CN101376125B - 液力喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种用于冲洗管道内部的液力喷嘴，所述液力喷嘴包括喷嘴主体(1)，所述喷嘴主体(1)具有：前端和后端，在所述后端中截面上居中地设置有冲洗水的入口(6)；内部冲洗水通道，冲洗水通过所述内部冲洗水通道从所述冲洗水入口(6)变向至多个冲洗水出口(8)，所述冲洗水出口(8)开口于所述喷嘴主体的所述后端中相对于所述冲洗水入口的径向外部区域中。所述液力喷嘴具有穿过所述喷嘴主体延伸的空气通道(16)，所述空气通道(16)将开口于所述喷嘴主体的所述前端中的空气入口(17)连接至开口于所述喷嘴主体的所述后端的空气出口(18)，其中，部分地通过位于所述冲洗水出口(8)的径向内侧的外壁以及部分地通过位于所述冲洗水入口(6)的径向外侧的内壁限定所述空气出口(18)。

Description

液力喷嘴

技术领域

本发明涉及一种用于冲洗管道内部的液力喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴主体，所述喷嘴主体具有：前端和后端，在所述后端截面上(section-wise)居中地布置了冲洗水入口；内部冲洗水通道，冲洗水通过所述内部冲洗水通道从所述冲洗水入口变向至多个冲洗水出口，所述冲洗水出口开口于所述喷嘴主体的所述后端中相对于所述冲洗水入口的径向外部区域中。

这种液力喷嘴适用于用以输送例如地表水、废水和污水的管道的内部清洗。所述喷嘴通常的用途是冲洗连接两个人孔管道或人孔井的管道。然后，所述喷嘴被插入所述管道的第一近端，并由于冲洗水的压力产生反作用力导致其被驱动而移动至所述管道的远端。在用冲洗水在传输从所述管壁释放的物质的情况下清洁所述管道的内部的同时，所述喷嘴克服所述反作用力沿工作方向从所述远端被拉回至所述第一近端。沿操作方向所需的拉力通常由软管施加至所述喷嘴，冲洗水经由连接至所述冲洗水入口的所述软管供应至所述喷嘴。当然，本发明的所述喷嘴也能用于除所述示例之外的其它应用中。

背景技术

这种通用式的液力喷嘴是先前公知的。例如在美国专利US4,756,324 B1和US 5,992,432 B1中示出了不同的液力喷嘴。这两种公知的喷嘴都包括具有旋转对称的外型的基本同质的喷嘴主体。各实施方式包括居中地延伸穿过所述喷嘴主体以开口于所述喷嘴的一端的通道，喷嘴的所述端与向所述喷嘴供应冲洗水的一端相反。所述通道连接至所述冲洗水入口，并设置为用于在所述喷嘴向待被清洁的所述管道的远端移动时沿运动方向排出冲洗水。

美国专利US 3,814,330 B1中先前公知按照相似方式操作的另一种液力喷嘴。然而，这种喷嘴与上述喷嘴不同，尤其在于其具有截面上基本呈十字形的喷嘴主体。从中心部分至连接相邻的臂的外端的假想周边，所述喷嘴主体在所述十字的臂之间向外敞开。按照这种方式，沿着所述喷嘴主体形成了截面基本上为四分之一圆的通道，所述通道沿径向向外不受限制。所述通道的目的可解释为是为了当所述喷嘴向待被清洁的管道的远端移动时允许沿所述喷嘴主体输送所分离掉的物质。

沿操作方向输送所分离掉的物质是项消耗动力的工作，这将使用由冲洗水供应的一部分能量，从而也消耗喷嘴的一部分清洁能力。在公知的液力喷嘴设计中未讨论或解决该问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有改进的清洁能力的液力喷嘴。

本发明的另一目的是提供一种实现了减少冲洗水的消耗并相应地减少动力消耗的液力喷嘴。

这些目的在根据本发明的液力喷嘴中得以实现。

简言之，本发明提供了一种以导言的方式说明的液力喷嘴，其中，延伸穿过所述喷嘴主体的空气通道形成的形状适用于使空气通过，所述通道将开口于所述喷嘴前端中的空气入口和开口于所述喷嘴后端的空气出口连接，其中，部分地通过位于所述冲洗水出口的径向内侧的外壁以及部分地通过位于所述冲洗水入口的径向外侧的内壁限定所述空气出口。

在一个优选实施方式中，所述喷嘴包括外形旋转对称的喷嘴主体，所述喷嘴主体具有在围绕所述空气通道的环中等角度隔开地分布的冲洗水出口，所述空气通道开口于所述冲洗水出口的径向内侧，按照这种方式在所述冲洗水入口和所述冲洗水出口之间并且分别与所述冲洗水入口和所述冲洗水出口呈同心关系地设置所述空气出口以用于排出经过的空气。

有利地，所述空气通道能够形成为至少在其位于从所述空气入口到所述空气出口的长度的一部分上具有连续的环形截面。所述连续的环形部分的长度可位于所述空气入口中和/或所述空气出口中，和/或所述空气通道的位于所述空气通道的所述部分之间的长度中。

