一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍的製作方法

2023-05-24 10:03:11

一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用於水下清理的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，它由槍柄、噴杆、空化噴嘴、反噴噴嘴、卸荷保護管和其他附件構成。槍柄、空化噴嘴和反噴噴嘴通過螺紋與噴杆連接，槍柄下端安裝有快換接頭，可用來連接高壓軟管。空化噴嘴和反噴噴嘴安裝在同一軸線上，兩者水流噴射方向相反，可達到消除噴槍後坐力的功能。附件中的輕質浮體材料可為噴槍提供浮力，使噴槍處於零浮力狀態；定位工裝可使噴槍在水下使用時始終處於最佳清洗角度。同時在反噴噴嘴外部安裝開有條形孔的卸荷保護管，可起到卸荷的作用，保護操作人員的安全。
【專利說明】一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種清洗噴槍，具體涉及一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍。
【背景技術】
[0002]海洋生物汙損是指固著或棲息在船舶、平臺和各種人工設施水下固體表面上，對人類經濟活動產生不利影響的動物、植物和微生物。這些海洋汙損生物增加船舶油耗，威脅平臺安全，影響水產業質量和產量，必須將其清除。
[0003]目前，船舶汙損生物清洗的主要方法包括刷子鏟子清洗、紫外線清洗、高溫熱水表面處理、超聲波清洗、普通高壓水清洗和空化水射流清洗等多種方法。從對防護層危害程度、環境友好性、對操作員傷害程度、清洗效率、設備成本製造、磨損、清洗成本等多方面考慮，空化水射流清洗比其他清洗方法更具優勢。
[0004]空化清洗技術原理為:流體流經特定噴嘴時將產生壓力降，當壓力低於氣體的飽和蒸汽壓時，氣體便以氣泡的形式從液體中析出，氣泡到達被清洗表面時發生潰滅，產生瞬時的高壓，從而將海洋汙損生物剝離。
[0005]當噴嘴出口和被清洗表面呈一定角度和距離時，清洗效率較高。由於操作人員操作熟練程度不同，清洗效果和效率有較大差異。同時，噴嘴射流時產生的後坐力也對噴槍的可操作性及安全性帶來較大影響。
實用新型內容
[0006]有鑑於此，本實用新型提供一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，使用時處於無後坐力狀態，可操作性好，且可保證噴槍在水下使用時始終處於最佳清洗角度，能夠顯著提高清洗效果和效率。
[0007]該水下空化清洗噴槍包括槍柄、噴槍連接體和空化清洗噴嘴；所述槍柄的端部安裝有用於連接高壓軟管的接頭，槍柄通過噴槍連接體與空化清洗噴嘴相連，將用於清洗的高壓液體輸送至空化清洗噴嘴；其特徵在於:還包括定位工裝、穩流管和反噴噴嘴；所述噴槍連接體的一端通過穩流管與空化清洗噴嘴相連，另一端與反噴噴嘴相連，保證所述空化清洗噴嘴、穩流管及反噴噴嘴同軸；所述槍柄和反噴噴嘴位於噴槍連接體的同側。
[0008]在噴槍連接體上，空化清洗噴嘴所在側安裝有定位工裝；所述定位工裝由相互垂直的杆A和杆B固接而成；所述杆A的一端與噴槍連接體固接，另一端距離空化清洗噴嘴最前端的距離為L6。
[0009]還包括卸荷保護管，卸荷保護管同軸套裝在反噴噴嘴的外圓周，其一端與反噴噴嘴的端部連接；所述卸荷保護管的長度大於反噴噴嘴的長度，在所述卸荷保護管的外圓周均勻分布有兩個以上軸向條形孔。
