CN113084716B

CN113084716B - 水砂旋转接头及喷砂枪

Info

Publication number: CN113084716B
Application number: CN201911336213.0A
Authority: CN
Inventors: 张英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: CN113084716A

Abstract

本发明公开了一种水砂旋转接头及喷砂枪，其壳体内设有转轴，壳体的中心孔内两端部设有轴承组件，转轴中心开设有转轴中心沉孔，转轴的外周面上分别开设若干布水槽和砂水槽，布水槽设置在砂水槽两侧，砂水槽与转轴中心沉孔连通，壳体的孔壁上对应砂水槽和布水槽的位置开设有砂水进口和高压水进口，轴承组件与高压水进口之间设有密封组件。本发明两侧的高压水的水压高于中部高压砂水的水压，实现高压砂水和密封组件隔离，提高了密封组件的使用寿命，降低了产品的生产成本；保护轴承组件，降低了产品的维护成本。本发明设置砂水可以直接重复使用，因此无需复杂的回收工序回收磨料，提高了砂水的利用率。

Description

水砂旋转接头及喷砂枪

技术领域

本发明涉及磨料喷射装置领域，尤其是水砂旋转接头及喷砂枪。

背景技术

目前，大多数工厂生产设备的某些工件，由于环境或设备本身用途等原因表面常常粘有附着物，例如用于输送化工原料的管路、热交换器、容器盖、火力发电厂的锅炉及汽轮机叶片等，由于工件表面存在应力，粘附物不会轻易脱落，长期附着在工件表面容易影响工件的质量和使用寿命。目前主要采用高压水砂清洗装置对工件表面喷水砂进行冲击和切削，使工件表面的的粘附物得以洗净。

中国专利201721634941.6公开了一种高压水砂混合旋转喷头，包括喷头体，喷头体上设有高压水通道，喷头体内配合有旋转体，旋转体中部设有切击式叶轮，旋转体在切击式叶轮两侧套设有轴承；旋转体中部中空形成进砂通道，旋转体尾部设置进砂口，旋转体头部设有出砂口；旋转体两端配合有油封，油封外侧分别固定有前机械密封定环和后机械密封定环，旋转体尾部与调节螺母内径之间密封配合有密封圈。高压水撞击切击式叶轮驱动旋转体旋转，同时高压水在高速通过高压腔室和磨料混合管时，对进砂通道的腔内形成负压，从而将干磨料和空气吸入进砂通道，实现高速水流带动磨料进行高速喷射的目的。但是，锐利、坚硬的磨料从磨料入口进入时，一部分磨料附着在旋转体尾部的密封圈的表面，附着磨料的接触表面在相对运动的摩擦过程中，容易擦伤、甚至材料脱落，导致密封圈失效，最后磨损后机械密封定环和轴承；同样，高速旋转的水混合磨料也具有很大的冲力，会冲击并磨损油封和前机械密封定环，油封和前机械密封定环越靠近出砂口的区域磨损得越严重，直到破坏密封效果，磨料一旦向轴承泄露，就会冲击腐蚀轴承，影响旋转喷头正常工作。密封组件使用寿命较短，所以，内混式的旋转喷头对密封组件的要求非常严格，即便采用密封性很好的机械密封，使用寿命依旧很短，需要经常更换以保证旋转喷头正常使用，维护成本高。另外，能带动磨料并驱动旋转体旋转的水压需要达到800公斤力以上，这对空气压缩设备有着严格的要求，喷砂装置的生产成本高，同时短距离受到高压水的冲击会对人体造成非常严重的伤害，存在安全隐患；其次，在磨料回收时，为了获得干燥且粒径合适的磨料，需要进行收集、晒干、筛选、堆放等多道工序，磨料的回收利用难度大，工作成本高。旋转体的结构设计复杂，加工难度大。

发明内容

本申请人针对上述现有水砂旋转接头中的密封组件使用寿命短、存在安全隐患、磨料回收利用难度大等缺点，提供一种结构合理的水砂旋转接头和喷砂枪，能够避免密封组件的磨损、延长密封组件使用寿命、降低安全隐患、降低磨料的回收难度、转轴结构设计简单，易于加工。

本发明所采用的技术方案如下：

一种水砂旋转接头，其壳体内设有转轴，壳体的中心孔内两端部设有轴承组件，转轴中心开设有转轴中心沉孔，转轴的外周面上分别开设若干布水槽和砂水槽，布水槽设置在砂水槽两侧，砂水槽与转轴中心沉孔连通，壳体的孔壁上对应砂水槽和布水槽的位置开设有砂水进口和高压水进口，轴承组件与高压水进口之间设有密封组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

