[发明专利]一种无动力可旋转空化射流喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种空化射流喷嘴，尤其涉及一种无动力可旋转空化射流喷嘴，属于液体阀门控制技术领域。

背景技术

海洋生物污损(biofouling)是指固着或栖息在船舶、平台和各种水下人工设施固体表面上动物、植物和微生物。近年来，随着航运、海防、水产养殖以及海滨电厂等的发展，海洋生物的污损所带来的危害越来越严重，所造成的损失难以精确计算。1974年美国海军因生物污损和钻孔生物的破坏就花费了2.15亿多美元。船只和海洋设施都会受到海洋腐蚀和生物污损的双重挑战，由于生物污损所引起的厌氧腐蚀，美国每年所损失的金属估计价值50～60亿美元。据估计，世界范围内在海湾用于防止海洋生物污损的费用每年至少14亿美元。据统计，当舰船生物污损率为5％时，则摩擦系数增加50％，燃料消耗要增加40-50％。据不完全统计，全世界仅生物污损给各种海洋工程设施与舰船设备造成的损失就可达到数十亿美元以上。如一艘万吨远洋轮如果10％面积被海洋生物污损，则可带来100万美元的损失。为此，世界各国投入了大量的人力和资金对海洋设施或水下平台的固体表面上附着的动植物和微生物进行了探索与研究，相应地采用了多种手段开发出多种形式的水下清除设备，用于清除水下平台固体表面上的海洋附着物，并取得了一定成效。据查阅相关资料获悉，国外虽然开发出了多品种的水下清洗设备，但适用于工程应用的仅有两类，即刷子清扫和水射流清除设备。目前国内对生物污损的清扫方法研究起步较晚，发展较缓慢。很多研究都还停留在理论或者实验室论证阶段，主要研究方向也是基于刷子清扫和水射流清除。

从国内外目前用于对水下平台固体表面附着物清洗所使用的设备情况来看：用刷子清扫方法来清除生物污损存在着一定的局限性，如对水下平台固体表面防护层有较大损伤等，特别是难以清扫曲率较小的曲面以及具有过渡面的局部地方；水射流清扫方法虽然可克服刷子清扫方法带来的问题，但是水射流的产生需要一定功率的水泵及其泵控系统，特别是与之相匹配且能产生强大冲洗力的喷嘴。

我国对海洋生物污损清扫工作几乎全靠潜水员携带清扫装备来完成。而清扫方法一般采用刷子，目前还未见到我国采用空化水射流方法完成水下清扫任务的报道。

发明内容

本发明提供一种无动力可旋转空化射流喷嘴，喷嘴能诱发气泡并使气泡在接触到靶面时发生溃灭而产生冲击力，使靶面附着物脱离，达到清洗靶面的目的；同时该喷嘴借助工作时产生的冲击力能在360度范围内连续旋转。

一种无动力可旋转空化射流喷嘴，包括增压接头、无动力旋转接头、空化喷嘴、限位板、旋转头、组合密封圈和导向环；无动力旋转接头的内部设计成“木”字形通道，通道出口与一道周向的环形槽贯通，环形槽的截面呈半圆形凹槽结构，开口尺寸大于“木”字形通道出口，环形槽的左右各有一道密封槽和导向槽，密封槽和导向槽内分别套装导向环和组合密封圈；旋转头上有两个对称的通道与无动力旋转接头上的环形槽对应；无动力旋转接头凸肩和旋转头的凹面处上各设有一V型凹槽，且保持两环状V型凹槽大小相等并同心，同时在旋转头与阀块凸肩上开设的V型槽相配合处加工环状三角凸台，在限位扳与旋转头的V型凹槽相配合处也加工有环状三角凸台，无动力旋转接头套装在旋转头内部并由限位板固定，V型凹槽与环状三角凸台的配合可限制旋转头工作时产生的串动和摆动；其中空化喷嘴还包括外壳体、限位阀针、方向调节头、定位螺塞、导向销、喷嘴和定位钢球，喷嘴内部为圆锥形孔，圆锥形孔的小孔端连接一圆形直孔，圆锥形孔的大端为凹形的半球形结构，与方向调节头的半球形外表面结构相配合；方向调节头的中心为凹形的半球形结构，与导向销的上部的半球形结构相配合，在导向销顶端面正中心开有一锥形沉孔；喷嘴套装在外壳体内部，导向销装入方向调节头中，再将定位钢球装在导向销顶端面的锥形沉孔后用定位螺塞封口组成一体，同时将喷嘴装入外壳体中，然后将限位阀针旋入外壳体的螺纹端，外壳体通过螺纹固定在旋转头的通道出口的螺纹孔内，旋转头上用于安装外壳体的螺纹孔的中心连线与旋转头通道出口的中心连线成a角，a角为3-5度。

导向销的末端延伸至喷嘴圆锥内腔的小径处，亦可伸出小径；导向销下端面的截面积与流体在该出口处的截面积相等；导向销自由端的圆锥形结构与其上端相联结的圆柱形结构为圆滑过渡。