CN104384128A - 一种超高压旋转密封式水射流清洗器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：包括驱动机构、旋转密封机构、进水连接件、喷头机构、上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体固定连接；所述旋转密封机构包括进水管接头、密封外壳体、密封内通道、支撑轴套、密封中通道和从动齿轮。本发明通过端面密封和间隙密封的组合密封实现超高压水射流的旋转动密封，能有效解决超高压静止件与旋转件之间的密封，提供高压水的利用率，增加了水射流除锈的效果。

Description

一种超高压旋转密封式水射流清洗器

技术领域

本发明涉及一种清洗器，具体地说是一种超高压旋转密封式水射流清洗器。

背景技术

传统的水射流清洗技术是利用低压手持喷枪、自旋转式喷头等设备进行清洗，它们具有清洗效率低、清洗后废水难以实时回收、除锈时易返锈等特点。

传统的超高压动密封结构多采用自紧密封或活塞环密封，前者因压力的自紧作用使密封通道间发生摩擦，以致旋转喷头的转速无法提高；后者则不适用于润滑性差、粘度低的超高水射流旋转动密封场合。本发明通过采用间隙动密封的方法解决了在合理密封泄漏量的前提下实现喷头高速转动的难题。

发明内容

本发明针对以上提出的传统水射流清洗器转速无法提高、清洗效率低、清洗后废水难以实时回收、除锈时易返锈和不适用于润滑性差、粘度低的场合的问题，而研究设计一种超高压旋转密封式水射流清洗器。本发明采用的技术手段如下：

一种超高压旋转密封式水射流清洗器，包括驱动机构、旋转密封机构、进水连接件、喷头机构、上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体固定连接；

所述驱动机构包括气动马达、气动马达外壳体和主动齿轮，所述主动齿轮固定在气动马达的伸出轴上；

所述旋转密封机构包括进水管接头、密封外壳体、密封内通道、支撑轴套、密封中通道和从动齿轮，所述密封外壳体固定在上壳体上，且密封外壳体的进口位于上壳体的外部，密封外壳体的出口位于上壳体的内部，所述密封内通道的进口端位于密封外壳体内，且密封内通道与密封外壳体为过盈配合，所述进水管接头与密封外壳体通过螺纹连接，同时与密封内通道的入口通过锥面配合；所述密封中通道套设于密封内通道外，并与密封内通道之间为间隙密封，所述密封轴套套设于密封中通道外，并与密封中通道过盈配合，所述密封轴套与密封外壳体通过轴承连接，所述从动齿轮套设于密封轴套外并与密封轴套间隙配合；

所述密封中通道的出口端面与进水连接件的入口端面之间为端面密封，所述从动齿轮与进水连接件通过螺纹连接，所述密封轴套的出口与进水连接件的进口之间为间隙密封，所述进水连接件外设有清洗盘上壳体，所述清洗盘上壳体固定于下壳体上，且清洗盘上壳体与进水连接件之间的缝隙处设有动密封圈；

所述喷头机构包括喷头主体和设置在喷头主体上的喷头组件，所述喷头组件包括喷头调节环、喷头连接件、超高压喷嘴和高压喷嘴堵头，所述喷头主体的入口端与进水连接件通过螺纹连接，喷头主体的出口端与喷头调节环通过螺纹连接，所述喷头调节环与喷头连接件通过螺纹连接，且喷头连接件的入口处与喷头主体的出口处通过锥面配合，喷头连接件的的出口端与喷嘴连接头的入口通过螺纹连接并通过锥面配合，喷嘴连接头的出口与超高压喷嘴连接，超高压喷嘴的出口处设有高压喷嘴堵头。

进一步地，所述喷头主体上对称设置有两组喷头组件。

进一步地，所述喷头组件还包括调节连接环，所述调节连接环设于喷头连接机构和喷头调节环之间，且调节连接环内部设有与喷头连接机构配合的内螺纹，外部设有与喷头调节环配合的外螺纹。

进一步地，所述轴承侧面设有轴承定位件。

进一步地，所述密封内通道的表面设有周向的环形密封槽。

与现有技术比较，本发明所述的一种超高压旋转密封式水射流清洗器具有以下优点：

1、本发明利用一组端面密封和两组间隙密封配合的密封形式实现超高压水射流旋转件的有效密封；

2、由于本发明以水作为射流介质，最大的有效密封工作压力为250MPa，解决了水介质密封效果不好的问题，同时解决超高压动静件之间的密封问题；

3、本发明的旋转喷头可根据需求组合安装高压水射流喷嘴，且除锈清洗的射流角度可调节；

4、本发明自身体积小、结构紧凑，充分实现了小型一体化的多功能集成；

5、本发明具有结构简单、使用简便、水射流除锈效果好，在船舶除锈等具有环保无污染的特点。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明所述的旋转密封机构和喷头机构结构示意图。

