CN112354982B - 一种多孔旋转射流结构冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于冲洗制备技术领域，具体涉及一种多孔旋转射流结构冲洗装置，采用旋转水射流轴筒进行射流清洗，旋转水射流轴筒上开设的大面积小口径射流孔，保证了水射流覆盖面积，旋转水射流轴筒在涡轮涡扇的带动下可以360度旋转，大大提高了清洗效率；采用仿生学原理，在引流管内壁设置与蚯蚓表皮外貌特征相同的纹路，用来减小水流沿程压力损失，保证进入旋转水射流轴筒的水头的压力；分流孔具有倾斜角度，使得流经分流孔的水源能够以最大面积作用于涡轮涡扇的扇面，保证涡轮涡扇有足够的动力；楔形结构的卡扣及密封圈与锥形结构的引流管紧密配合，降低旋转水射流轴筒与引流管的接触阻力，同时保证水射流回路的密封性。

Description

一种多孔旋转射流结构冲洗装置

技术领域：

本发明属于冲洗制备技术领域，具体涉及一种多孔旋转射流结构冲洗装置，能够对多孔设备进行冲洗，尤其是能够快速高效的冲洗莲藕采收机吸水套筒上的吸水孔。

背景技术：

一束从小口径孔中射出的高速水射流作用在材料上，可使用其所具有的足够能量进行材料清洗、剥层、切割，液体的这种性能激励着研究人员开拓“用水作业”的新方式，将水射流的动能变成去除材料的机械能。

水射流是由喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，射流的流速取决于喷嘴出口截面前后的压力降。水射流是能量转变与应用的最简单的一种形式。通常，动力驱动泵通过对水完成一个吸、排过程，将一定量的水泵送到高压管路，使其以一定能量到达喷嘴。而喷嘴的孔径比高压管路的直径小得多，所以，到达喷嘴的一定量的水要想流出喷嘴孔，必须加速，这样，经过喷嘴孔加速凝聚的水就形成了射流，喷出的射流打击在材料表面上就称为射流作业。射流一旦离开喷嘴，凝聚段不会太长，对此，射流的速度尤为重要。水经过泵送获得压力，压力首先驱动水自泵至喷嘴，又使其以给定的速度通过喷嘴，在此期间，水流与管壁的摩擦形成了主要的压力损失，同时，水流也因经过不同形状的流道以其湍流形成压力损失。

当射流到达材料时，射流以其速度形成的能量转变成冲击压力作用在欲工作的表面上。行业已发现，打击在材料上的射流流量和流速对这种转变效应非常重要，决定了到达材料的射流功率和射流的作业效率，而泵控制着射流的流量，喷嘴出口截面面积控制着射流流速。当然，自喷嘴至材料的距离，以及喷嘴与材料的相对位移速度，也是影响射流作业的重要参数。

水射流技术是近20年来发展起来的新技术和新工艺，尤其是随着现代工业的发展，水射流的应用场景也越来越广泛，不仅可以用来清洗灰尘，也越来越多的应用于切割以及破碎等领域。水射流可以切割各类金属、非金属、塑性或脆性硬材料，而且工艺简单,工件材料的物理、机械性能不会破坏。

