[发明专利]空化型超高压水锤式水枪喷头

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种超高压水射流的水枪装置，尤其涉及一种空化型超高压水锤式水枪喷头。

背景技术

物体表面受到物理、化学或生物的作用而形成的污染层或覆盖层称作污垢，去除这些污染物或覆盖层而使其恢复原表面状况的过程称为清洗。按清洗作用和原理：化学清洗，物理清洗，微生物清洗。为使金属表面有良好的清洁度和粗糙度，必须对金属结构表面进行除锈等预处理，防腐蚀界有“七分除锈，三分涂装”，可见除锈的重要性。鉴于金属结构的特殊性，施工环境基本为露天等，先阶段依然采用喷砂除锈的方法，若想获得良好的除锈效果，通常有以下几方面的控制：前期控制、磨料控制、工具控制、环境控制、工艺控制好质量控制，在喷砂除锈施工中，工作环境较为恶劣，环境污染大；磨料等的使用，使得施工成本高；而且喷砂过程中沙石的气压大，非常容易人员的伤害和设备的损伤，存在安全隐患。当然，也有用机械设备进行金属表面清除。传统的喷砂式或者机械式清除技术，喷头的震荡力较大，在对混凝土表面造成裂缝，甚至并会出现边角脱落损伤。

凿毛是在筑路后贴瓷砖或者粉的时候，为了更加牢固的粘贴，将混凝土表面根据需要将混凝土表面凿毛，凿毛深度5～10毫米，凿毛痕的间距为30毫米左右，之后，还需要清净浮灰，砂浆、油渍等。凿毛是用一种″斩斧″的工具把已经完成的混凝土结构面凿出一条条凹痕，其作用是使两个施工阶段的施工面粘结牢固。通常在现浇结构中，在现浇板浇注完毕后，要凿毛，进行下一层柱墙的浇注。让混凝土粘结牢固。简单的说就是砼表面用钻子打毛糙，然后用水冲洗干净，主要是增加后浇砼和它的粘结力。在大型水泥混凝土工程铺装层间进行凿毛时慎用大型铣刨机或抛丸机进行凿毛处理。因铣刨机的铣刨刀头与其铣刨转子为刚性连接，铣刨转子又非常沉重，其刀头密度又比较少，所以在铣刨切屑时，接触工作面的点数少，其转子的冲击力就非常大，铣刨机铣掉的不仅是浮浆和部分骨料，还会将有些骨料振松使整体结构受到影响。再如抛丸机，其钢丸打毛时撞击力到是不太大，施工后工作面平整也好看，但凿毛深度浅，凹凸麻面不明显，因此新老水泥混凝土之间的黏结就比较差了。

高压水枪是让水通过高压水泵获得巨大的能量以后，以一种高速水流运动的方式从一定的喷嘴喷射出来，能量高度集中的一股水流。其中，水枪的喷头是高压水射流发生装置的执行元件，其作用是通过喷头内孔横截面的收索，将高压水的压力能聚集起来，并转化为动能，最后以高速水射流的形式向外喷出。水枪性能的好坏，喷头的设计是个关键。市场上一般的单孔固定式水枪喷头如图1-1和图1-2所示，主要由喷头体，喷管和喷嘴组成。一般喷头的水射流的特征是如图2所示的连续射流，其基本特征是射流边界层逐步均匀发展。

高压水射流具有清洁，无污染，节能，无损等特点，正在被广泛地用于除锈，清洗和破碎工程。目前市场上的高压水枪技术，基本上是运用高压水流通过变小管径产生的高速连续水流对物体表面的冲击达到除锈，清洗，凿毛等目的。这种连续射流缺少对物体表面一种一张一弛的“疲劳效应”，在同样的打击力，如果没有“疲劳效应”，很难使得贴服在物体表面的污垢，锈斑，附着层等物体屈服。换句话说，把同样强度的污垢去除，如果没有“疲劳效应”，就需要更强大的功率设备。

由于高速水流的不稳定性，如何在狭小喷头腔体内控制自激振荡的产生，控制空化产生的位置和漩涡脱离和发展一直是本技术领域内的难题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种空化型超高压水锤式水枪喷头，将空化机理运用到高压水射流中，可以利用空化能加强对物体表面的剥蚀力度，从而达到对物体表面进行高效除锈，清洗，以及对水泥面凿毛和凿碎的目的。

为了解决上述技术问题，本发明一种空化型超高压水锤式水枪喷头予以实现的技术方案是：包括喷头腔体，所述喷头腔体包括沿喷头轴向贯通的风琴腔体、亥姆霍兹腔体和一锥形的喷嘴出口控制段，自所述风琴腔体至所述亥姆霍兹腔体之间形成有一锥形的腔体过渡段，高速流体自风琴腔体流至喷嘴出口形成具有自激振荡的水锤流，在喷嘴出口控制段产生旋涡附壁效应从而在该喷嘴出口控制段诱发空化现象。

进一步讲，本发明空化型超高压水锤式水枪喷头，其特征在于，由上游流入所述风琴管腔的来流压力为20～100Mpa，所述喷头腔体的射流流量为每分钟10～70升。