[发明专利]可内部调节喷射角度的旋转式喷嘴

说明书

技术领域

本公开涉及高压流体旋转式喷嘴系统。尤其是，本公开的实施例涉及内部调节喷射角度的旋转式喷嘴。

背景技术

旋转式喷嘴可用来通过围绕穿过喷嘴组件的中心轴线在连续变化的方向上引导流体而将集中的高压流体流引导到相对较大的表面区域上。美国专利8,820,659B2中描述了一种这样的喷嘴。壳体内的旋转式喷嘴主体围绕壳体的内部旋转，从而导致离开喷嘴的流体流覆盖大面积。然而，这类喷嘴的喷射角度是不可调节的。在一些应用中有利的是能够调节这种高压喷嘴装置的喷射角度，而不必用具有更窄或更宽喷射角度的旋转式喷嘴来进行实体更换。

发明内容

本公开直接解决了上述需求。本公开通过提供一种从轴向流到宽喷射角度可无级调节的旋转式喷嘴装置来解决此问题。这种喷嘴装置的一个示例性实施例包括杯形外壳，其具有中心轴线、壁部和底部。管状内壳设置在外壳内并且以所述中心轴线为中心，并且具有接合外壳壁部的接合特征。接合特征可以是螺纹、凸轮、摩擦带或用于定向内壳和外壳的其它机械联动装置。细长喷嘴主体承载在内壳内。喷嘴主体具有管状杆。杆的远端载有喷嘴头，喷嘴头延伸穿过离开内壳的轴向通道并进入外壳的底部中。喷嘴主体构造成能够沿着内壳的圆锥形内壁部围绕所述中心轴线旋转，并且引导流体流过喷嘴主体、经喷嘴头流出并经外壳底部中的开口流出。通过改变外壳底部与内壳之间的轴向间隔可调节喷嘴主体相对于所述中心轴线的角度。

根据本公开的喷嘴装置的一个实施例包括入口螺母，高压流体供应软管连接到入口螺母，诸如在可以从50psi至20,000psi范围内的压力下运送水的软管。入口螺母通常是管状，具有基本封闭的远端。该远端螺纹连接到喷嘴装置的内壳中，并且该远端具有一个或多个周边开口，其将高压流体切向地引入内壳的内部中。管状内壳具有圆筒形内壁部和与离开内壳的通道汇合的圆锥形内壁部。

喷嘴主体被卡持在内壳与紧固到内壳近端的入口螺母之间。入口螺母构造成引导流体切向地流出入口螺母流向圆筒形壁部的周边，以便产生围绕中心轴线的并且围绕喷嘴主体近端旋转的高压流体旋转流。该旋转流体流导致喷嘴主体围绕内壳的圆锥形壁部旋转。

喷嘴主体的近端具有多个轴向延伸的叶片。这些叶片延伸穿过近端，以大幅减少流入喷嘴主体的旋转流体流，以使得流入喷嘴头的流体基本上是轴向的而不是旋转的。

杯形外壳优选地螺纹连接在内壳之上。外壳的底部具有贯穿的中心孔和设置在孔中的环形阀座。阀座接收喷嘴杆上的喷嘴头，并且优选地，喷嘴头通过设置在阀座中的O形环而卡持在阀座内。

通过改变把内壳相对于外壳接合的接合特征围绕所述中心轴线的取向来改变内壳与外壳之间的轴向间隔。接合特征可以是内壳的外部和外壳的内部具有诸如螺纹的互补特征，以促进旋转。喷嘴主体的杆具有直径扩大的中部，以用于接合内壳的圆锥形壁部。当内壳与外壳完全间隔开时，杆的中部基本上封闭离开内壳的通道，以便仅沿着所述中心轴线引导流体喷射。随着外壳与内壳之间的空间减小，由于喷嘴主体周围的高压旋转流体流，喷嘴主体开始以越来越宽的圆旋转。因此，当在内壳和外壳之间没有空间时实现最宽的喷射路径。

根据本公开的喷嘴的一实施例可以包括具有中心轴线的圆筒状杯形外壳。外壳具有管状壁部和环状盘形底部。管状内壳以所述中心轴线为中心设在外壳内，并且与外壳的管状壁部螺纹接合。细长的大体管状喷嘴主体承载在内壳内。喷嘴主体具有管状杆。杆的远端载有大体圆锥形的喷嘴头，喷嘴头延伸穿过离开内壳的通道延伸到外壳的底部。喷嘴主体具有增厚的中部，并且构造成沿着内壳的圆锥形内壁部围绕所述中心轴线旋转，并且引导流体流过喷嘴主体并经喷嘴头流出。简单地通过改变外壳底部与内壳之间的轴向间距就可调节喷嘴主体相对于所述中心轴线的角度以及流过喷嘴的喷射流体的相应喷射角度。

通过结合附图阅读以下详细描述，本公开的实施例的其它特征，优点和特性将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的喷嘴装置的纵向剖视图，其中，内壳抵靠外壳的底部，以提供围绕喷嘴装置中心轴线的宽喷射角度。

图2是图1所示喷嘴装置的纵向剖视图，其中，内壳与外壳底部中等程度地间隔开，以提供围绕中心轴线的较窄喷射角度。

图3是图1所示喷嘴装置的纵向剖视图，其中，内壳与外壳底部完全间隔开，以提供轴向流体流动路径。

图4是图1所示喷嘴装置沿着图1中的线4-4截取的前视剖视图。

图5是图1所示喷嘴装置沿着图1中的线5-5截取的前视剖视图。

图6是图1所示喷嘴装置的分解纵向剖视图。