经过调研发现，目前，市面上的莲藕采挖设备大多是利用水射流冲击藕田中的淤泥，将莲藕从淤泥中冲出。例如，中国专利00229984.4公开的一种自走水冲式莲藕采挖机，包括有机架，机架上安设有驱动装置，机架的下方安有浮筒式橡胶履带行走机构，浮筒式橡胶履带行走机构与驱动装置相联，在机架的上方设置有喷杆，喷杆的前端安设有喷射装置，喷杆的后部与摆动升降装置相联，喷杆的后端与压力水源相接，所述的浮筒式橡胶履带行走机构由前后安设的驱动轮和张紧轮、中间安设的支承轮以及包绕在各轮外的橡胶履带构成，各轮均为空心浮筒结构，橡胶履带由橡胶带和间隔安设在橡胶带外的板条构成，喷杆前端向下弯折并装有喷射装置，喷射装置可由主喷嘴和旁接的辅助喷嘴构成，摆动升降装置由转架和与其铰接的升降油缸、摆动油缸组成，驱动装置包括有发动机、减速器和变速控制箱，发动机通过传动皮带轮和电磁离合器与减速器机联，喷杆的后端通过软管与水阀相接，水阀的进水口与压力水源相连通，压力水源可由一水泵构成；中国专利201410586818.6公开的一种莲藕采挖装置，包括船式拖拉机、设置在船式拖拉机尾部的悬挂架支撑装置总成、固定在船式拖拉机上的液压油箱和液压泵及发动机和三点悬挂系统、固定在船式拖拉机上并位于发动机上方的水泵、设置在发动机动力输出端与水泵动力输入端之间的离合装置、固定在悬挂架支撑装置总成顶部的液压马达、设置在悬挂架支撑装置总成后端面的滑轨装置总成、与滑轨装置总成配合的曲柄滑块装置总成，其中，所述悬挂架支撑装置总成包括悬挂支架和与悬挂支架固定连接的支撑支架，所述悬挂支架包括矩形框和固定在矩形框上的三个伸出臂，所述曲柄滑块装置总成包括圆盘、一端铰接在圆盘上的关节轴承、一端与关节轴承另一端螺纹连接的连杆、一端与连杆另一端铰接的横拉杆、竖拉杆、外侧壁与竖拉杆一端固定连接的滑块、与滑块外侧壁固定连接的悬吊臂和套在竖拉杆上的套筒，所述横拉杆另一端与套筒外侧壁固定连接，所述滑块内设有与滑轨装置总成匹配的直线轴承；所述三个伸出臂分别与三点悬挂系统中的对应悬臂铰接，所述滑轨装置总成固定在支撑支架上；所述液压泵的动力输入端连接船式拖拉机的后输出轴，所述液压泵的液体介质输入端和液力输出端分别连接液压油箱和液压马达，所述液压马达的输出轴与圆盘固定连接；所述水泵的出水口和悬吊臂上分别连接有第一分水管和第二分水管，所述第一分水管设有多个输出端，所述第二分水管设有多个输入端和多个输出端且每个输出端均设有喷嘴，所述第一分水管的每个输出端连接第二分水管对应的输入端。水射流的水力来源往往是就地取材，采用藕塘中的水，在设计射流回路的过程中，不可避免的会涉及射流水吸、排、过滤问题，即使设计安装有射流水过滤系统，随着使用时间的增加，池塘中的杂草，秸秆等杂物，不可避免会堵塞莲藕采收机吸水套筒的吸水孔，造成莲藕采收机的水动力不足，吸水泵空转，造成损伤。经过调研发现，市面上，以及众多的文献和专利中均没有提及任何涉及冲洗莲藕采收机吸水套筒上吸水孔的装置。因此，研发一种通过水射流冲洗莲藕采收机吸水套筒上吸水孔的装置，动力来源仅限水头，可以旋转、高效率作业，解决莲藕吸水套筒吸水堵塞问题，很有应用价值和科学实验价值，具有良好的社会好和应用前景。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种多孔旋转射流结构冲洗装置，在动力源头只有水头的情况下，对莲藕采收设备的多孔吸水套筒吸水孔进行冲洗。

为了实现上述目的，本发明涉及的多孔旋转射流结构冲洗装置的的主体结构包括旋转水射流轴筒、进水孔、卡扣、出水孔、前轴、后轴、花键、一号轴瓦、涡轮涡扇、前端分流器、前端法兰盘、引流管、二号轴瓦、后端分流器和后端法兰盘；旋转水射流轴筒左端面上设置有进水孔和卡扣，旋转水射流轴筒的右端面上设置有出水孔，旋转水射流轴筒的左端与前轴连接，旋转水射流轴筒的右端与后轴连接，前轴上设置有花键，前轴分别通过花键和一号轴瓦与涡轮涡扇和前端分流器连接，前端分流器设置于前端法兰盘内，前端法兰盘与引流管螺纹式连接，旋转水射流轴筒的左端通过卡扣与引流管连接，后轴通过二号轴瓦与后端分流器连接，后端分流器设置于后端法兰盘内。

本发明涉及的旋转水射流轴筒的外圆周上开设有若干个射水孔；旋转水射流轴筒与引流管之间设置有密封圈，形成密封通路；涡轮涡扇与前端分流器相对，涡轮涡扇的中心孔道内设置有与花键配合的键槽；前端分流器和后端分流器上均设置有若干个分流孔，前端法兰盘和后端法兰盘的内壁上均设置有若干个定位凸起，前端分流器和后端分流器均通过定位凸起分别卡接在前端法兰盘和后端法兰盘的内部；引流管设置于前端法兰盘内前端分流器的后方。

