CN1255223C - 高压水清洗用长靶距喷头 - Google Patents

Abstract

一种高压水清洗用长靶距喷头，包括连接在一起的喷头体和锁紧杆、利用密封组件组装其内的圆锥收敛型喷嘴和整流栅，其技术要点是：喷头体内的圆锥收敛型喷嘴前端固定有准直管，在圆锥收敛型喷嘴的外锥与准直管的内锥之间形成空腔，该空腔通过准直管上的吸气孔和喷头体上的进气孔与大气相通。它结构简单，射流能量大，靶距长，对被清洗表面的冲击力大，显著提高清洗效果。

Description

高压水清洗用长靶距喷头

技术领域

本发明涉及一种工业清洗领域用的高压水清洗用喷头，特别是一种自动加气的高压水清洗用长靶距喷头。它适用于工业清洗领域高压水清洗作业，特别适用于清除油田作业井架、修井车、柴油机组、泥浆泵等大型设备外露表面的油垢和浮锈，完成清洗作业。

背景技术

长期以来，工业生产各领域和油田作业等大型设备外露表面，经常受风吹日晒、雨、雪、冰、霜以及尘埃、油垢的侵袭，因无大型清洗设备，不能进行及时清洗，故表面覆盖污垢层。由于设备表面污垢层的存在，致使其长期处在受腐蚀的环境中，材料老化、强度降低，不仅影响其使用寿命，而且易产生严重的安全隐患。另外，设备表面污垢层的存在，也无法用仪器测定设备各部件的强度，不能准确判断其使用程度及是否需要更换，容易发生重大安全事故，严重影响生产。为了不影响生产，消除安全隐患，避免重大安全事故发生，有必要对设备表面污垢层进行清洗。

传统的方法就是人工清洗，即利用铁铲、刮刀或其它刃具，以手清除设备表面污垢层。但人工清洗的劳动强度大，工作效率低，清除效果不理想。一般常用化学清洗的方法，其操作比较容易，可是废液处理难度较大，会对环境产生污染。

随着高压水喷射清洗技术的不断发展和推广，工业清洗越来越被人们重视，高压水喷射清洗技术主要用途之一就是广泛应用于工业生产各领域的清洗。高压水喷射清洗已经成为工业清洗领域中占主导地位的清洗技术。所用高压水清洗喷头大多采用单孔或多孔喷头。为改善高压水清洗质量一般都在对其喷嘴和控制系统进行研究，以期获得理想的清洗效果。

如采用整流栅技术，使喷嘴上游的紊流变为层流或亚层流；现有喷嘴采用收缩角α＝13°的圆锥收敛型喷嘴，以加大高压水射流的流量系数，集中清洗能量，改善射流质量。但是受喷嘴结构的限制，被清洗表面距喷嘴的距离(靶距)在300毫米以内，清洗各种污垢的效果较好。但对于某些工况仍满足不了使用要求。例如油田的作业井架的清洗，靶距需要大于300毫米，甚至达到600毫米以上。而此时高压水射流以高速离开喷嘴边界后，直接与大气层接触，形成不连续的波动，发展为涡流，产生强烈的紊动，并与周围空气发生剧烈的动量交换和紊动扩散。因此，靶距大于600毫米时，射流随着喷射距离的增加，其能量急剧下降，喷头清洗效果也随之下降。

从国内外公开使用的喷头来看，只有靶距在300毫米以内，喷嘴射流能量较大，其清洗效果较好；而靶距大于300毫米至600毫米以上，喷嘴射流能量随着喷射距离增加急剧下降，其清洗效果较差。迄今为止，还未有清洗效果理想的长靶距喷头。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压水清洗用长靶距喷头，它结构简单，射流能量大，靶距长，对被清洗表面的冲击力大，显著提高清洗效果。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括连接在一起的喷头体和锁紧杆、利用密封组件组装其内的圆锥收敛型喷嘴和整流栅，其技术要点是：喷头体内的圆锥收敛型喷嘴前端固定有准直管，在圆锥收敛型喷嘴的外锥与准直管的内锥之间形成空腔，该空腔通过准直管上的吸气孔和喷头体上的进气孔与大气相通。

