CN105345675A - 气旋水直喷式带砂冲洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气旋水直喷式带砂冲洗装置，外管连接压缩空气储罐，中心管连接水箱；外管与中心管为夹套式结构，中心管前端为液体喷口，中心管内液体进入拉法尔曲面扩张室；中心管的锥部非全接触同轴嵌入外管，外管内导流截面先缩小再放大，压缩空气在外管与中心管间锥筒状节流通道中流动，通过旋流器与中心管间螺旋流道旋喷进入拉法尔曲面扩张室，拉法尔效应使气水混合体向前方的喷管输送，喷管上方连接有砂漏，气、水、砂的混合物由喷管前方的喷口高速均匀喷射而出。本发明装置结构简单、可靠、巧妙、成本低，能最有效地将压缩空气势能转化为喷射飞行动力，并且气水砂混合也非常均匀，实现高效、高质、超低水量的强力冲击喷洗操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲洗装置，具体指利用拉法尔喷管工作原理的气旋水直喷式带砂冲洗装置。
背景技术
冲洗是经常用到的操作手段，用高压水冲洗是目前较为流行的方式，其优点是冲洗效果好，水压大，但也存在水量消耗大，能量消耗大的缺陷，不符合我国现阶段提倡的节能减排政策。
因此，我们力图通过灵活应用拉法尔喷管工作原理，并结合步枪枪管有利于提高子弹出口速度的工作原理，来进行气旋水直喷射，实现气水砂喷射清洗装置的优化设计，以实现微水量、远射程的气水砂高速均匀冲击，快速高效的完成冲洗工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种巧妙应用拉法尔喷管工作原理进行喷射的气旋水直喷式带砂冲洗装置，这种喷施具有结构简单、水量消耗低、气水砂混合后高速均匀且冲击力强的特点，。
为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：
一种气旋水直喷式带砂冲洗装置，包括外管与中心管，其特征在于：外管连接压缩空气储罐，压缩空气储罐提供压力气体进入外管，中心管连接水箱，水箱提供水或药剂进入中心管；外管与中心管为夹套式结构，中心管前端为液体喷口，中心管内液体由后向前进入拉法尔曲面扩张室；中心管的锥部非全接触同轴嵌入外管，外管内导流截面具有缩小后再放大的变化过程，压缩空气在外管与中心管间锥筒状节流通道中向前流动，也通过旋流器与中心管间螺旋流道旋喷进入拉法尔曲面扩张室，拉法尔曲面扩张室同时是压缩空气与加压水旋流进入的混合室，拉法尔效应使气水混合体向液体喷口前方的喷管输送，喷管上方连接有砂漏，砂漏通过阀门控制加入砂，气、水、砂的混合物由喷管前方的喷口高速均匀喷射而出。
所述中心管与水箱连接管道上设有水阀、过滤器和加压水泵。
所述外管与压缩空气储罐连接管道上设有气阀。
所述压缩空气储罐连接空压机、安全阀、压力表和底阀。
本发明主要是通过灵活应用拉法尔喷管工作原理，并结合步枪枪管有利于提高子弹出口速度的工作原理来进行气旋水直喷式带砂冲洗装置的优化设计，可实现最合理的能量转换，使水量消耗最低，并且气水砂混合喷射高速均匀，冲洗彻底。
拉法尔喷管的工作原理是这样的：带喉管的喷管，当压缩气体先由截面较大的管部位逐步进入最狭小的喉部过程遵循经典的流体力学，截面变小流速增加、阻力也大幅迅速增加，形成一种气体节流流动，但压缩气体通过喉部最小截面后进入截面逐步扩大的扩张管部分，由于压缩气体的降压膨胀，气体不再遵循经典流体力学，而是可以以很高的速度由扩张管喷出，如果压缩气体压力足够高且喷管结构合理，气体能以超音速从喷口喷出。拉法尔喷管工作原理应用于喷气飞机与火箭，大幅提升了喷气发动机的效率与功率，实现了航天、航空科技的飞越，在此发挥拉法尔效应特性使喷洗射程远、高效、均匀，水量消耗低。
气水混合高速喷出可实现最合理转化能量，这样能使压缩空气能量驱动气水均匀混合并最佳扩散喷射，使其中的喷施成分喷向目标，较长的喷管类似长管步枪，特别有利压缩空气势能不断提升气水砂混合物向前加速，实现高速均匀从喷口喷射。