本发明涉及的进水孔的直径小于出水孔的直径，进水孔的数量大于出水孔的数量，以使旋转水射流轴筒内有足够的压力将水流从射水孔射出；前端分流器和后端分流器的材质为超弹性橡胶，促使前端分流器和后端分流器分别在超弹性橡胶的作用下紧固在前端法兰盘和后端法兰盘的内部，保证水头压力；引流管的内壁设置有仿生蚯蚓体表纹路，以降低流体阻力，减少流体沿程损失，大大提高了流体到达进水孔的速度和压力；分流孔与涡轮涡扇的扇叶相对，保证水流从前端分流器的分流孔进入后直接作用在涡轮涡扇的扇叶上，涡轮涡扇的扇叶与前端分流器的分流孔的数量相等，以保证有足够的动力来源驱动涡轮涡扇旋转。

本发明与现有技术相比，采用旋转水射流轴筒进行射流清洗，旋转水射流轴筒上开设的大面积小口径射流孔，保证了水射流覆盖面积，旋转水射流轴筒在涡轮涡扇的带动下可以360度旋转，大大提高了清洗效率；采用仿生学原理，在引流管内壁设置与蚯蚓表皮外貌特征相同的纹路，用来减小水流沿程压力损失，保证进入旋转水射流轴筒的水头的压力；分流孔具有倾斜角度，使得流经分流孔的水源能够以最大面积作用于涡轮涡扇的扇面，保证涡轮涡扇有足够的动力；楔形结构的卡扣及密封圈与锥形结构的引流管紧密配合，降低旋转水射流轴筒与引流管的接触阻力，同时保证水射流回路的密封性；其结构简单、充分利用仅有的动力来源在没有外界动力源的情况下，完成大面积的莲藕采收机吸水套筒上吸水孔的冲洗，实现了效率和射流面积最大化，设计巧妙、节能环保，能够快速，便捷的对莲藕采收机吸水套筒上的吸水孔进行清洗，提高了莲藕采收机的工作效率，解决了水中水草、秸秆等杂物堵塞莲藕采收机造成的喷嘴射流水力不足，吸水泵空转和液压发动机损坏的问题。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的引流管的结构原理示意图。

图3为本发明装配后的外观示意图。

图4为本发明装配后的剖面示意图。

图5为本发明装配后的A-A局部结构示意图。

图6为本发明装配后的B-B局部结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施实例并结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

本实施例涉及的多孔旋转射流结构冲洗装置的主体结构包括旋转水射流轴筒1、射水孔2、进水孔3、卡扣4、出水孔5、前轴6、后轴7、花键8、一号轴瓦9、涡轮涡扇10、前端分流器11、键槽12、前端法兰盘13、引流管14、密封圈15、二号轴瓦16、后端分流器17、后端法兰盘18、分流孔19和定位凸起20；内空式圆柱形结构的旋转水射流轴筒1的外圆周上均匀开设有若干个圆形结构的射水孔2，旋转水射流轴筒1的左端面上等间距式设置有若干个圆形结构的进水孔3和锲形结构的卡扣4，旋转水射流轴筒1的右端面上等间距式设置有若干个圆形结构的出水孔5，旋转水射流轴筒1的左端与圆柱形结构的前轴6连接，旋转水射流轴筒1的右端与圆柱形结构的后轴7连接，前轴6上设置有花键8，前轴6分别通过花键8和一号轴瓦9与涡轮涡扇10和前端分流器11连接，涡轮涡扇10与前端分流器11相对，涡轮涡扇10的中心孔道内设置有与花键8配合的键槽12，前端分流器11设置于前端法兰盘13内，前端法兰盘13内前端分流器11的后方设置有锥形结构的引流管14，前端法兰盘13与引流管14螺纹式连接，旋转水射流轴筒1的左端通过卡扣4与引流管14连接，旋转水射流轴筒1与引流管14之间设置有密封圈15，形成密封通路，后轴7通过二号轴瓦16与后端分流器17连接，后端分流器17设置于后端法兰盘18内，前端分流器11和后端分流器17上均设置有若干个倾斜角度为10°-20°的分流孔19，前端法兰盘13和后端法兰盘18的内壁上均等间距式设置有4个定位凸起20，前端分流器11和后端分流器17均通过定位凸起20分别卡接在前端法兰盘13和后端法兰盘18的内部。