高压水的压力高于高压砂水的压力。

高压进水口对称设置在砂水进口的两侧。

转轴的砂水槽的底部开设若干进砂水通孔与转轴中心沉孔连通，进砂水通孔错开分布。

布水槽靠近砂水槽的侧壁为锥面。

密封组件的密封环设置在靠近高压水进口的内侧，密封环抵在壳体和转轴之间；密封环为F形断面。

密封组件的动环与静环的端面之间紧密贴合，静环辅助密封圈抵在静环与壳体之间，动环辅助密封圈抵在动环与转轴之间，弹簧两端分别抵在动环和定位圈之间，定位圈固定在转轴上。

一种使用上述的水砂旋转接头的喷砂枪，喷砂头尾部密封连接在旋转接头的头部，喷砂头顶面或侧面设有若干喷嘴。

作为上述技术方案的进一步改进：

转轴的尾端通过柔性连轴器连接旋转马达的输出轴。

本发明的有益效果如下：

本发明采用高压水密封结构，在砂水进口的两侧对称设置高压水进口，两侧的高压水的水压高于中部高压砂水的水压，实现高压砂水和密封组件隔离，提高了密封组件的使用寿命，密封组件采用普通的密封圈和机械密封即可，进一步降低了产品的生产成本；同时，进一步保护轴承组件，降低了产品的维护成本。本发明设置砂水进口，砂水进口直接使用混合好后的砂水进液，砂水可以直接重复使用，因此无需复杂的回收工序回收磨料，提高了砂水的利用率。

本发明对应砂水槽的位置在转轴上径向开设若干进砂水通孔，进砂水通孔与转轴中心沉孔连通，多个进砂水通孔沿轴向错开分布，保证进砂水通孔的砂水错开喷出，防止多个进砂水通孔喷入的砂水发生撞击，形成紊流，降低砂水流速。

本发明的转轴可通过驱动机构驱动，也可通过高压水推动转轴自转。

附图说明

图1为本发明的旋转接头的实施例一的剖视图。

图2为图1的A部放大图。

图3为本发明的旋转接头的实施例二的剖视图。

图4为图3的B处放大图。

图5为本发明应用图3中旋转接头的喷砂枪的剖视图。

图中：1、转轴；2、壳体；3、密封盖；4、进砂水通孔；5、砂水进口；6、第二高压水进口；7、第一高压水进口；8、轴承组件；9、旋转接头；10、转轴中心沉孔；11、第二布水槽；12、砂水槽；13、第一布水槽；14、喷砂头；15、油封；16、螺栓；17、垫圈；18、密封环；181、外密封唇；182、内密封唇；183、密封基体；19、垫片；20、静环辅助密封圈；21、静环；22、动环；23、动环辅助密封圈；24、弹簧；25、定位圈；26、喷嘴；27、柔性连轴器；28、旋转马达。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

实施例一

如图1所示，水砂旋转接头9的壳体2两端开口，内部具有中心孔，中心孔的中部直径小于两端部的孔径。中心孔内设有可旋转的转轴1，转轴1的尾端外接驱动转轴1旋转的驱动机构，转轴1的头部连接喷砂头14，转轴1中心开设转轴中心沉孔10。壳体2的中部孔壁沿轴向设有第一高压水进口7、砂水进口5和第二高压水进口6，第一高压水进口7和第二高压水进口6对称设置在砂水进口5的两侧。砂水进口5通过高压砂水接头、管路与装砂水的容器连通，第一高压水进口7和第二高压水进口6分别连接高压水接头。转轴1的外周面上对应第一高压水进口7、砂水进口5、第二高压水进口6分别开设有环形的第一布水槽13、砂水槽12与第二布水槽11。第一布水槽13和第二布水槽11对称设置在砂水槽12的两侧。第一高压水进口7和第二高压水进口6也可以是在圆周方向上与砂水进口5错开设置。第一布水槽13、第二布水槽11与砂水槽12之间的转轴1外周与壳体2内周之间采用间隙配合，使得转轴1可以在中心孔内旋转。第一布水槽13、第二布水槽11靠近砂水槽12的侧壁为向砂水槽12倾斜的锥面，锥面起导流作用，将高压水引向砂水槽12，以增加高压砂水向中心孔的两侧部反流的阻力。对应砂水槽12的位置在转轴1上径向开设若干进砂水通孔4，进砂水通孔4与转轴中心沉孔10连通。本实施例中为三个进砂水通孔4在轴向上错开分布，保证进砂水通孔4的砂水错开喷出，防止三个进砂水通孔4喷出的砂水发生撞击，降低砂水流速。在其它实施例中，三个进砂水通孔4也可以在圆周方向上错开排布。

