永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭的製作方法
2023-05-15 05:19:36 2
專利名稱：永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓水旋轉噴頭，屬於工業清洗技術領域，該產品主要用於工業設備和管道表面汙、垢清洗，同時還應用於金屬表面預處理(如船體表面除鏽、除漆、 除汙垢)和混凝土建築物水力拆除、表面塗層剝離及混凝土表面拉毛處理等。
背景技術：
中國工業清洗行業的產業發展起步於上世紀80年代，遠遠落後於具有近百年歷史的歐、美等發達國家，而且最初還是以化學清洗為主。隨著我國改革開放及現代化建設步伐的加快，以及國人對環境保護意識的加強，高壓水射流清洗工藝正在被越來越多的企業所接受，主要原因有三個方面(1)清洗速度快，( 清洗效果好，( 清洗後不會產生二次汙染。高壓水旋轉噴頭是一種高效、多用途的水射流清洗工具，是清洗設備常備的。然而，由於我國高端機械產品製造水平與歐、美等發達國家比較還存在一定差距，到目前為止，國內所使用的該類產品幾乎全部從國外進口，國內廠家還不具備生產能力，主要原因來自四個方面(1)主要原材料質量難以保證、(2)零部件加工精度極高、(3)熱處理工藝達不到要求、(4)設計理念落後或專業人才缺乏。過去幾年，部分國內廠家也曾嘗試過研發，但最終都沒有成功，原因如下(1)採用傳統密封方式(如機械密封)旋轉摩擦阻力也大、(2) 噴頭帶壓後不能正常旋轉且轉速很難控制、(3)實際工作壓力低且使用壽命短。
發明內容本實用新型目的是解決國內現有傳統密封方式旋轉摩擦阻力大、實際工作壓力低、噴頭帶壓後不能正常旋轉及轉速很難控制的問題，提供一種永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭。申請人:通過近5年的不懈努力，並收集了大量現場施工信息和一手資料，終於開發出了工作壓力更高、安全、可靠、高效率的「永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭」，該旋轉噴頭填補了國內空白，而且其市場預售價格要遠低於國外類似產品，為國內清洗公司或相關使用單位帶來更可觀的經濟效益。本實用新型提供的永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭，包括外殼，外殼內側有環形階梯式臺階，旋轉軸組件由中空的旋轉軸、中空的密封套和中空的密封杆構成，旋轉軸通過軸承固定在外殼內，旋轉軸的兩端還裝有油封骨架和與之對應的油封， 外殼進水口一側的油封骨架及油封通過軸承和外殼的壓緊固定，另一側油封骨架及油封通過彈性檔圈固定在軸承外側，密封套從旋轉軸前端穿入旋轉軸，並通過旋轉軸上面的旋緊螺母和對接螺母與旋轉軸一起被鎖緊緊固在前面的旋轉頭上，密封杆由外殼進水口一端穿入密封套內，並由壓緊密封套固定在外殼內；其特徵在於，在旋轉頭根部的外周安裝有一環狀連接磁組件，該連接磁組件由6 8塊永磁體構成，且成N、S極圍繞中心軸線交替排列， 連接磁組件外側設置有一個相對靜止的線性制動件，該線性制動件通過螺紋連接被固定在外殼的前端。所述的永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭，在密封套和密封杆之間留有間隙，且密封杆的外周間隔開設有一組環形凹槽，凹槽處產生節流效應，進一步達到阻漏目的，使耐壓更高。本實用新型的優點和積極效果本實用新型產品採用了 「永磁渦輪制動限速」技術和「非接觸式間隙密封」的設計原理後，其工作轉速被輕鬆地控制在800 2200rmp之內，避免了帶壓後不旋轉和旋轉後又超速飛車的現象。另一方面，工作壓力大幅提高且密封組件使用壽命大大延長，工作效率明顯提升。與採用傳統密封方式(機械密封)和傳統的限速方式(如離心限速、油阻尼限速等)的技術相比，本產品更安全、高效、便捷和實用，而且避免了定期補充阻尼油的麻煩。
圖1是永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭裝配示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是旋轉噴頭中的永磁渦輪制動限速結構示意圖；圖4是圖3的側剖視圖；圖5是旋轉噴頭中的間隙密封示意圖；圖6是圖5中的A處局部放大示意圖；圖7是永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭工作過程示意圖。圖中，1、保護帽，2、旋轉頭，3、密封銅套，4、旋轉軸，5、連接磁組件，6、旋緊螺母，7、 對接螺母，8、線性制動件，9、油封骨架I，10、軸承，11、防護罩，12、軸承，13、油封骨架II， 14、密封杆，15、壓緊密封套，16、外殼，17,0型橡膠密封圈，18,0型橡膠密封圈，19,0型橡膠密封圈，20、軸用彈性擋圈，21、0型橡膠密封圈，22、軸用彈性擋圈，23、油封，24、0型橡膠密封圈，25、油封，26、0型橡膠密封圈，27、0型橡膠密封圈，28、孔用彈性當圈，29、0型橡膠密封圈，30、內六角螺釘。
