CN102363148B - 带有注气系统的高压水射流清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有注气系统的高压水射流清洗装置，包括高压水射流发生装置、喷射头，所述的喷射头包括高压水射流喷嘴、外环圆套，高压水射流喷嘴与高压水射流发生装置通过第一管道连通，高压水射流喷嘴外围套设外环圆套，环形圆套的侧壁开有外围环流输入口，外围环流输入口通过第二管道与所述的高压水射流发生装置连通；环形圆套的侧壁开有注气输入口，该注气输入口与一注气系统通过第三管道连通。本发明有效地扩大了高压水射流的有效靶距范围，增强了射流的冲击力。
Description
技术领域
本发明属于清洁装置制造技术领域，具体涉及一种带有注气系统的高压水射流清洗装置，其用于船舶水下部分、水下设施等清洗作业。
背景技术
众所周知，船舶水下部分、海底石油设施、发电设施等由于海水的强腐蚀性和海洋生物的强附着力，使得其处于水下部分的表面附着难以清除的贝类、锈皮和锈斑等物质，不仅影响了此类设施的使用寿命，而且增加了燃油等能源的消耗成本。近几十年来，高压水射流技术作为一项较为有效的清洗技术在这些水下设施清洗方面发挥了不少作用。高压水射流清洗装置与其他清洗方法相比，其具有清洗效果佳、清洗速度快、不污染环境、适用范围广等特点。在工业发达国家，此类高压水射流清洗装置已经成为主流清洗技术，在清洗业市场占到了较高的份额。
但是，现有的高压水射流清洗装置还存在一些不足之处。在水下设施部分(淹没环境)的清洗过程中，由于水的阻力影响，现有高压水射流的有效靶距范围只能达到毫米级，压力损失很大，这么短的靶距造成高压水射流装置只能贴着清洗目标工作才能达到较为理想的清洗效果。然而，如水下船舶等水下设施表面附着物的厚度往往达到几个厘米级别，这就要求高压水射流装置具有足够大的有效靶距，并且水射流到达清洗目标时仍然具有较强的冲击力。然而，现有的高压水射流装置即无法达到这些清洗目标。
发明内容
为了在低功率条件下提高水射流的有效靶距，且保持较强的冲击力，本发明提供了一种带有注气系统的高压水射流清洗装置。
本发明采取以下技术方案：带有注气系统的高压水射流清洗装置，包括高压水射流发生装置、喷射头，所述的喷射头包括高压水射流喷嘴、外环圆套，高压水射流喷嘴与高压水射流发生装置通过第一管道连通，高压水射流喷嘴外围套设外环圆套，环形圆套的侧壁开有外围环流输入口，外围环流输入口通过第二管道与所述的高压水射流发生装置连通；环形圆套的侧壁开有注气输入口，该注气输入口与一注气系统通过第三管道连通。
所述的高压水射流清洗装置，外环圆套的内壁形成多条螺旋状沟槽。
所述的高压水射流清洗装置，注气系统包括气泵，气泵通过第三管道与所述环形圆套的注气输入口连通，所述的第三管道上安装有气体流量控制阀。
所述的高压水射流清洗装置，第二管道上安装有液体流量控制阀。
所述的高压水射流清洗装置，喷射头处于水平状态时，所述的注气输入口位于外围环流输入口的前方或后方。
本发明高压水射流清洗装置中，高压水射流喷嘴产生高压高速水射流。在高压水射流喷嘴外部的环形圆套内部附加低压低速环流以形成人工淹没条件。为了有效扩大高压水射流的有效靶距范围，增强射流的冲击力，本发明增设了一注气系统，其将气泡注入到高压水射流喷嘴外围的外环圆套内。在压力水和气的同时注入下，高压水射流喷嘴的外围圆套喷射低压低速气液两相射流，在喷射头的出口与清洗目标之间形成低密度气液两相环境，使高压高速水射流穿过气液两相环境到达水下清洗目标。此清洗装置极大地降低了高压水射流的穿透阻力，同时也节约了水射流清洗装置的能耗。为了获得更加细小的气泡和更加均匀的气液两相环境，把外环圆套的内壁加工成多条螺旋状沟槽，形成涡室，水流经过螺旋状沟槽时产生涡旋，此结构设计有利于形成更加细小的气泡和更加均匀的气液两相环境。
附图说明
图1为本发明喷射头的纵向剖视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4为本发明高压水射流清洗装置的结构示意图。