图3是本发明所述的喷头机构结构示意图。

图中：1、驱动机构，2、旋转密封机构，3、喷头机构，4、主动齿轮定位销，5、主动齿轮，6、下壳体，7、轴向固定螺栓，8、清洗盘上壳体，9、径向固定螺栓，10、清洗盘连接套筒，11、清洗盘下壳体，12、右喷嘴连接头，13、右高压喷嘴堵头，14，右喷头连接机构，15、右喷头调节环，16、喷头主体，17、左喷头调节环，18、左喷头连接机构，19、左高压喷嘴堵头，20、左喷嘴连接头，21、动密封圈，22、进水连接件，23、定位销，24、密封中通道，25、从动齿轮，26、齿轮定位环，27、大轴承定位件，28、大轴承，29、支撑轴套，30、小轴承，31、小轴承定位件，32、密封内通道，33、密封外壳体，34、进水管接头，35、超高压喷嘴，36、调节连接环，37、气动马达，38、气马达外壳体，39、上壳体。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种超高压旋转密封式水射流清洗器，包括驱动机构1、旋转密封机构2、进水连接件22、喷头机构3、上壳体39和下壳体6，所述上壳体39和下壳体6固定连接；驱动机构1包括气动马达37、气马达外壳体38、主动齿轮定位销4和主动齿轮5，所述旋转密封机构2包括进水管接头34、密封外壳体33、密封内通道32、支撑轴套29、密封中通道24、齿轮定位环26、和从动齿轮25，所述喷头机构3包括喷头主体16和设置在喷头主体16上的两个喷头组件、轴向固定螺栓7、清洗盘上壳体8、径向固定螺栓9、清洗盘连接套筒10、动密封圈21、和清洗盘下壳体11，右喷头组件包括右喷嘴连接头12、右高压喷嘴堵头13、右喷头连接机构14和右喷头调节环15，左喷头组件包括左喷头调节环17、左喷头连接机构18、左高压喷嘴堵头19和左喷嘴连接头20，本实施例还包括大轴承定位件27、大轴承28、小轴承30和小轴承定位件31。所述的气动马达1与气马达外壳体2通过过盈配合连接，气马达外壳体2与上壳体3通过密封胶连接，气动马达1的伸出轴与主动齿轮5通过过盈配合连接，主动齿轮5的位置由主动齿轮定位销4进行定位，上壳体3与下壳体6通过螺栓连接，下壳体6与清洗盘上壳体8通过过盈配合连接，且通过定位销23进行定位，清洗盘上壳体8与清洗盘连接套筒10通过径向固定螺栓9连接，清洗盘下壳体11与清洗盘连接套筒10通过轴向固定螺栓7连接；所示的进水管接头34通过锥螺纹连接外部高压进水管，进水管接头34与密封外壳体33通过螺纹连接，同时与密封内通道32入口处通过锥面紧密配合，密封内通道32的表面设有周向的环形密封槽40，密封外壳体33通过过盈配合安装在上壳体3中，密封内通道32通过过盈配合插入密封外壳体33，密封内通道32与密封中通道24通过间隙配合，密封中通道24则与支撑轴套29通过热套技术实现过盈配合，支撑轴套29与密封外壳体33间通过小轴承30和大轴承28进行连接，为防止发生轴向传动，小轴承30和大轴承28分别采用小轴承定位件31、大轴承定位件27定位，小轴承定位件31和大轴承定位件27与密封外壳体33是通过间隙配合实现连接。所述的密封中通道24的出口端面与进水连接件22的入口端面是紧贴在一起的，进水连接件22与从动齿轮25通过螺纹连接在一起，而从动齿轮25的轴向位移是通过两个半圆形的齿轮定位环26固定的。进水连接件22与清洗盘上壳体8通过间隙配合，其上安装动密封圈21防止除锈出渣后废水返回清洗盘上壳体8内部，进水连接件22与喷头主体16通过螺纹连接。

如图3所示，所述喷头组件还包括调节连接环36，所述调节连接环36设于喷头连接机构14和喷头调节环15之间，且调节连接环36内部设有与右喷头连接机构14配合的内螺纹，外部设有与右喷头调节环15配合的外螺纹，通过调节调节连接环36与喷头连接机构14的相对位置并通过右喷头调节环15固定，可调节右喷头连接机构14固定状态下沿中心轴的转动，进而调节右喷嘴连接头沿右喷头连接机构14的中心轴的转动角度，从而调节射流角度；右喷头连接机构14的入口处与喷头主体16的右出口处通过锥面紧密配合，右喷头连接机构14与右喷嘴连接头12通过螺纹连接，且右喷头连接机构14的出口处与右喷嘴连接头12的入口处通过锥面紧密配合，右高压喷嘴堵头13和超高压喷嘴35通过螺纹与右喷嘴连接头12的出口连接，高压喷嘴堵头13用于封堵不用的喷嘴连接头出口。由于机构对称，喷头主体16也与左喷头调节环17通过螺纹连接，左喷头调节环17与左喷头连接机构18之间也设有调节连接环36，同右侧原理相同，左喷嘴连接头角度可调，进而射流角度可调。左喷头连接机构18的入口处与喷头主体16的左出口处通过锥面紧密配合，左喷头连接机构18与左喷嘴连接头20通过螺纹连接，且左喷头连接机构18的出口处与左喷嘴连接头20的入口处通过锥面紧密配合，左高压喷嘴堵头19和超高压喷嘴35通过螺纹与左喷嘴连接头20连接，可根据工作需要自由选择安装超高压喷嘴35的个数。