[0010]所述空化清洗噴嘴包括外管、擴張管和噴管。所述擴張管一端開口一端封閉；所述外管的一端加工有用於和穩流管匹配連接的螺紋孔，另一端加工有盲孔，所述盲孔及螺紋孔的軸線與外管的軸線重合；所述擴張管同軸套裝在外管的盲孔內，擴張管封閉端的端面與所述盲孔的內底面牴觸，所述外管的螺紋孔與擴張管之間通過兩段直徑不同的圓孔及擴張管封閉端的過孔貫通，所述兩段圓孔與過孔均與外管同軸；所述噴管的中心孔由錐形孔和與該錐形孔小端相連的圓孔貫通後形成，所述噴管位於擴張管開口端的端面與外管盲孔所在端的端面之間，且其中心孔中的圓孔與擴張管牴觸。
[0011]由此形成的空化清洗噴嘴的中心孔按高壓液體來流方向依次為螺紋孔、第一收縮段、第一擴張段、第二收縮段、第二擴張段、第三收縮段和錐形擴張段；其中第一收縮段和第一擴張段對應為外管的螺紋孔與擴張管之間的兩段直徑不同的圓孔，第二收縮段對應為擴張管封閉端的過孔，第二擴張段對應為擴張管的中心孔，第三收縮段對應為噴管上的圓孔，錐形擴張段對應為噴管上的錐形孔。
[0012]設所述穩流管的長度Ls ;第一收縮段的直徑為D1，長度為LI ;第一擴張段的直徑為D2，長度為L2 ;第二收縮段的直徑為D3，長度為L3 ;第二擴張段的直徑為D4，長度為L4 ；第三收縮段的直徑為D5，長度為L5 ;則各尺寸的取值關係為Dl= [1mm，20mm] ,D2/D1=[1, 6]，D3/D1=[1, 3]，D4/D3=[l.5，5]，D5/D1=[0.7，I]，Ls/Dl=[10, 50]，L1/D1=(0,1]，L3/D1=(0,I]，L5/D5=(0,1]，L2/D1=[0.5，6]，L4/D3=[5, 10]。
[0013]所述定位工裝中杆A的軸線與所述空化清洗噴嘴中外管的軸線平行；杆A的端部距離空化清洗噴嘴最前端的距離L6=[30mm，50mm];且所述杆A和杆B端點連線與杆A軸線的夾角 α=[30°，45。]。
[0014]在所述噴槍連接體外注塑成型固體浮力材料。
[0015]所述穩流管的中心孔由兩段直徑不同的圓孔通過錐形孔過渡連接後形成，且與所述空化清洗噴嘴相連一端的圓孔的`孔徑較小。
[0016]所述擴張管的中心孔在其過孔所在端向軸線方向傾斜6° -12°，並與過孔之間通過圓弧光滑過渡。
[0017]所述定位工裝中杆A和杆B支撐端的端面均為球面。
[0018]有益效果
[0019](I)為了便於使用，在噴槍的前端安裝定位工裝，能夠提高噴槍的可操作性和穩定性。空化清洗噴嘴在射流時將產生一定的反推力，使潛水員難以掌控；因此，在噴槍上與空化清洗噴嘴相反的方向同軸安裝反噴噴嘴，能夠抵消空化清洗噴嘴的反推力，使噴槍處於無後坐力狀態，提高可操作性。
[0020](2)在反噴噴嘴外面安裝開有長條形孔的卸荷保護管，噴槍中的壓力在保護管中快速卸荷，使出口的壓力不足以對操作人員帶來傷害，增加操作安全性。
[0021](3)採用該種結構形成的空化清洗噴嘴裝配性和加工性良好，且擴張管能對自激振蕩脈衝空化射流的振幅進行調製，且能使射流束更為集中，高壓水流經空化清洗噴嘴時產生自激振蕩脈衝空化射流，藉助氣泡潰滅時產生的瞬時高壓將海生物剝離，提高了清洗效果。
[0022](4)對空化清洗噴嘴中各部分的尺寸加以優化，能夠增強噴槍的空化效果，提高清洗效率。
[0023]( 5 )通過對定位工裝結構尺寸的限定保證空化清洗噴嘴與被清洗表面處於最佳清洗距離和角度，使清洗效率高，且不會因為操作人員操作熟練程度的不同，影響清洗效果和效率。
[0024](6)固體浮力材料如玻璃微珠等可用來平衡噴槍的自重，使其在水中處於零浮力狀態，增加可操作性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為所述空化清洗噴槍的整體結構圖；
[0026]圖2為空化清洗噴嘴的結構圖；
[0027]圖3為本實用新型中定位工裝的結構圖。