在另一实施方式中，所述空气通道至少在位于所述空气入口和所述空气出口之间的所述空气通道长度的一部分上被分成两个或多个子通道，每个所述子通道都具有环形段的截面形状。所述环形段长度可位于所述空气入口中和/或所述空气出口中，和/或所述空气通道的位于所述空气通道的所述部分之间的长度中。

所述空气通道有利地具有在所述空气出口上游处截面面积渐减的长度。具体地说，从轴向截面图中观察，所述空气出口可具有拉伐尔(deLaval)喷嘴的形状。所述空气通道也可形成为具有向着所述空气入口渐增的截面面积。

附图说明

以下结合示意性地示出本发明实施方式的附图更详细地说明本发明，其中：

图1为按照本发明的液力喷嘴的实施方式的立体图；

图2示出图1的所述喷嘴的后端；

图3示出穿过图1和2的所述喷嘴的轴向中心的纵向截面；

图4示出与图3相似并相对于图3的截面图旋转45°(绕所述轴向中心)的纵向截面，以及

图5示出穿过按照本发明的液力喷嘴的第二实施方式的纵向截面。

具体实施方式

通过导言的方式，应当说明，喷嘴的前端应理解为指的是当喷嘴在由冲洗水的压力所产生的反作用力的驱动下向前移动时所述喷嘴的引导端，而在后端指的是在所述移动期间的拖尾端。

参考图1至5，所述喷嘴包括通常由金属制成的喷嘴主体1。由于制造的原因，所述主体1可由前主体部分2和后主体部分3组成。所述喷嘴主体1从前端4延伸至后端5。所述喷嘴主体中居中地设置了开口于所述后端5中的冲洗水入口6。所述冲洗水入口6通常设置用于连接至软管，所述软管用于以可达到例如约50至60巴(5000至6000千帕)的压力将冲洗水供应至所述喷嘴主体1。当然也可施加其它大小的压力，本发明不应理解为被限制于所述压力区间。所述喷嘴主体1中设置有多个冲洗水通道7以将冲洗水从所述冲洗水入口6引导至多个冲洗水出口8。所述冲洗水出口8开口于所述喷嘴主体的所述后端5中，并且相对于所述冲洗水入口6位于所述喷嘴主体1的径向外部区域。虽然在附图中未示出，但是为了全面说明的原因，应当指出，所述出口8可以设置成用于以可拆卸方式安装可更换式喷嘴。为了将冲洗水引向待清洁的管道内壁，这种喷嘴通常从所述喷嘴主体的轴向中心向外倾斜。为了产生所述喷嘴主体绕其纵向中心的旋转以及阻碍所述喷嘴主体绕其纵向中心的旋转，在适当的情况下，所述喷嘴也可具有切向的方向分量。

所示实施方式中的喷嘴主体1包括旋转对称的外部形状，在截面图中，其分布有四个等角度隔开的冲洗水出口8。可以想出其它的实施方式。例如，喷嘴主体可以具有多边形的截面，而冲洗水出口的数目可以替代地大于或者小于四个。

如上所述，所述喷嘴主体1构造成借助于相应成形的冲洗水通道使所供应的冲洗水的方向反向。就像通常本来的情况那样，由于冲洗水的出流被转向并与入流相反，因而产生反作用力，导致了喷嘴主体向着待被清洁的管道的远端的向前运动。

对于本发明来说，所述冲洗水通道的详细结构本身并不特别重要。然而，重要的特征在于，所述冲洗水通道7上沿径向将所述冲洗水入口6连接至所述冲洗水出口8的长度部分包含在所述喷嘴主体中的一个区域中，所述区域包括一些部分，当从截面图中观察时，这些部分是去除了材料的开放端部。这能够如图3中所示那样实现，其中，所述冲洗水通道7包括弯曲的、分立的管9，所述管9从所述冲洗水入口6延伸并且在冲洗水通道长度10中延续，所述冲洗水通道长度10形成在环绕壁11中，所述环绕壁11形成所述喷嘴主体1的一部分。可替代地，所述冲洗水通道7可包括如图5中所示的杯形凹部12，所述杯形凹部12按照相应的方式布置以经由所述冲洗水通道长度10将所述冲洗水入口6连接至所述冲洗水出口8。至少在以下实施方式中，适于将径向的冲洗水通道长度设置在各个支腿13中，所述支腿13沿径向将所述喷嘴主体的中心区域14与环绕壁11相连接。

从以上将认识到，所述喷嘴主体1包括中心区域14以及环绕壁11，冲洗水入口6位于所述中心区域14中，冲洗水出口8位于所述环绕壁11中。多个臂15、13沿径向从中心区域14延伸至所述壁11，所述延伸的方式使得在所述壁和所述中心区域之间形成有基本上同心的空间。优选地，在截面图中，连接臂等角度地隔开。按照这种方式形成的所述空间充当用于经过喷嘴主体1的空气的通道16。