高压水高速射流到钢板表面后，钢板表面的温度比较高，此时及时的将废水回收，再加上表面高温将残余的水蒸发，钢板表面会很干燥，因此不宜返锈。

工作时，气动马达1带动主动齿轮5旋转，主动齿轮5与从动齿轮25啮合，从而带动进水连接件22、喷头主体16、右喷头调节环15、右喷头连接机构14、右喷嘴连接头12、右高压喷嘴堵头13、超高压喷嘴35、左喷头调节环17、左喷头连接机构18、左喷嘴连接头20和左高压喷嘴堵头19旋转；而支撑轴套29和密封中通道24以低于气动马达1的转速旋转，而密封内通道32静止不动，因此密封中通道24的内表面与密封内通道32的外表面形成相对转动。当高压水通过进水管接头34的中通道经密封内通道32的中通道，通过密封中通道24的通道进入进水连接件22的中通道，经过喷头主体16的通过，分左右两路分别进入左喷头连接机构18和右喷头连接机构14的中通道，进入左喷嘴连接头20和右喷嘴连接头12的中通道，最终通过超高压喷嘴35射出，形成高速水射流；所述的高压旋转密封式水射流清洗器由于密封内通道32与密封中通道24有相对转动，密封中通道24与进水连接件22有相对转动，因此内部采用三处密封实现高压旋转密封，密封内通道32的外表面与密封中通道24的内表面采用间隙密封，密封中通道24的出口端面与进水连接件22的入口端面采用端面密封，支撑轴套29的外表面与进水连接件22的内表面采用间隙密封；密封内通道32的外表面开有环形密封槽，与密封中通道24的内表面采用间隙密封；密封中通道24的出口端面与进水连接件22的入口端面在不通水时是贴合的，但当通入高压水后，密封中通道24的出口端面在高压的挤压下会发生微小表现，形成一定间隙的水膜，起到润滑和密封的作用，密封中通道24的出口端面与进水连接件22的入口端面采用端面密封；支撑轴套29的外表面与进水连接件22的内表面采用间隙密封，用于密封端面泄露的少量水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：包括驱动机构、旋转密封机构、进水连接件、喷头机构、上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体固定连接；

所述驱动机构包括气动马达、气动马达外壳体和主动齿轮，所述主动齿轮固定在气动马达的伸出轴上；

所述旋转密封机构包括进水管接头、密封外壳体、密封内通道、支撑轴套、密封中通道和从动齿轮，所述密封外壳体固定在上壳体上，且密封外壳体的进口位于上壳体的外部，密封外壳体的出口位于上壳体的内部，所述密封内通道的进口端位于密封外壳体内，且密封内通道与密封外壳体为过盈配合，所述进水管接头与密封外壳体通过螺纹连接，同时与密封内通道的入口通过锥面配合；所述密封中通道套设于密封内通道外，并与密封内通道之间为间隙密封，所述密封轴套套设于密封中通道外，并与密封中通道过盈配合，所述密封轴套与密封外壳体通过轴承连接，所述从动齿轮套设于密封轴套外并与密封轴套间隙配合；

所述密封中通道的出口端面与进水连接件的入口端面之间为端面密封，所述从动齿轮与进水连接件通过螺纹连接，所述密封轴套的出口与进水连接件的进口之间为间隙密封，所述进水连接件外设有清洗盘上壳体，所述清洗盘上壳体固定于下壳体上，且清洗盘上壳体与进水连接件之间的缝隙处设有动密封圈；

所述喷头机构包括喷头主体和设置在喷头主体上的喷头组件，所述喷头组件包括喷头调节环、喷头连接件、超高压喷嘴和高压喷嘴堵头，所述喷头主体的入口端与进水连接件通过螺纹连接，喷头主体的出口端与喷头调节环通过螺纹连接，所述喷头调节环与喷头连接件通过螺纹连接，且喷头连接件的入口处与喷头主体的出口处通过锥面配合，喷头连接件的出口端与喷嘴连接头的入口通过螺纹连接并通过锥面配合，喷嘴连接头的出口与超高压喷嘴连接，超高压喷嘴的出口处设有高压喷嘴堵头。

2.根据权利要求1所述的超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：所述喷头主体上对称设置有两组喷头组件。

3.根据权利要求2所述的超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：所述喷头组件还包括调节连接环，所述调节连接环设于喷头连接机构和喷头调节环之间，且调节连接环内部设有与喷头连接机构配合的内螺纹，外部设有与喷头调节环配合的外螺纹。

4.根据权利要求1所述的超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：所述轴承侧面设有轴承定位件。

5.根据权利要求1所述的超高压旋转密封式水射流清洗器，其特征在于：所述密封内通道的表面设有周向的环形密封槽。