[0028]其中:1_槍柄、2-噴槍連接體、3-定位工裝、4-空化清洗噴嘴、5-固體浮力材料、6-反噴噴嘴、7-卸荷保護管、8-外管、9-擴張管、10-噴管、11-第一收縮段、12-第一擴張段、13-第二收縮段、14-第二擴張段、15-第三收縮段、16-錐形擴張段、17-穩流管、18-杆A、19-杆 B。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0030]本實施例提供一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，該噴槍清洗效果好，且使用時處於無後坐力狀態，可操作性強。
[0031]該清洗噴槍的結構如圖1所示，包括槍柄1、噴槍連接體2、定位工裝3、空化清洗噴嘴4、穩流管17、反噴噴嘴6和卸荷保護管7。本實施例中噴槍連接體2為由三段空心圓柱焊接而成的「工字形」結構，其中心孔貫通，用於輸送高壓液體。其中位於下方的水平空心圓柱的開口端通過螺紋連接槍柄1，槍柄I的末端安裝有快換接頭，可用來連接高壓軟管，從而將高壓液體輸送入噴槍；噴槍連接體2位於下方的水平空心圓柱的封閉端焊接定位工裝3。位於上方的水平空心圓柱的兩端均開口，其一端通過連接管與反噴噴嘴6同軸相連，另一端通過穩流管17與空化清洗噴嘴4同軸相連。其中空化清洗噴嘴4和定位工裝3位於槍柄I的同側，且其軸線相互平行。在所述噴槍連接體2外注塑固體浮力材料5(如玻璃微珠等)，使其成型為矩形結構，固體浮力材料5用來平衡噴槍的自重，使其在水中處於零浮力狀態，增強噴槍的可操作性；同時可將與噴槍連接體2相連的部件粘接成整體，提高其穩定性。為保護操作人員的安全，在所述反噴噴嘴6外同軸套裝起卸荷作用的卸荷保護管7。
[0032]上述連接關係中所述連接管的一端與噴槍連接體2焊接，另一端與反噴噴嘴6螺紋連接；穩流管17的一端與噴槍連接體2焊接，另一端與空化清洗噴嘴4螺紋連接。所述穩流管17的中心孔由兩段直徑不同的圓孔通過錐形孔過渡連接後形成，如圖1所示，與空化清洗噴嘴4相連一端的圓孔的孔徑較小。
[0033]所述空化清洗噴嘴4的結構如圖2所示，包括外管8、擴張管9和噴管10。其中擴張管9 一端開口一端封閉。外管8的一端加工有用於和穩流管17匹配連接的螺紋孔，另一端加工有用於安裝擴張管9和噴管10的盲孔，所述盲孔及螺紋孔的軸線與外管8的軸線重合。所述擴張管9同軸套裝在外管8的盲孔內，擴張管9封閉端的端面與所述盲孔的內底面牴觸，噴管10位於擴張管9開口端的端面與外管8盲孔所在端的端面之間，且與外管8同軸焊接。所述外管8的螺紋孔與擴張管9之間通過兩段直徑不同的圓孔及擴張管9封閉端的過孔貫通，所述圓孔與過孔均與外管8同軸。所述噴管10的中心孔由錐形孔和與該錐形孔小端相連的圓孔貫通後形成，該圓孔與擴張管9貫通。
[0034]由此形成的空化清洗噴嘴4的中心孔按高壓液體來流方向(穩流管-噴管)依次為螺紋孔、第一收縮段11、第一擴張段12、第二收縮段13、第二擴張段14、第三收縮段15和錐形擴張段16，如圖2所示。其中第一收縮段11和第一擴張段12對應外管8的螺紋孔與擴張管9之間的兩段直徑不同的圓孔，第二收縮段13為擴張管9封閉端的過孔，第二擴張段14為擴張管9的中心孔，第三收縮段15為噴管10的圓孔，錐形擴張段16為噴管10的錐形孔。為時該噴槍空化效果明顯，清洗效果好，空化清洗噴嘴各中心孔的長度和直徑應在一定範圍內。如若第一收縮段11的直徑Dl為10mm，則穩流管17的長度Ls為200mm，第一收縮段11的長度LI為IOmm ;第一擴張段12的直徑D2為20臟，長度L2為20mm ;第二收縮段13的直徑D3為15mm，長度L3為IOmm ;第二擴張段14的直徑D4為45mm，長度L4為90mm ；第三收縮段15的直徑D5為10mm，長度L5為10mm。擴張管9的中心孔在其過孔所在端向內傾斜8°，形成一定的錐度，並與過孔之間通過圓弧光滑過渡。