实施例2：

本实施例涉及的多孔旋转射流结构冲洗装置制备使用时，通过前端法兰盘13和后端法兰盘18分别与装设在莲藕采收机上的吸水套筒100螺栓式连接，水流从前端法兰盘13进入，经过前端分流器11的分流孔19垂直作用在涡轮涡扇10的扇叶上，由于前端分流器11紧固在前端法兰盘13内，前端分流器11在水流冲击的作用下不会向右运动，涡轮涡扇10在水流的冲击作用下旋转的同时带动旋转水射流轴筒1旋转；水流经过引流管14由进水孔3进入旋转水射流轴筒1，引流管14内壁的仿生蚯蚓体表纹路21能够减少水流沿程压力损失，楔形结构的卡扣4与环形结构的密封圈15共同作用，保证了水路的密封性，确保水压稳定，水流在压力作用下由射水孔2射出，对吸水套筒100上设置的大量的吸水孔200进行清洗，未由射水孔2射出的水流经出水孔5、后端分流器17的分流孔19，从后端法兰盘18流出。

Claims (2)

1.一种多孔旋转射流结构冲洗装置，其特征在于主体结构包括旋转水射流轴筒、进水孔、卡扣、出水孔、前轴、后轴、花键、一号轴瓦、涡轮涡扇、前端分流器、前端法兰盘、引流管、二号轴瓦、后端分流器和后端法兰盘；旋转水射流轴筒左端面上设置有进水孔和卡扣，旋转水射流轴筒的右端面上设置有出水孔，旋转水射流轴筒的左端与前轴连接，旋转水射流轴筒的右端与后轴连接，前轴上设置有花键，前轴分别通过花键和一号轴瓦与涡轮涡扇和前端分流器连接，前端分流器设置于前端法兰盘内，前端法兰盘与引流管螺纹式连接，旋转水射流轴筒的左端通过卡扣与引流管连接，后轴通过二号轴瓦与后端分流器连接，后端分流器设置于后端法兰盘内；前端分流器和后端分流器上均设置有若干个分流孔，分流孔与涡轮涡扇的扇叶相对，水流从前端分流器的分流孔进入后直接作用在涡轮涡扇的扇叶上；旋转水射流轴筒的外圆周上开设有若干个射水孔；旋转水射流轴筒与引流管之间设置有密封圈，形成密封通路；涡轮涡扇与前端分流器相对，涡轮涡扇的中心孔道内设置有与花键配合的键槽；前端法兰盘和后端法兰盘的内壁上均设置有若干个定位凸起，前端分流器和后端分流器均通过定位凸起分别卡接在前端法兰盘和后端法兰盘的内部；引流管设置于前端法兰盘内前端分流器的后方；进水孔的直径小于出水孔的直径，进水孔的数量大于出水孔的数量；前端分流器和后端分流器的材质为超弹性橡胶，使得前端分流器和后端分流器分别在超弹性橡胶的作用下紧固在前端法兰盘和后端法兰盘的内部；引流管的内壁设置有仿生蚯蚓体表纹路；涡轮涡扇的扇叶与前端分流器的分流孔的数量相等；卡扣为锲形结构；引流管为锥形结构；分流孔的倾斜角度为10°-20°；定位凸起的数量为4。

2.根据权利要求1所述的多孔旋转射流结构冲洗装置，其特征在于使用时，通过前端法兰盘和后端法兰盘分别与装设在莲藕采收机上的吸水套筒螺栓式连接，水流从前端法兰盘进入，经过前端分流器的分流孔垂直作用在涡轮涡扇的扇叶上，由于前端分流器紧固在前端法兰盘内，前端分流器在水流冲击的作用下不会向右运动，涡轮涡扇在水流的冲击作用下旋转的同时带动旋转水射流轴筒旋转；水流经过引流管由进水孔进入旋转水射流轴筒，引流管内壁的仿生蚯蚓体表纹路能够减少水流沿程压力损失，楔形结构的卡扣与环形结构的密封圈共同作用，保证了水路的密封性，确保水压稳定，水流在压力作用下由射水孔射出，对吸水套筒上设置的大量的吸水孔进行清洗，未由射水孔出的水流经出水孔、后端分流器的分流孔，从后端法兰盘流出。

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