中心孔位于高压进水口的两个外端从内往外依次对称设有轴密封组件、轴承组件8和密封盖3。如图2所示，轴密封组件的密封环18位于靠近第一高压水进口7的内侧，轴密封组件的垫圈17位于密封环18的外侧，垫圈17通过若干沿圆周方向均匀分布的螺栓16固定在壳体2上。通过拧紧螺栓16可使垫圈17向内推压密封环18，使其产生弹性形变。密封环18的断面为F形，密封环18的外密封唇181抵在壳体2的孔壁，内密封唇182抵在转轴1的外周面，密封基体183抵在垫圈17和壳体2之间，实现壳体2、转轴1与垫圈17的三面密封。有效防止第一布水槽13、第二布水槽11内的高压水外泄，实现中心孔中部和轴承组件8之间的密封隔离。与转轴1发生相对转动的内密封唇182采用耐磨材料，摩擦系数低，密封环的使用寿命长。如图1所示，密封盖3通过螺栓16与壳体2的端面连接固定，密封盖3与轴承组件8之间设有与转轴1贴合的油封15，油封15可以防止外部灰尘进入中心孔，起到防尘密封的作用。

实施例二

实施例二仅使用机械密封组件代替实施例一的轴密封组件，其他结构与实施例一相同。如图3所示，机械密封组件位于轴承组件8内侧，机械密封组件从内往外依次包括静环21、动环22、弹簧24和定位圈25。如图4所示，静环21与壳体2之间设有静环辅助密封圈20，动环22与静环21之间的端面相互贴合并发生相对滑动。动环22与弹簧24之间从内往外依次设有动环辅助密封圈23和垫片19，弹簧24两端分别抵在垫片19和定位圈25上，定位圈25通过螺钉锁紧在转轴1上。弹簧24沿轴向推压垫片19，使其抵紧动环辅助密封圈23，从而推压静环21抵紧静环辅助密封圈20，静环辅助密封圈20和动环辅助密封圈23分别抵在壳体2与转轴1上，实现中心孔中部和轴承组件8之间的密封。如图5所示，喷砂枪的喷砂头14尾部密封连接在旋转接头9的头部，喷砂头14顶面辐射分布若干喷嘴26，转轴1旋转带动喷砂头14一同旋转。转轴1尾端通过柔性连轴器27连接旋转马达28的输出轴。在其它实施例中，转轴1也可通过高压水驱动。

本发明工作时，高压砂水经过高压砂水接头、砂水进口5后喷入砂水槽12；比砂水的水压高的高压水分别经过第一高压水进口7、第二高压水进口6喷入第一布水槽13和第二布水槽11，高压水将高压砂水与密封组件隔离，高压砂水通过进砂水通孔4进入转轴中心沉孔10，经过转轴1带动水流旋转后，从喷砂头14的喷嘴 26旋转喷出。由于两侧高压水的水压高于中部高压砂水的水压，可以确保高压砂水进入砂水槽12后经过进砂水通孔4直接进入转轴中心沉孔10，避免中部砂水反流进入中心孔的两侧部，避免磨损密封组件，实现了将中部砂水与两端部的密封组件隔离的目的。

本发明的密封组件采用普通的密封圈或机械密封即可，降低了产品的生产成本。本发明采用高压水密封结构，在砂水进口5的两侧对称设置高压水进口，隔离高压砂水和密封组件的直接接触，提高了密封组件的使用寿命，进一步保护轴承组件8、密封圈18及垫片19，降低了产品的维护成本。本发明的砂水进口5直接使用混合好后的砂水进液，砂水可以直接重复使用，因此无需复杂的回收工序回收磨料，提高了砂水的利用率。转轴1可通过驱动机构驱动，也可通过高压水驱动。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种水砂旋转接头，其特征在于：其壳体（2）内设有转轴（1），壳体（2）的中心孔内两端部设有轴承组件（8），转轴（1）中心开设有转轴中心沉孔（10），转轴（1）的外周面上分别开设若干布水槽和砂水槽（12），布水槽设置在砂水槽（12）两侧，布水槽靠近砂水槽（12）的侧壁为锥面，砂水槽（12）与转轴中心沉孔（10）连通，壳体（2）的孔壁上对应砂水槽（12）和布水槽的位置开设有砂水进口（5）和高压水进口，高压水的压力高于高压砂水的压力，轴承组件（8）与高压水进口之间设有密封组件，所述密封组件的密封环（18）设置在靠近高压水进口的内侧，密封环（18）抵在壳体（2）和转轴（1）之间；密封环（18）为F形断面。

2.按照权利要求1所述的水砂旋转接头，其特征在于：高压进水口对称设置在砂水进口（5）的两侧。

3.按照权利要求1所述的水砂旋转接头，其特征在于：转轴（1）的砂水槽（12）的底部开设若干进砂水通孔（4）与转轴中心沉孔（10）连通，进砂水通孔（4）错开分布。

4.一种使用权利要求1至3任一项所述的水砂旋转接头的喷砂枪，其特征在于：喷砂头（14）尾部密封连接在旋转接头（9）的头部，喷砂头（14）顶面或侧面设有若干喷嘴（26）。

5.按照权利要求4所述的喷砂枪，其特征在于：转轴（1）的尾端通过柔性连轴器（27）连接旋转马达（28）的输出轴。