[发明专利]一种实用于洗扫车上的高压扇形喷嘴

说明书

在这项工作中，我们提出一种应用于高压清洗设备(清洗机、洗扫车)的新型扇形喷嘴。所述扇形喷嘴具有喷嘴体，用于流体的流动通道穿过该喷嘴体，其中，在射束成形区段中，流道的流动横截面连续变细。在本发明的扇形喷嘴中，通过改变喷嘴流道结构，将影响水流压力损失的阶梯去掉，优化射束成型段的角度，以便减少水流的压力损失和提升水流的打击力。由于连续的过渡及成型段角度的优化，流动损失可以保持得很小。因此，根据本发明的扇形喷嘴的特征在于具有压力损失最小的射束成形，相比于其它此类清洗型喷嘴，本喷嘴能够有效地提高清洗效率和最大程度地减少能量损失。

技术领域

本发明涉及模型设计领域，提出一种应用于高压清洗设备(清洗机、洗扫车)的扇形喷嘴，所述扇形喷嘴具有喷嘴体，用于流体的流动通道穿过该喷嘴体，其中，在射束成形区段中，流道的流动横截面连续变细。

背景技术

随着社会的发展，人们的环保意识开始加强，高压水射流清洗作为环保型清洗方式，具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。因此，开发设计高效节能的清洗喷嘴开始成为研究人员的关注热点。

公知的有如下的扇形喷嘴，该喷嘴入口压力小，出口扩张角大，在喷嘴开口上的横截面中呈圆形的流体射束，其通过碰撞到侧壁上而成形为扇形射束。这种喷嘴可用于给绿化带浇水等。

此外，还有公知的如下扇形喷嘴，该扇形喷嘴的流动通道急剧收缩，出口段大多是一段直径很小的圆柱体，使水流从出口喷出时具有较大的冲击力，根据压力大小的不同，用来切割、破碎或清洗物体。

当结构比较复杂时，喷嘴构型设置不合理时，加工出的喷嘴往往出现流道过渡不平缓、水流能量损失较大等问题，会导致加工或清洗的效率降低。因此，设计合理的结构，提升喷嘴的加工效率和清洗效率成为设计人员的研究目标。

发明内容

本发明的任务是，对(5003S或5004S)等类型的扇形喷嘴进行结构设计和优化，得出对清洗效果影响较大的结构参数的最优值，分别是入口收缩角(30°)，切槽相贯深度(0.6mm)，出口扩张角(45°)，使得流体在流动通道内的流动损失最小化，减少水流从出口射出的压力损失，提高其清洗效率。

根据本发明，该任务在这种扇形喷嘴中以如下方式来解决，即，使得喷嘴的内流域具有如下区域，在该区域中，流动通道的横截面逐渐变细，使其从圆形连续过渡为椭圆形。

本发明扇形喷嘴，在流动通道的射束成形区段，流动通道的流动横截面从圆形连续地且无阶梯地过渡为椭圆形。同时，流动通道的流动横截面在流体流动方向上连续减小，流动横截面的连续减小使得流体被均匀加速。

本发明的扇形喷嘴，由于流动横截面从圆形连续过渡为椭圆形，在射束成形区段的两个在直径上彼此相对的流体比在射束成形区段的其余区域中的流体更强地朝射束中心的方向转向。使得流体在穿过喷嘴开口时构造出扇形射束

在根据本发明的扇形喷嘴中，由于所设计的流线型过渡，流动损失可以减少到最小。因此，本发明的扇形喷嘴的特征在于具有压力损失最少的射束成形。

在本发明的有利设计中，流动通道横截面的椭圆的主轴线的取向沿着整个射束成形区段保持相同。这样流动横截面的主轴线的取向在空间中沿着整个射束成形区段保持不变。

可以规定，椭圆形流动横截面的主轴线的取向在射束成形区段的整个长度的一半以上都保持不变，并且仅在射束成形区段的与之联接的区域中才改变。

有利的是，椭圆形流动横截面的主轴线的取向在射束成形区段的端部区域中改变。

关于流体的流动方向，流动通道的三维自由成形面优选具有持续的曲率改变。

有利的是，流动通道关于彼此垂直取向的两个纵向截面(图1中A-A和B-B方向)镜像对称地构造。

附图说明