[0035]採用該種結構形式的空化清洗噴嘴4，在高壓水流從穩定管17中流出，流經第一收縮段11時流速增加，壓力降低，有利於空化的產生；且高壓水流能夠在第一擴張段12中發生共振，其中溶解的氣體更多地發生空化，並產生自激振蕩脈衝射流；擴張管9能對自激振蕩脈衝空化射流的振幅進行調製，且能使射流束更為集中，從而有利於提高清洗效果。
[0036]定位工裝3的結構如圖3所示，定位工裝3能夠提高噴槍的可操作性。定位工裝3由相互垂直的杆A18和杆B19焊接而成，杆A18的一端與噴槍連接體2下方的水平空心圓柱同軸焊接，另一端距離空化清洗噴嘴4最前端的距離L6=40mm，且杆A18和杆B19端點連線與杆A18軸線的夾角α=30°。使用該噴槍時，將定位工裝3牴觸在待清洗面上，通過定位工裝3將清洗噴嘴4定位支撐在與被清洗表面處於最佳清洗距離和角度的位置，提供清洗效率較高。為方便定位工裝3的支撐，將所述杆Α18和杆Β19用於支撐的端部加工為球面結構，同時也便於定位工裝3的移動。
[0037]反噴噴嘴6用來平衡空化清洗噴嘴4射流時產生的反推力，通過選擇相匹配的噴嘴口徑，使空化清洗噴嘴4和反噴噴嘴6的反推力達到平衡。為保證操作人員安全，在反噴噴嘴6的外部套裝卸荷保護管7。卸荷保護管7為一根在其外圓周面上均勻分布有多個軸向條形孔的長管件，卸荷保護管7的一端通過螺紋或焊接方式與反噴噴嘴連接。反噴噴嘴6噴出的高壓水流流經卸荷保護管7時，由於受到其上條形孔的擾動作用，水流的壓力能和動能急劇下降。同時，由於卸荷保護管7的出口離反噴噴嘴6的出口有一定的距離，可保證出口流束不會對操作員造成傷害，並減小射流束對操作員視線的幹擾。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，包括槍柄(I )、噴槍連接體(2)和空化清洗噴嘴(4);所述槍柄(I)的端部安裝有用於連接高壓軟管的接頭，槍柄(I)通過噴槍連接體(2)與空化清洗噴嘴(4)相連，將用於清洗的高壓液體輸送至空化清洗噴嘴(4);其特徵在於:還包括定位工裝(3)、穩流管(17)和反噴噴嘴(6);所述噴槍連接體(2)的一端通過穩流管(17)與空化清洗噴嘴(4)相連，另一端與反噴噴嘴(6)相連，保證所述空化清洗噴嘴(4)、穩流管(17)及反噴噴嘴(6)同軸；所述槍柄(I)和反噴噴嘴(6)位於噴槍連接體(2)的同側； 在噴槍連接體(2 )上，空化清洗噴嘴(4)所在側安裝有定位工裝(3 );所述定位工裝(3 )由相互垂直的杆A (18)和杆B (19)固接而成；所述杆A (18)的一端與噴槍連接體(2)固接，另一端距離空化清洗噴嘴(4)最前端的距離為L6。
2.如權利要求1所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:還包括卸荷保護管(7)，卸荷保護管(7)同軸套裝在反噴噴嘴(6)的外圓周，其一端與反噴噴嘴(6)的端部連接；所述卸荷保護管(7)的長度大於反噴噴嘴(6)的長度，在所述卸荷保護管(7)的外圓周均勻分布有兩個以上軸向條形孔。