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：
可以通过调节压缩空气与水输送压力，使其流量和喷射速度合理；气液流道的节流特性可以获得所需气液旋流喷射所需的最佳混合比例关系；气相、液相一起进入混合室，由于拉法尔效应，压缩空气膨胀驱动气水混合并高速从喷口喷射而出，较长的喷管类似步枪长管，使喷射更远且气液更均匀。
本发明装置结构简单、可靠、巧妙、成本低，能最有效地将压缩空气势能转化为喷射飞行动力，并且气水砂混合也非常均匀，实现高效、高质、超低水量的强力冲击喷洗操作。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是旋流体的剖面图。
图3是旋流体的底视图。
图中各标号表示：
1、喷管喷口；2、喷管；3、液体喷口；4、拉法尔曲面扩张室；5、旋流体；6、外管；7、中心管；8、压缩空气储罐；9、安全阀；10、压力表；11、底阀；12、气阀；13、空气压缩机；14、水箱；15、水阀；16、过滤器；17、加压水泵；18、砂漏。
具体实施方式
现结合附图，对本发明进一步具体说明。
如图1、图2和图3所示气旋水直喷式带砂冲洗装置，包括外管6与中心管7，外管6连接压缩空气储罐8，压缩空气储罐8提供压力气体进入外管6，中心管7连接水箱14，水箱14提供水或药剂进入中心管7；外管6与中心管7为夹套式结构，中心管前端为液体喷口3，中心管7内液体由后向前进入拉法尔曲面扩张室4；中心管7的锥部非全接触同轴嵌入外管6，外管6内导流截面具有缩小后再放大的变化过程，压缩空气在外管6与中心管7间锥筒状节流通道中向前流动，也通过旋流器5与中心管7间螺旋流道旋喷进入拉法尔曲面扩张室4，拉法尔曲面扩张室4同时是压缩空气与加压水旋流进入的混合室，拉法尔效应使气水混合体向液体喷口3前方的喷管2输送，喷管2上方连接有砂漏18，砂漏18通过阀门控制加入砂，气、水、砂的混合物由喷管2前方的喷口1高速均匀喷射而出。
所述中心管7与水箱14连接管道上设有水阀15、过滤器16和加压水泵17。
所述外管6与压缩空气储罐8连接管道上设有气阀12。
所述压缩空气储罐8连接空压机13、安全阀9、压力表10和底阀11。
本发明主要是通过灵活应用拉法尔喷管工作原理，并结合步枪枪管有利于提高子弹出口速度的工作原理来进行气旋水直喷式带砂冲洗装置的优化设计，可实现最合理的能量转换，使水量消耗最低，并且气水砂混合喷射高速均匀，冲洗彻底。
气水混合高速喷出可实现最合理转化能量，这样能使压缩空气能量驱动气水均匀混合并最佳扩散喷射，使其中的喷施成分喷向目标，较长的喷管2类似长管步枪，特别有利压缩空气势能不断提升气水混合物向前加速，实现高速均匀从喷口1喷射。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种气旋水直喷式带砂冲洗装置，包括外管与中心管，其特征在于：外管连接压缩空气储罐，压缩空气储罐提供压力气体进入外管，中心管连接水箱，水箱提供水或药剂进入中心管；外管与中心管为夹套式结构，中心管前端为液体喷口，中心管内液体由后向前进入拉法尔曲面扩张室；中心管的锥部非全接触同轴嵌入外管，外管内导流截面具有缩小后再放大的变化过程，压缩空气在外管与中心管间锥筒状节流通道中向前流动，也通过旋流器与中心管间螺旋流道旋喷进入拉法尔曲面扩张室，拉法尔曲面扩张室同时是压缩空气与加压水旋流进入的混合室，拉法尔效应使气水混合体向液体喷口前方的喷管输送，喷管上方连接有砂漏，砂漏通过阀门控制加入砂，气、水、砂的混合物由喷管前方的喷口高速均匀喷射而出。
2.根据权利要求1所述气旋水直喷式带砂冲洗装置，其特征在于：所述中心管与水箱连接管道上设有水阀、过滤器和加压水泵。
3.根据权利要求1所述气旋水直喷式带砂冲洗装置，其特征在于：所述外管与压缩空气储罐连接管道上设有气阀。
4.根据权利要求3所述气旋水直喷式带砂冲洗装置，其特征在于：所述压缩空气储罐连接空压机、安全阀、压力表和底阀。
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