图中：1-高压水射流喷嘴；2-外围环流输入口；3-注气输入口；4-外环圆套；5-沟槽；6-斜角；7-高压水射流发生装置；8-气体流量控制阀；9-气泵；10-注气系统；11-液体流量控制阀；12-喷射头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。
如图1-4所示，本实施例带有注气系统的高压水射流清洗装置包括高压水射流发生装置7、注气系统10、喷射头12，喷射头12的结构参见图1，其包括高压水射流喷嘴1、外环圆套4，高压水射流喷嘴1为常用的高压水射流喷嘴，其与高压水射流发生装置7通过管道连通，高压水射流喷嘴1向外喷出高压高速水射流。高压水射流喷嘴1外围套设环形状的外环圆套4，环形圆套4的侧壁开有外围环流输入口2和注气输入口3，喷射头12处于水平状态时，注气输入口3位于外围环流输入口2的前方或后方。外围环流输入口2通过管道与高压水射流发生装置7连通，且该管道上安装有液体流量控制阀11。注气输入口3通过管道与注气系统10的气泵9连通，该管道上还安装有气体流量控制阀8。
高压水射流发生装置7通过分流同时向高压水射流喷嘴1和外围环流输入口2提供压力水，外围环流水射流通过液体流量控制阀11调整其流量和流速。同时，气泵9向喷射头12的注气输入口3注气，这样在喷射头12的喷口周围产生气液两相人工淹没环境，这种气液两相环境降低了高压水射流的穿透阻力，也有利于扩大喷射头12的有效靶距范围。为了获得更加细小的气泡和更加均匀的气液两相环境，把外环圆套4的内壁加工成多条带有一定斜度的螺旋状沟槽5，参见图2、3，标号6为螺旋状沟槽5的倾斜角度，此螺旋状沟槽5形成涡室，水流经过螺旋状沟槽5时产生涡旋，此结构有利于形成更加细小的气泡和更加均匀的气液两相环境。
在使用过程中，高压水射流发生装置7、气泵9、气体流量控制阀8、液体流量控制阀11放置于岸上或船上，启动装置，高压水射流发生装置7、气泵9分别向水下喷射头12提供压力水、气，高压水射流发生装置7的压力可调、流量可调，并且通过气体流量控制阀8和液体流量控制阀11分别调节注气流量和外环水射流流量。
上述所涉高压水射流发生装置7、气体流量控制阀8、气泵9、液体流量控制阀11都采用现有技术，不再详述。
本发明应用于船舶水下部分、其它水下设施的水射流清洗作业，为了提高水射流在水下设备清洗过程中的有效靶距范围和较强的冲击力，该装置中，高压水射流发生装置和注气系统分别向高压水射流喷嘴外围的外环圆套提供压力水和气，使高压水射流喷嘴的外围喷射气液两相流。同时，高压水射流喷嘴喷出高压高速水射流，此高压高速水射流穿过前述形成的气液两相淹没环境，大大降低了高压水射流的穿透阻力。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的保护范围。
Claims (2)
1.带有注气系统的高压水射流清洗装置，包括高压水射流发生装置、喷射头，所述的喷射头包括高压水射流喷嘴、外环圆套，高压水射流喷嘴与高压水射流发生装置通过第一管道连通，高压水射流喷嘴外围套设外环圆套，外环圆套的侧壁开有外围环流输入口，外围环流输入口通过第二管道与所述的高压水射流发生装置连通；所述外环圆套的侧壁开有注气输入口，该注气输入口与一注气系统通过第三管道连通；其特征在于：所述外环圆套的内壁形成多条螺旋状沟槽。
2.如权利要求1所述的高压水射流清洗装置，其特征在于：所述的注气系统包括气泵，气泵通过第三管道与所述外环圆套的注气输入口连通，所述的第三管道上安装有气体流量控制阀。
3.如权利要求1所述的高压水射流清洗装置，其特征在于：所述的第二管道上安装有液体流量控制阀。
4.如权利要求1所述的高压水射流清洗装置，其特征在于：喷射头处于水平状态时，所述的注气输入口位于外围环流输入口的前方或后方。
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