CN219985071U - 一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体及设于喷嘴主体内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有依次连通的入口腔、谐振腔和连通道，所述中心体段包括有扩散段、中心体腔和出口段，所述扩散段为喇叭状，所述中心体腔位于扩散段和出口段的内部。本实用新型通过谐振腔对射流扰动的反馈振荡形成周期振荡，这种周期振荡能促使剪切层涡流变大，形成更强的脉冲流体，增强流体进入中心体腔，在扩散段和出口段产生低压漩涡区，低压漩涡区刺激了空化泡的生成进而达到二次增强空化的效果，大量空化泡随射流作用于清洗靶面，因为滞止压力发生空化泡泯灭，产生瞬时的高温高压，进而达到较佳的清洗效果。

Description

一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴

技术领域

本实用新型涉及清洗用喷嘴技术领域，尤其涉及一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴。

背景技术

在清洗方面的研究，按照船舶清洗附着物装置的技术特点，可将船舶附着物清洗技术分为以下三种：

(1)磨料水射流湿式清洗

(2)超高压纯水射流清洗

(3)空化水射流清洗

目前技术(1)高速喷出的砂粒容易损坏船体，同时会产生大量粉尘污染空气。技术(2)清洗方法材料要求低，船体损伤小，污染小，但由于水压太高反冲力较大，人工使用易发生危险。然而技术(3)基于空化效应，即：自然界水体中的气泡核受到外界激励时将迅速膨胀，一旦遭遇高压水体时又会以近乎绝热过程溃灭，流体质点高速冲击气泡中心，并产生瞬时热点和局部高压。

空化水射流能以极高频冲击波和微射流在极短时间内冲击靶体，能够有效降低粘附物的粘附力，进而清除附着物，具有高效、环保无腐蚀等特点被广泛应用于水下清洗领域。但是传统空化清洗喷嘴仍存在空化度低、空化泡分布不均匀等问题，造成水下清洗效率低。因此，为了解决常见的现有问题，需要设计出一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，解决传统空化清洗喷嘴空化度低，影响清洗效果的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体及设于喷嘴主体内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有进水口，所述中心体段设有出水口，

所述风琴管段设有依次连通的入口腔、谐振腔和连通道，所述入口腔的直径大于所述谐振腔的直径，所述谐振腔的直径大于所述连通道的直径；

所述中心体段包括有扩散段、中心体腔和出口段，所述扩散段一端与所述连通道连通、另一端与所述出口段连通，所述扩散段为喇叭状，且靠近连通道一端的直径小于靠近出口段一端的直径，所述出口段的直径大于所述连通道的直径且小于所述谐振腔的直径，所述中心体腔位于扩散段和出口段的内部，并通过固定部与所述喷嘴主体相连。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔靠近所述连通道一端为锥形。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述锥形的锥角为80°。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔远离所述连通道一端也为锥形，且此端的锥角的角度大于靠近所述连通道一端的锥角角度。优选的，远离所述连通道一端的嘴角为140°。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔为实心结构。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述固定部为钢丝绳。优选的，所述中心体腔外周设有凹槽，所述凹槽处设有所述钢丝绳。所述出口段设有固定所述钢丝绳的卡口。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述入口腔、谐振腔、连通道、扩散段和出口段的中轴线为同一条直线，所述中心体腔位于所述中轴线上。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述扩散段的展开角度为60°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过谐振腔对射流扰动的反馈振荡形成周期振荡，这种周期振荡能促使剪切层涡流变大，形成更强的脉冲流体，增强流体进入中心体腔，在扩散段和出口段产生低压漩涡区，低压漩涡区刺激了空化泡的生成进而达到二次增强空化的效果，大量空化泡随射流作用于清洗靶面，因为滞止压力发生空化泡泯灭，产生瞬时的高温高压，进而达到较佳的清洗效果。

2.本实用新型具备喷嘴结构简单、体积较小，拆装方便，安全性高，成本较低等优点。通过在单个风琴管喷嘴结构上又新增了一个二级中心体绕流空化腔，相比简单空化具有更好的湍流特性，以进一步提高清洗效率。

3、本实用新型的喷嘴将空化射流技术与水下机器人技术结合起来，将空化喷嘴更自动化、智能化的应用于水下清洗领域，实现水下智能清洗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型中复合喷嘴的剖面结构示意图。