具體實施方式
實施例1 如圖1、圖2所示，本實用新型提供的永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭，包括外殼16，外殼內側設有用於固定旋轉軸軸承和油封骨架的環形臺階，旋轉軸組件包括中空的旋轉軸4、中空的密封套3(本例為密封銅套)和中空的密封杆14。旋轉軸通過一對角接觸軸承10和一個深溝球軸承12固定在外殼內，旋轉軸的兩端軸承10和軸承 12的外側還裝有油封骨架I零件9號和油封骨架II零件13號，以及與之對應的油封25和油封23，防止水向軸承部位侵蝕，其次再將密封套從旋轉軸前端穿入旋轉軸，最後再通過旋轉軸上面的旋緊螺母6和對接螺母7鎖緊後被一起緊固到前面的旋轉頭2上，密封杆由外殼的進水口一端穿入密封套內，並由壓緊密封套15固定在外殼內，密封銅套和密封杆之間留有間隙，且密封杆的外周間隔開設有一組環形凹槽(見圖5和圖6)。旋轉頭前部螺紋孔內通常裝有2個噴嘴，旋轉頭通過旋緊螺母6和對接螺母7固定在旋轉軸的末端；在旋轉頭根部的外周安裝有連接磁組件5，該連接磁組件由6 8塊永磁體(磁鋼)構成，且成N、S極圍繞中心軸線交替排列，連接磁組件外側設置有一個相對靜止的線性制動件8 (內部鑲嵌有銅套，銅導性能好，渦電流大)，該線性制動件被固定在外殼的前端。連接磁組件5通過螺紋連接在旋轉頭後端，線性制動件8也通過螺紋連接到外殼 16上(見圖3和圖4)。所述外殼上還設置有一個防護罩11。在所述旋轉頭的前端通過內六角螺釘30還固定安裝有一個保護帽1 (其餘未涉及結構與現有旋轉噴頭相同，詳見附圖，此不贅述)。本實用新型是高壓清洗機組常用的一種水射流清洗工具，主要優勢在於①在轉速控制方面採用了「永磁渦輪制動限速」技術，S卩，在旋轉頭後端安裝了一環形連接磁組件，當磁組件隨旋轉頭一起圍繞軸線旋轉時，固定在外殼前端的線性制動件內產生電動勢和渦流，通過渦流磁場和永磁體磁場的相互作用，產生切向制動力矩，從而形成限速。②在高壓旋轉密封部分採用了「非接觸式間隙密封」的設計原理，即，(間隙)密封杆相對於密封套靜止不動，密封套與外層的旋轉軸隨旋轉頭一起旋轉，密封杆和密封套之間存在間隙，兩者之間不存在摩擦接觸，因此旋轉摩擦阻力幾乎為零，使用壽命更長。另外，為彌補間隙密封對零部件尺寸加工精度要求極高(密封杆和密封套之間的配合間隙一般要小於5um，)的不足，密封杆外層還加工數列環形凹槽，凹槽處產生節流效應，進一步達到阻漏目的，使耐壓更高。本實用新型的工作過程參見圖7，高壓水經右端進入，通過密封杆後流入旋轉頭，並經過前端的兩個偏心布置且方向相反的噴射孔噴出。在旋轉噴射中，線性制動件8、外殼16、密封杆14、防護罩 11、油封骨架9和13(包括裡面的油封)等部件是相對靜止的，旋轉頭2、連接磁組件5、旋轉軸4、密封銅套3 —起旋轉，旋轉動力來自前面的兩個噴射孔偏心於軸線噴射時產生的扭矩！屬於自旋轉噴頭，不需要額外動力驅動。
權利要求1.一種永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭，該旋轉噴頭包括外殼， 外殼內側有環形階梯式臺階，旋轉軸組件由中空的旋轉軸、中空的密封套和中空的密封杆構成，旋轉軸通過軸承固定在外殼內，旋轉軸的兩端還裝有油封骨架和與之對應的油封，外殼進水口一側的油封骨架及油封通過軸承和外殼的壓緊固定，另一側油封骨架及油封通過彈性檔圈固定在軸承外側，密封套從旋轉軸前端穿入旋轉軸，並通過旋轉軸上面的旋緊螺母和對接螺母與旋轉軸一起被鎖緊緊固在前面的旋轉頭上，密封杆由外殼進水口一端穿入密封套內，並由壓緊密封套固定在外殼內；其特徵在於，在旋轉頭根部的外周安裝有一環狀連接磁組件，該連接磁組件由6、塊永磁體構成，且成N、S極圍繞中心軸線交替排列，連接磁組件外側設置有一個相對靜止的線性制動件，該線性制動件通過螺紋連接被固定在外殼的前端。
2.根據權利要求1所述的永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭，其特徵在於，在密封套和密封杆之間留有間隙，且密封杆的外周間隔開設有一組環形凹槽。
專利摘要一種永磁渦輪制動限速及非接觸間隙密封高壓水旋轉噴頭。高壓水旋轉噴頭是高壓清洗機組常用的清洗工具之一，本實用新型是對現有進口旋轉噴頭的改進，填補了國內空白。①在轉速控制方面採用了「永磁渦輪制動限速」技術，在旋轉頭後端安裝連接磁組件(由6～8塊N、S極交替排列的永磁體構成)，當磁組件隨旋轉頭旋轉時，線性制動件產生電動勢和渦流，通過渦流磁場和永磁體磁場的相互作用，產生切向制動力矩，從而形成限速；②在高壓旋轉密封部分採用了「非接觸式間隙密封」設計，密封杆和密封套間留有間隙，旋轉摩擦阻力幾乎為零，旋轉啟動扭矩小，使用壽命長，密封杆外層加工數列環形凹槽，凹槽處產生節流效應，進一步達到阻漏目的，耐壓更高。
文檔編號B05B3/04GK202199453SQ20112029273
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者李悅, 馬國權 申請人:天津哈馬特高壓水射流技術開發有限公司