[实用新型]涡流高频震荡脉冲高压水射流清洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用涡流高频震荡脉冲技术的脉冲高压水射流清洗装置，适用于产生涡流高频震荡脉冲高压水射流，应用于工业清洗、表面涂层剥离、除锈、除漆等工业应用。

背景技术

高压水射流技术及装备是近20年来发展起来的，广泛地应用于工业清洗、切割、除毛刺、表面涂层剥离、除锈除漆等的新技术。按射流的形成和特征，高压水射流可分为连续纯水射流、磨料水射流、空穴射流等。在一般的工业清洗中，绝大多数都是采用连续高压纯水射流。在除锈、除漆及表面涂层剥离等工作领域，所需高压水的压力一般都在150～250Mpa，而在清除一些较硬的金属涂层及除毛刺等工作，则更需要高达350～420Mpa的连续高压纯水射流才能完成。

连续高压水射流技术具有某些使高压水发生系统昂贵和笨重的缺点。所以，喷嘴、水管道和配件体积大、笨重而且昂贵。为了提供超高压水射流，需要昂贵的超高压水泵，这种超高压泵及设备的高制造成本和高运行成本，且存在效率低，高能耗等不足，因此这两个方面进一步增加了成本。

由于连续高压纯水射流的缺点，近年来，开发了一种超声脉动喷咀，以提供非连续，或称之为“子弹”的高频脉冲水射流。由于水锤现象引起的打击力，通过水射流的高频震荡脉冲得到的打击力的放大倍率约为3到5倍。所以，为了达到同样的清洗能力，振动喷嘴只需要用功率小3到5倍的压力源运转。由于脉冲喷嘴可以与更小和更便宜的泵一起使用，所以它比连续流水射流喷嘴更经济。另外，因为使用超声喷咀。所以，喷嘴，管道和配件中的水射流压力非常小，因而可以将超声喷嘴设计成更轻，不那么笨重和更便宜。

在现有的超声波高压水射流装置中，加拿大专利Canada Patent：PatentNo.16791-1PCT，(Vijay；Ren；Baolin，等)，中国专利ZL200380110662.4。提供了一种比前述更有效的超声波脉冲水射流装置，如与传统的连续高压纯水射流装置相比，在清洗效果方面有较大的优势，降低了一定的射流压力和能耗。

尽管加拿大专利Patent No.16791-1PCT，(Vijay；Ren；Baolin，等)，和美国专利5,154,347中描述的超声波水射流喷咀和装置代表了水射流切割和清洗技术中的实质性突破，但本实用新型的申请人发现进一步完善和改进是有很大的空间的，美国专利5,154,347中描述的超声波水射流喷咀由于只与传统的高压水发生装置结合使用，实用证明其不是最佳的。所以需要设计一种充分利用和转换超声波能量的更有效的超声波喷咀和高效率执行装置。加拿大专利Patent No.16791-1PCT，(Vijay；Ren；Baolin，等)中描述的超声射水器由于原理和结构的原因。还存在以下各种问题和缺点：

1、单喷咀喷头的清洗效果很好，可提高效果3到5倍，但由于其一次喷射只有5毫米宽，能量损失大，其效率较低；2、脉冲功率及频率随负载变化较大，因此无法形成稳定的脉冲震荡射流；3、变幅杆是由一般钛合金制成，运行一段时间后表面会形成空化侵蚀，使用寿命短。

实践证明需要进一步改进超声喷头的结构设计以及高效的脉冲射流执行机构设计，以提高其清洗效率。从震荡频率负载匹配入手，建立自动跟踪频率锁相，从流体动力学及振动学的观点使其更有效的与涡流产生高频震荡脉冲的效果，以达到更有效地表面清洗，剥离，除锈、除漆的效率，并提供一种更为用户着想的，方便实用的涡流发生设备。

因此，为了改进前述缺点，本实用新型提供了一种更有效的涡流高频震荡脉冲高压水射流清洗装置。

发明内容

本实用新型的目的是为解决上面指出的现有技术装置的不足之处，提出了一种基于涡流高频振荡脉冲射流配以高效执行机构的涡流高频振荡脉冲高压水射流清洗装置，将涡流发生器的涡流振动转换成高频机械震荡，当该高频机械震荡脉冲引入高压水射流中，并与涡流喷头混合后产生高频脉冲震荡射流，配以高效的曲柄摇杆机构清洗小车，它能够给予水射流每秒数千次到上万次的涡流震荡脉冲(15KH到25KH)，以提供一种非连续，或”子弹束”式的涡流高频震荡脉冲射流束。充分利用高压水射流和涡流震荡的能量及其高效的摇摆执行机构，在清洗小车内形成稳定的涡流高频震荡脉冲射流束。该连续的涡流高频震荡脉冲射流束给予待清洗的表面以高频水锤打击力及冲蚀力，从而提高了射流的能量效率，单喷头除漆效率达2米²/小时，在70Mpa压力下即可去毛刺。强化了脉冲射流对材料表面的冲蚀和破碎作用，大大地降低了能耗，降低了设备的制造成本和运行维护费用；提高了该设备的机动性、野外作业的能力及清洗效率。