風(fēng)琴腔體和所述亥姆霍茲腔體，兩者之間的直徑比D2 Dl為0.65 0.85，兩者之間的長度比Ll L2不小于4 1 ；所述亥姆霍茲腔體的出口直徑d2與所述風(fēng)琴腔體出口處的直徑dl之比d2 dl不大于 0. 85 ；所述噴嘴出口控制段的長度L4與所述亥姆霍茲腔體的出口直徑d2的比L4 d2不小于4;所述亥姆霍茲腔體的直徑Dl與其長度L2的比Dl L2不小于1;所述風(fēng)琴腔體至亥姆霍茲腔體之間的腔體過渡段的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度β， 該β角度不大于8度；所述腔體過度段的長度L3與所述風(fēng)琴腔體出口處的直徑dl之比 L3 dl不小于2 ；所述噴嘴出口控制段的壁面有一個(gè)向外側(cè)擴(kuò)散的角度α，該α角度不小于5度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空化型超高壓水錘式水槍噴頭，其特征在于，噴頭的形式為單頭固定式噴頭，其整體的材料的硬度不低于布氏硬度ΗΒ300。
5.一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭的應(yīng)用，其特征在于，由噴頭出口噴出的水射流為間斷性的水錘流，所產(chǎn)生的水擊力度一張一弛，所述水射流打擊物體表面可產(chǎn)生交變應(yīng)力，具有空蝕作用和水錘作用，使該打擊物體表面由于疲勞強(qiáng)度而破壞或屈服；用于物體表面的除銹和清洗及混凝土表面的鑿毛。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空化型超高壓水錘式水槍噴頭，該噴頭的噴嘴處在高壓下噴出的是帶有空蝕潛能的水錘射流。該噴頭包括噴頭腔體，所述噴頭腔體包括沿噴頭軸向貫通的風(fēng)琴腔體、亥姆霍茲腔體和一錐形的噴嘴出口控制段，自所述風(fēng)琴腔體至所述亥姆霍茲腔體之間形成有一錐形的腔體過渡段，高速流體自風(fēng)琴腔體流至噴嘴出口形成具有自激振蕩的水錘流，在噴嘴出口控制段產(chǎn)生旋渦附壁效應(yīng)從而在該噴嘴出口控制段誘發(fā)空化現(xiàn)象。噴頭噴出的水射流屬于間斷性的空化水錘流，水擊力度一張一弛，對打擊物體表面產(chǎn)生交變應(yīng)力，加上空蝕作用，容易使得打擊物體表面由于疲勞強(qiáng)度而破壞或屈服。適合用于除銹，清洗，混凝土表面鑿毛等應(yīng)用場景。
文檔編號(hào)B05B1/34GK102513237SQ201110445678
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者許衛(wèi)新 申請人:天津海源流體工程技術(shù)有限公司