其中，图中所示标记为：1、入口腔；2、喷嘴主体；3、谐振腔；4、连通道；5、扩散段；6、中心体腔；7、出口段。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1所示，本实用新型优选的实施例提供一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体2及设于喷嘴主体2内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段包括依次连通的入口腔1、谐振腔3和连通道4，所述入口腔1、谐振腔3和连通道4间依次相互连通；所述中心体段包括有扩散段5、中心体腔6和出口段7，所述扩散段5一端与所述连通道4连通、另一端与所述出口段7连通，所述中心体腔6位于扩散段5和出口段7腔内部。本实施例通过在单个风琴管喷嘴结构上又新增了一个二级中心体绕流空化腔，相比简单空化具有更好的湍流特性，以进一步提高清洗效率。

具体的，所述入口腔1、谐振腔3、连通道4、扩散段5和出口段7的中轴线为同一条直线，所述中心体腔6位于所述中轴线上。所述入口腔1的直径大于所述谐振腔3的直径，所述谐振腔3的直径大于所述连通道4的直径。所述扩散段5为喇叭状，且靠近连通道4一端的直径小于靠近出口段7一端的直径，所述出口段7的直径大于所述连通道4的直径且小于所述谐振腔3的直径。大小不同的直径有利于形成脉冲流体，并在扩散段5和出口段7产生低压漩涡区，刺激了空化泡的生成进而达到二次增强空化的效果，

所述中心体腔6为扩散段5和出口段7腔体内实心结构。所述中心体腔6靠近所述连通道4一端为锥形，且锥角为80°。进一步地，所述中心体腔6远离所述连通道4一端也为锥形，且此端的锥角的角度大于靠近所述连通道4一端的锥角角度。优选的，远离所述连通道4一端的嘴角为140°。锥角的设置有利于提升空化效果。

所述中心体腔6通过钢丝绳与所述喷嘴主体2相连。具体，所述中心体腔6中部外周设有凹槽，所述凹槽处固定有钢丝绳；所述出口段7设有固定所述钢丝绳的卡口。

在其它实施例中，还可以通过其它形式的固定部将中心体腔6与喷嘴主体2相连。比如，在中心体腔6的出口端设置一个固定盘，在沿固定盘圆周方向间隔设置钢丝绳将固定盘与喷嘴主体2相连。所述固定盘圆心处设有转轴，所述中心体腔6与所述转轴固定，并可相对所述固定盘转动。

进一步地，所述扩散段5为喇叭状，且靠近连通道4一端的直径小于靠近出口段7一端的直径。所述扩散段5的展开角度为60°。

水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴工作原理：

当具有一定速度的流体进入风琴管的入口腔1处，和谐振腔3的碰撞壁发生碰撞形成压力扰动波，当振动频率与风琴管自振频率相同时会形成声谐共振，诱发振荡空化泡生成，空化射流以一定的波速向上游，在中心体腔6形成绕流二次空化效果，空化泡发展壮大，跟随流体运动到清洗靶面，在靶面由于滞止压力原因在靶面发生溃灭，产生瞬时高温高压，以此实现对清洗靶面进行高效清洗。

综合上述实施例的描述，本实用新型提供的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴在单个风琴管喷嘴结构上又新增了一个二级中心体绕流空化腔，相比简单空化具有更好的湍流特性，以进一步提高清洗效率。本实用新型中，该喷嘴将空化射流技术与水下机器人技术结合起来，将空化喷嘴更自动化、智能化的应用于水下清洗领域，实现水下智能清洗。本实用新型复合型空化射流喷嘴具备结构简单、体积较小，拆装方便，安全性高，成本较低等优点。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体（2）及设于喷嘴主体（2）内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有进水口，所述中心体段设有出水口，其特征在于，

所述风琴管段设有依次连通的入口腔（1）、谐振腔（3）和连通道（4），所述入口腔（1）的直径大于所述谐振腔（3）的直径，所述谐振腔（3）的直径大于所述连通道（4）的直径；

所述中心体段包括有扩散段（5）、中心体腔（6）和出口段（7），所述扩散段（5）一端与所述连通道（4）连通、另一端与所述出口段（7）连通，所述扩散段（5）为喇叭状，且靠近连通道（4）一端的直径小于靠近出口段（7）一端的直径，所述出口段（7）的直径大于所述连通道（4）的直径且小于所述谐振腔（3）的直径，所述中心体腔（6）位于扩散段（5）和出口段（7）的内部，并通过固定部与所述喷嘴主体（2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）靠近所述连通道（4）一端为锥形。

3.根据权利要求2所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述锥形的锥角为80°。

4.根据权利要求2所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）远离所述连通道（4）一端也为锥形，且此端的锥角的角度大于靠近所述连通道（4）一端的锥角角度。

5.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）为实心结构。

6.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述固定部为钢丝绳。

7.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述入口腔（1）、谐振腔（3）、连通道（4）、扩散段（5）和出口段（7）的中轴线为同一条直线，所述中心体腔（6）位于所述中轴线上。

8.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述扩散段（5）的展开角度为60°。