3.如權利要求1或2所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:所述空化清洗噴嘴(4)包括外管(8)、擴張管(9)和噴管(10);所述擴張管(9) 一端開口一端封閉；所述外管(8)的一端加工有用於和穩流管(17)匹配連接的螺紋孔，另一端加工有盲孔，所述盲孔及螺紋孔的軸線與外管(8)的軸線重合；所述擴張管(9)同軸套裝在外管(8)的盲孔內，擴張管(9)封閉端的端面與所述盲孔的內底面牴觸，所述外管(8)的螺紋孔與擴張管(9)之間通過兩段直徑不同的圓孔及擴張管(9)封閉端的過孔貫通，所述兩段圓孔與過孔均與外管(8)同軸；所述噴管(10)的中心孔由錐形孔和與該錐形孔小端相連的圓孔貫通後形成，所述噴管(10)位於 擴張管(9)開口端的端面與外管(8)盲孔所在端的端面之間，且其中心孔中的圓孔與擴張管(9)牴觸； 由此形成的空化清洗噴嘴(4)的中心孔按高壓液體來流方向依次為螺紋孔、第一收縮段(11)、第一擴張段(12)、第二收縮段(13)、第二擴張段(14)、第三收縮段(15)和錐形擴張段(16);其中第一收縮段(11)和第一擴張段(12)對應為外管(8)的螺紋孔與擴張管(9)之間的兩段直徑不同的圓孔，第二收縮段(13)對應為擴張管(9)封閉端的過孔，第二擴張段(14)對應為擴張管(9)的中心孔，第三收縮段(15)對應為噴管(10)上的圓孔，錐形擴張段(16)對應為噴管上(10)的錐形孔。
4.如權利要求3所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:設所述穩流管(17)的長度Ls ;第一收縮段(11)的直徑為D1，長度為LI ;第一擴張段(12)的直徑為D2，長度為L2 ;第二收縮段(13)的直徑為D3，長度為L3 ;第二擴張段(14)的直徑為D4，長度為L4 ;第三收縮段(15)的直徑為D5，長度為L5 ;則各尺寸的取值關係為Dl=[lmm，20mm]，D2/D1=[1, 6]，D3/D1=[1, 3]，D4/D3=[l.5，5]，D5/D1=[0.7，I]，Ls/Dl=[10, 50]，L1/D1=(0,I]，L3/D1=(0,1]，L5/D5=(0,1]，L2/D1=[0.5，6]，L4/D3=[5, 10]。
5.如權利要求1或2所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:所述定位工裝(3)中杆A (18)的軸線與所述空化清洗噴嘴(4)中外管(8)的軸線平行；杆八(18)的端部距離空化清洗噴嘴(4)最前端的距離L6= [30mm，50mm];且所述杆A (18)和杆B (19)端點連線與杆A (18)軸線的夾角α =[30° ,45° ]。
6.如權利要求1或2所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:在所述噴槍連接體(2)外注塑成型固體浮力材料(5)。
7.如權利要求1或2所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:所述穩流管(17)的中心孔由兩段直徑不同的圓孔通過錐形孔過渡連接後形成，且與所述空化清洗噴嘴(4)相連一端的圓孔的孔徑較小。
8.如權利要求3所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:所述擴張管(9)的中心孔在其過孔所在端向軸線方向傾斜6° -12°，並與過孔之間通過圓弧光滑過渡。
9.如權利要求1或2所述的易操作式無後坐力水下空化清洗噴槍，其特徵在於:所述定位工裝(3)中杆A (18 )和杆B (19)支撐端的端面均為球面。
【文檔編號】B05B15/00GK203610247SQ201320635435
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】柳佔新, 譚華, 官紅 申請人:中國船舶重工集團公司第七一〇研究所, 青島海山海洋裝備有限公司