上述准直管上的吸气孔至少设置三个，各孔入口端与准直管管壁内表面相切。

上述准直管上的吸气孔中心线所在平面与准直管管壁横截面位于同一平面内。

上述准直管上的吸气孔中心线与准直管管壁横截面相交。

由于本发明喷头体内既组装有圆锥收敛型喷嘴和整流栅，又在圆锥收敛型喷嘴的外锥与准直管的内锥之间，设置通过准直管上的吸气孔和喷头体上的进气孔与大气相通的空腔，所以不仅可以利用圆锥收敛型喷嘴加大流量系数，集中清洗能量；利用整流栅使喷嘴上游的紊流变为层流或亚层流，保持现有高压水喷射清洗技术的优点，而且当高压水通过喷嘴射向准直管时，在空腔内产生负压，空气进入与大气相通的空腔。进入空腔内的一部分空气，快速与射流束混合、压缩、加速进入射流中，当射流高速打击被清洗表面污垢时，被压缩的空气气泡突然膨胀而溃灭，释放出很大的能量，对被清洗表面产生巨大的打击力，从而显著提高清洗效果。进入空腔内的另一部分空气，在准直管内沿着孔道管壁包围着射流束，使其更加紧密。当射流束射出准直管以后，它仍然绕着射流旋转，使射流有向内收敛的趋势，减小了射流的扩散，从而保证了射流喷射能量的集中，拉长了射流的靶距。该装置虽然结构简单，但是射流能量很大，靶距被有效地增长。通过实际检测表明：本发明喷头与现有喷头相比，在同功率高压水喷射情况下，其靶距可增长两倍，靶距可达600毫米以上。因此，本发明清洗对象覆盖面广，可大大拓宽其应用范围。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2是图1中的一种准直管具体结构示意图。

图3是图2沿A-A线的剖视图。

图4是图1中的另一种准直管具体结构示意图。

具体实施方式

根据图1-4详细说明本发明的具体结构和工作过程。该装置包括与高压胶管相连接的喷杆1、锁紧杆3、带有栅孔5的整流栅4、圆锥收敛型喷嘴10、密封圈2、6、8、挡圈7、准直管12以及喷头体11等组成。其中喷头体11、和锁紧杆3、喷杆1连接在一起。整流栅4、圆锥收敛型喷嘴10和准直管12利用密封组件密封圈8、挡圈7组装在喷头体11内。准直管12固定在圆锥收敛型喷嘴10的前端，在圆锥收敛型喷嘴10的外锥与准直管12的内锥之间形成空腔13，该空腔13通过准直管12上的吸气孔14和喷头体11上的进气孔9与大气相通。准直管12上的吸气孔14至少设置三个，各孔入口端与准直管12的管壁内表面相切。准直管12上的吸气孔14中心线所在平面与准直管12管壁横截面位于同一平面内。根据使用要求也可以将准直管12上的吸气孔14中心线设计成与准直管12管壁横截面相交。

使用时，当射流从圆锥收敛型喷嘴10射向准直管12的中心孔道时，圆锥型收敛型嘴10的外锥与准直管12的内锥之间的空腔13处产生负压。此时，空气通过准直管12上的吸气孔14和喷头体11上的进气孔9，被吸入空腔13内。其中一部分空气，快速与射流束混合、压缩、加速进入射流中，当射流高速打击被清洗表面污垢时，被压缩的空气气泡突然膨胀而溃灭，释放出很大的能量，对被清洗表面产生巨大的打击力，从而提高了清洗效果。被吸入空腔13内的另一部分空气，在准直管12内沿着孔道管壁包围着射流束，使其更加紧密。当射流束射出准直管12以后，它仍然绕着射流旋转，使射流有向内收敛的趋势，减小射流的扩散，从而集中并拉长了射流的靶距。

Claims (4)

1、一种高压水清洗用长靶距喷头，包括连接在一起的喷头体和锁紧杆、利用密封组件组装其内的圆锥收敛型喷嘴和整流栅，其特征在于：喷头体内的圆锥收敛型喷嘴前端固定有准直管，在圆锥收敛型喷嘴的外锥与准直管的内锥之间形成空腔，该空腔通过准直管上的吸气孔和喷头体上的进气孔与大气相通。

2、根据权利要求1所述的高压水清洗用长靶距喷头，其特征在于：准直管上的吸气孔至少设置三个，各孔入口端与准直管管壁内表面相切。

3、根据权利要求1或2所述的高压水清洗用长靶距喷头，其特征在于：准直管上的吸气孔中心线所在平面与准直管管壁横截面位于同一平面内。

4、根据权利要求1或2所述的高压水清洗用长靶距喷头，其特征在于：准直管上的吸气孔中心线与准直管管壁横截面相交。

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