CN202199453U - 永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头 - Google Patents

Abstract

一种永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头。高压水旋转喷头是高压清洗机组常用的清洗工具之一，本实用新型是对现有进口旋转喷头的改进，填补了国内空白。①在转速控制方面采用了“永磁涡轮制动限速”技术，在旋转头后端安装连接磁组件(由6～8块N、S极交替排列的永磁体构成)，当磁组件随旋转头旋转时，线性制动件产生电动势和涡流，通过涡流磁场和永磁体磁场的相互作用，产生切向制动力矩，从而形成限速；②在高压旋转密封部分采用了“非接触式间隙密封”设计，密封杆和密封套间留有间隙，旋转摩擦阻力几乎为零，旋转启动扭矩小，使用寿命长，密封杆外层加工数列环形凹槽，凹槽处产生节流效应，进一步达到阻漏目的，耐压更高。

Description

永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头

技术领域

本实用新型涉及一种高压水旋转喷头，属于工业清洗技术领域，该产品主要用于工业设备和管道表面污、垢清洗，同时还应用于金属表面预处理(如：船体表面除锈、除漆、除污垢)和混凝土建筑物水力拆除、表面涂层剥离及混凝土表面拉毛处理等。

背景技术

中国工业清洗行业的产业发展起步于上世纪80年代，远远落后于具有近百年历史的欧、美等发达国家，而且最初还是以化学清洗为主。随着我国改革开放及现代化建设步伐的加快，以及国人对环境保护意识的加强，高压水射流清洗工艺正在被越来越多的企业所接受，主要原因有三个方面：(1)清洗速度快，(2)清洗效果好，(3)清洗后不会产生二次污染。

高压水旋转喷头是一种高效、多用途的水射流清洗工具，是清洗设备常备的。然而，由于我国高端机械产品制造水平与欧、美等发达国家比较还存在一定差距，到目前为止，国内所使用的该类产品几乎全部从国外进口，国内厂家还不具备生产能力，主要原因来自四个方面：(1)主要原材料质量难以保证、(2)零部件加工精度极高、(3)热处理工艺达不到要求、(4)设计理念落后或专业人才缺乏。过去几年，部分国内厂家也曾尝试过研发，但最终都没有成功，原因如下：(1)采用传统密封方式(如机械密封)旋转摩擦阻力也大、(2)喷头带压后不能正常旋转且转速很难控制、(3)实际工作压力低且使用寿命短。

发明内容

本实用新型目的是解决国内现有传统密封方式旋转摩擦阻力大、实际工作压力低、喷头带压后不能正常旋转及转速很难控制的问题，提供一种永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头。

申请人通过近5年的不懈努力，并收集了大量现场施工信息和一手资料，终于开发出了工作压力更高、安全、可靠、高效率的“永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头”，该旋转喷头填补了国内空白，而且其市场预售价格要远低于国外类似产品，为国内清洗公司或相关使用单位带来更可观的经济效益。

本实用新型提供的永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头，包括外壳，外壳内侧有环形阶梯式台阶，旋转轴组件由中空的旋转轴、中空的密封套和中空的密封杆构成，旋转轴通过轴承固定在外壳内，旋转轴的两端还装有油封骨架和与之对应的油封，外壳进水口一侧的油封骨架及油封通过轴承和外壳的压紧固定，另一侧油封骨架及油封通过弹性档圈固定在轴承外侧，密封套从旋转轴前端穿入旋转轴，并通过旋转轴上面的旋紧螺母和对接螺母与旋转轴一起被锁紧紧固在前面的旋转头上，密封杆由外壳进水口一端穿入密封套内，并由压紧密封套固定在外壳内；其特征在于，在旋转头根部的外周安装有一环状连接磁组件，该连接磁组件由6～8块永磁体构成，且成N、S极围绕中心轴线交替排列，连接磁组件外侧设置有一个相对静止的线性制动件，该线性制动件通过螺纹连接被固定在外壳的前端。

所述的永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头，在密封套和密封杆之间留有间隙，且密封杆的外周间隔开设有一组环形凹槽，凹槽处产生节流效应，进一步达到阻漏目的，使耐压更高。

本实用新型的优点和积极效果：

本实用新型产品采用了“永磁涡轮制动限速”技术和“非接触式间隙密封”的设计原理后，其工作转速被轻松地控制在800～2200rmp之内，避免了带压后不旋转和旋转后又超速飞车的现象。另一方面，工作压力大幅提高且密封组件使用寿命大大延长，工作效率明显提升。与采用传统密封方式(机械密封)和传统的限速方式(如：离心限速、油阻尼限速等)的技术相比，本产品更安全、高效、便捷和实用，而且避免了定期补充阻尼油的麻烦。