所述空气通道16将开口于所述喷嘴主体的前端中的空气入口17与开口于所述喷嘴主体的后端中的空气出口18相连接。所述空气通道16被限界成限定于所述喷嘴主体的中心区域14与环绕壁11之间的空间。通过所述壁11的内周，空气出口18由在冲洗水出口8的径向内侧延伸的外限制部限定。通过中心区域14的外周，空气出口18另外还由在冲洗水入口6的径向外侧延伸的内限制部限定。

在所示实施方式的旋转对称的喷嘴主体1中，冲洗水出口8布置在环绕冲洗水入口6的环上，从而在所述冲洗水入口和冲洗水出口的所述环之间并且分别与所述冲洗水入口和所述冲洗水出口的所述环呈同心关系地设置所述空气出口18以用于排出经过的空气。

从以上也将认识到，空气通道16在其从空气入口17至空气出口18的长度的至少一部分上具有连续的环形截面区域。在图1至4的实施方式中，空气通道16的所述长度的连续的环形部分形成在所述空气通道的中间区域中；在图5示出的实施方式中，所述长度的连续的环形部分分别位于所述空气入口和所述空气出口的区域中。

从以上说明和附图还可认识到，空气通道16在至少其从所述空气入口至所述空气出口的长度的一部分中分成了两个或多个子通道，其中，每个子通道都具有环形段的截面图。在图5的实施方式中，空气通道16的环形段部分位于所述空气通道的中间区域，而在图1至4的实施方式中，所述环形段部分分别位于所述空气入口和/或所述空气出口区域。

用于使空气穿过的所述通道16可设计成影响所述通道内的空气动力学条件，以达到增加穿过所述喷嘴主体的空气的气流和/或流速的目的。在图5的轴向截面图中示出通道16在所述空气出口18上游处的区域中如何包括具有通流面积渐减的区域。该区域能被形成用以使所述空气出口具有诸如拉伐尔喷嘴等排出喷嘴的形状。为了类似的目的，所述通道16可形成为具有向着所述空气入口17渐增的通流面积，该形成方式容许更大的注入量。

如上以及所示实施方式中所述，通过设置穿过所述喷嘴主体的空气通道，实现了增大所述喷嘴的清洁能力。由于从所述冲洗水出口8排出的冲洗水的压力和流速，在所述喷嘴后端处实现了空气压力降低。通过对所述空气通道的出口18限界以使其开口于所述冲洗水出口的径向内侧，用减小的压力实现了特定的喷射器效果，所述喷射器效果使穿过所述空气通道16和所述通道出口18的空气流加速。所汇集的空气流沿操作方向即向待清洁的管道的第一近端推动所分离掉的物质。所汇集的空气流导致所述喷嘴的能力增加，这能够替代地用于减少冲洗水的量，从而减少在清洁管道内部的过程中需要供应的能量。

当然，在不脱离所附权利要求书规定的发明范围的情况下当然能够修改所述实施方式的结构中的细节。

Claims (11)

1.一种用于冲洗管道内部的液力喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴主体(1)，所述喷嘴主体(1)具有：前端和后端，在所述后端截面上居中地设置有冲洗水入口(6)；内部冲洗水通道，冲洗水通过所述内部冲洗水通道从所述冲洗水入口(6)变向至多个冲洗水出口(8)，所述冲洗水出口(8)开口于所述喷嘴主体的所述后端中相对于所述冲洗水入口的径向外部区域中，所述喷嘴的特征在于还包括穿过所述喷嘴主体延伸的空气通道(16)，所述空气通道(16)将开口于所述喷嘴主体的所述前端中的空气入口(17)连接至开口于所述喷嘴主体的所述后端的空气出口(18)，其中，部分地通过位于所述冲洗水出口(8)的径向内侧的外壁以及部分地通过位于所述冲洗水入口(6)的径向外侧的内壁限定所述空气出口(18)。

2.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于旋转对称的喷嘴主体(1)，其中，所述冲洗水出口(8)在围绕所述空气通道(16)的环上等角度隔开地分布，所述空气通道(16)开口于所述冲洗水出口(8)的径向内侧，并且，在所述冲洗水入口(6)和所述冲洗水出口(8)之间分别与所述冲洗水入口(6)和所述冲洗水出口(8)呈同心关系地设置所述空气出口(18)以用于排出经过的空气。

3.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气通道(16)至少在其位于所述空气入口(17)和所述空气出口(18)之间的长度的一部分上具有连续的环形截面。

4.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气出口(18)为连续的环形。

5.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气入口(17)为连续的环形。

6.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气通道(16)的位于所述空气入口(17)和所述空气出口(18)之间的长度的至少一部分被分成两个或多个子通道，其中，每个所述子通道都具有环形段的截面形状。

7.如权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述空气出口(18)具有环形段的截面形状。

8.如权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述空气入口(17)具有环形段的截面形状。

9.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气通道(16)包括在所述空气出口(18)上游截面面积减小的区域。

10.如权利要求9所述的喷嘴，其特征在于，在纵向截面图中，所述空气出口(18)呈拉伐尔喷嘴的形状。

11.如权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，所述空气通道(16)包括向着所述空气入口(17)增大的截面面积。

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