[发明专利]具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头

说明书

本发明公开了一种具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头，所述具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头包括其上钻有偏心喷射孔的清洗头、中空的圆柱形阶梯式旋转轴、内孔为圆柱形的阶梯式密封外壳和进水接头。本发明结构简单、设计独特，中空的圆柱形阶梯式旋转轴采用圆柱形阶梯式间隙密封技术，密封效果更好；超速旋转情况得到进一步有效控制，水射流打击力提高，清洗效果更好；维修、保养非常方便，使用成本大幅降低。

技术领域

本发明涉及工业清洗技术领域，特别是涉及一种具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头，该产品在高压水清洗行业内主要用于各种热交换器管程结疤和污垢清洗。

背景技术

中国工业清洗行业的产业发展起步于上世纪80年代，远远落后于具有近百年历史的欧、美等发达国家，而且最初还是以化学清洗为主。随着我国改革开放及现代化建设步伐的加快，以及国人对环境保护意识的加强，高压水射流清洗工艺正在被越来越多的企业所接受，主要原因有三个方面：(1)清洗速度快；(2)清洗效果好；(3)清洗后不会产生二次污染。

高压水自旋转喷头是一种高效、多用途的水射流清洗工具，是清洗设备常备的。然而，由于我国高端机械产品制造水平与欧、美等发达国家比较还存在一定差距，到目前为止，国内所使用的该类产品全部从国外进口，目前国内厂家还不具备研发及加工能力，主要原因来自三个方面：(1)设计理念落后及专业人才缺乏；(2)零部件加工精度要求极高；(3)主要原材料质量难以保证。

本发明第一发明人自2002年开始一直致力于高压水清洗设备周边配套附件及清洗工具研发工作，期间曾多次亲临欧、美等业内国际高端厂家进行实地学习、考察和技术交流。以往的高压水自旋转清洗喷头基本上都是依靠轴承来承受轴向和径向载荷的，在实际应用过程中存在以下不足：(1)外径尺寸较大，无法满足清洗较小内径管路的要求；(2)因其在结构设计中选用了轴承，所以还必须为轴承设计具有密封及防尘功能的密封，在高压水和污垢颗粒并存的恶劣工况环境下，密封件使用寿命非常短，密封一经损坏，内部轴承随之受损。四年前，本产品研发团队便开始从事该具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头的设计、开发，期间做过大量的清洗试验，收集了很多科学数据。目前，类似成熟产品仅有瑞士和美国两家公司拥有，其核心内部结构设计与本产品截然不同。瑞士公司产品也采取了间隙密封，但并非阶梯式设计，其清洗头与旋转外壳采用整体式结构。其缺点是：转速太高、噪音太大、清洗效率低、使用寿命短且磨损后不能维修，属于一次性使用产品。美国公司产品核心部分采取了锥面间隙密封，结构小巧，但也存在如下缺点：①锥面间隙随实际工作压力的变化而改变，一旦较大直径的污垢颗粒进入锥面密封区域，旋转轴被卡住，清洗头将无法正常旋转；②转速依然过快且泄漏量大；③使用寿命短、价格昂贵。

发明内容

本发明目的是解决现有技术存在的问题，提供一种具有轴向推力自我平衡功能的高压水旋转喷头，既降低清洗成本，又进一步降低旋转速度，提高清洗效率，延长使用寿命。

本发明的技术方案：