附图说明

图1是永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头装配示意图；

图2是图1的左视图；

图3是旋转喷头中的永磁涡轮制动限速结构示意图；

图4是图3的侧剖视图；

图5是旋转喷头中的间隙密封示意图；

图6是图5中的A处局部放大示意图；

图7是永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头工作过程示意图。

图中，1、保护帽，2、旋转头，3、密封铜套，4、旋转轴，5、连接磁组件，6、旋紧螺母，7、对接螺母，8、线性制动件，9、油封骨架I，10、轴承，11、防护罩，12、轴承，13、油封骨架II，14、密封杆，15、压紧密封套，16、外壳，17、O型橡胶密封圈，18、O型橡胶密封圈，19、O型橡胶密封圈，20、轴用弹性挡圈，21、O型橡胶密封圈，22、轴用弹性挡圈，23、油封，24、O型橡胶密封圈，25、油封，26、O型橡胶密封圈，27、O型橡胶密封圈，28、孔用弹性当圈，29、O型橡胶密封圈，30、内六角螺钉。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2所示，本实用新型提供的永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头，包括外壳16，外壳内侧设有用于固定旋转轴轴承和油封骨架的环形台阶，旋转轴组件包括中空的旋转轴4、中空的密封套3(本例为密封铜套)和中空的密封杆14。旋转轴通过一对角接触轴承10和一个深沟球轴承12固定在外壳内，旋转轴的两端轴承10和轴承12的外侧还装有油封骨架I零件9号和油封骨架II零件13号，以及与之对应的油封25和油封23，防止水向轴承部位侵蚀，其次再将密封套从旋转轴前端穿入旋转轴，最后再通过旋转轴上面的旋紧螺母6和对接螺母7锁紧后被一起紧固到前面的旋转头2上，密封杆由外壳的进水口一端穿入密封套内，并由压紧密封套15固定在外壳内，密封铜套和密封杆之间留有间隙，且密封杆的外周间隔开设有一组环形凹槽(见图5和图6)。

旋转头前部螺纹孔内通常装有2个喷嘴，旋转头通过旋紧螺母6和对接螺母7固定在旋转轴的末端；在旋转头根部的外周安装有连接磁组件5，该连接磁组件由6～8块永磁体(磁钢)构成，且成N、S极围绕中心轴线交替排列，连接磁组件外侧设置有一个相对静止的线性制动件8(内部镶嵌有铜套，铜导性能好，涡电流大)，该线性制动件被固定在外壳的前端。连接磁组件5通过螺纹连接在旋转头后端，线性制动件8也通过螺纹连接到外壳16上(见图3和图4)。

所述外壳上还设置有一个防护罩11。在所述旋转头的前端通过内六角螺钉30还固定安装有一个保护帽1(其余未涉及结构与现有旋转喷头相同，详见附图，此不赘述)。

本实用新型是高压清洗机组常用的一种水射流清洗工具，主要优势在于：

①在转速控制方面采用了“永磁涡轮制动限速”技术，即，在旋转头后端安装了一环形连接磁组件，当磁组件随旋转头一起围绕轴线旋转时，固定在外壳前端的线性制动件内产生电动势和涡流，通过涡流磁场和永磁体磁场的相互作用，产生切向制动力矩，从而形成限速。

②在高压旋转密封部分采用了“非接触式间隙密封”的设计原理，即，(间隙)密封杆相对于密封套静止不动，密封套与外层的旋转轴随旋转头一起旋转，密封杆和密封套之间存在间隙，两者之间不存在摩擦接触，因此旋转摩擦阻力几乎为零，使用寿命更长。另外，为弥补间隙密封对零部件尺寸加工精度要求极高(密封杆和密封套之间的配合间隙一般要小于5um，)的不足，密封杆外层还加工数列环形凹槽，凹槽处产生节流效应，进一步达到阻漏目的，使耐压更高。

本实用新型的工作过程：

参见图7，高压水经右端进入，通过密封杆后流入旋转头，并经过前端的两个偏心布置且方向相反的喷射孔喷出。在旋转喷射中，线性制动件8、外壳16、密封杆14、防护罩11、油封骨架9和13(包括里面的油封)等部件是相对静止的，旋转头2、连接磁组件5、旋转轴4、密封铜套3一起旋转，旋转动力来自前面的两个喷射孔偏心于轴线喷射时产生的扭矩！属于自旋转喷头，不需要额外动力驱动。

Claims (2)

1.一种永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头，该旋转喷头包括外壳，外壳内侧有环形阶梯式台阶，旋转轴组件由中空的旋转轴、中空的密封套和中空的密封杆构成，旋转轴通过轴承固定在外壳内，旋转轴的两端还装有油封骨架和与之对应的油封，外壳进水口一侧的油封骨架及油封通过轴承和外壳的压紧固定，另一侧油封骨架及油封通过弹性档圈固定在轴承外侧，密封套从旋转轴前端穿入旋转轴，并通过旋转轴上面的旋紧螺母和对接螺母与旋转轴一起被锁紧紧固在前面的旋转头上，密封杆由外壳进水口一端穿入密封套内，并由压紧密封套固定在外壳内；其特征在于，在旋转头根部的外周安装有一环状连接磁组件，该连接磁组件由6~8块永磁体构成，且成N、S极围绕中心轴线交替排列，连接磁组件外侧设置有一个相对静止的线性制动件，该线性制动件通过螺纹连接被固定在外壳的前端。

2.根据权利要求1所述的永磁涡轮制动限速及非接触间隙密封高压水旋转喷头，其特征在于，在密封套和密封杆之间留有间隙，且密封杆的外周间隔开设有一组环形凹槽。

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