CN111167626A - 一种引流结构设计的高压水旋转喷头 - Google Patents

一种引流结构设计的高压水旋转喷头 Download PDF

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CN111167626A CN202010110592.8A CN202010110592A CN111167626A CN 111167626 A CN111167626 A CN 111167626A CN 202010110592 A CN202010110592 A CN 202010110592A CN 111167626 A CN111167626 A CN 111167626A
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Abstract

本发明涉及工业清洗技术领域，特别是涉及一种引流结构设计的高压水旋转喷头。所述高压水旋转喷头包括进水接头、密封杆、高压旋转密封组件、限位零部件、密封盲堵和旋转头。本发明结构简单而独特，高压状态下运行更加安全、可靠，使用寿命更长；制造成本和使用成本大幅降低；高压进水被巧妙地引入喷头最前端的旋转头内，清洗效果和效率大幅提升。所有易损零部件均可单独更换，维修、保养非常方便。

Description

一种引流结构设计的高压水旋转喷头
技术领域
本发明涉及工业清洗技术领域，特别是涉及一种引流结构设计的高压水旋转喷头，该产品作为一种高效清洗工具，在水射流清洗行业内主要用于管路结疤和污垢清洗。
背景技术
高压水旋转喷头是一种高效的水射流清洗工具，其形状、大小、耐压等级以及内部构造主要由清洗对象的结构尺寸、结疤或污垢的物理性能以及施工质量要求决定。当遇到清洗较小内径的管路结疤或污垢时，高压旋转喷头的外径尺寸受到极其严格地限制，一方面既要考虑到其工作的安全性、可靠性，同时也要考虑到其使用效果、清洗效率、制造成本和使用成本等，这些关键因素缺一不可。
受尺寸所限，较小外径尺寸如外经10～25mm的高压水旋转喷头其内部通常没有合适尺寸的轴承型号可供选择，因此，如何平衡旋转喷头在高压旋转状态下所产生的轴向力和径向力？如何减小旋转摩擦阻力和噪音？如何控制旋转速度？如何控制高压密封的合理泄漏量？如何保证关键零部件在高压状态下的机械性能等等，这些都是设计人员必需解决的关键技术问题。
本发明第一发明人自2002年开始一直致力于高压水清洗设备周边配套附件及清洗工具的研发工作，期间曾多次亲临欧、美等发达国家制造厂商、国际大型展会进行实地考察、参观、学习以及技术交流等等。2018年5月，本发明第一发明人还曾代表中国工业清洗协会参加了在德国慕尼黑举行的“国际高压水射流清洗标准研讨会”。
旋转头是高压水旋转喷头中的开路先锋，也是极其易损的零部件，其主要作用是将高压水能转换成具有切割、破碎能力的机械能。实践证明，只有当旋转头在喷头的最前端位置时，清洗效果、效率或高压水射流的打击力才能最好。
发明内容
对较小外径尺寸的高压水旋转喷头，其内部通常没有合适尺寸的轴承型号可供选择，如何平衡旋转喷头在高压旋转状态下所产生的轴向力和径向力？如何减小旋转摩擦阻力和噪音？如何控制旋转速度？如何控制高压密封的合理泄漏量？如何保证关键零部件在高压状态下的机械性能等，为了解决这些技术问题，本发明提供一种引流结构设计高压水旋转喷头，借助于喷头内部简单而独特的结构设计，巧妙地将高压进水通过引流通道引入喷头最前端的旋转头内，既能满足旋转喷头在高压状态下连续运转的安全性和可靠性，又能大幅提高清洗效率，以及大幅降低制造成本和使用成本。
本发明的技术方案：
一种引流结构设计的高压水旋转喷头包括进水接头1、密封杆2、高压旋转密封组件、限位零部件6、密封盲堵8和旋转头9，所述密封杆2内部有贯穿孔，高压旋转密封组件内有两条及两条以上的引流通道；高压水流入进水接头1并通过密封杆2内部贯穿孔、高压旋转密封组件中的引流通道后进入旋转头9的内腔；所述旋转头9上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心喷射孔喷射时，旋转头9和高压旋转密封组件将围绕密封杆2高速旋转；旋转头9通过连接螺纹12与高压旋转密封组件相连接，高压旋转密封组件中心轴线方向有阶梯式通孔，密封盲堵8从高压旋转密封组件前端穿入并被固定在高压旋转密封组件前端阶梯式通孔内，密封杆2从高压旋转密封组件后端穿入并通过限位零部件6被卡在高压旋转密封组件后端阶梯式通孔内；密封杆2前端圆柱面与高压旋转密封组件后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从高压旋转密封组件侧面排水孔16导出，所述泄漏水的另一端从进水接头1前端与高压旋转密封组件后端之间所形成的环形缝隙19导出；通过将引流通道、密封盲堵8以及限位零部件6相结合的技术手段，将流入进水接头1中的高压水通过密封杆2内部贯穿孔引入前端旋转头9的内腔,从而实现了高压水能的高效转换，射流打击力大幅提升；另外，由于巧妙地采用了上述引流结构和间隙密封技术，高压水在流经整个通道过程中所产生的径向力和轴向力在所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头内部各零件之间相互抵消或释放，与此同时，间隙密封所产生的溢流水在旋转的高压旋转密封组件与不旋转的密封杆和进水接头端面之间形成一层保护膜，起到一定的润滑和支撑作用，从而不需要安装任何轴承。
优选的，所述高压旋转密封组件包括外壳4和高压旋转密封套5，外壳4和高压旋转密封套5采用过盈装配后组合成一体，外壳4和高压旋转密封套5上加工有偏心喷射孔，旋转头9通过连接螺纹12与高压旋转密封套5前端螺纹连接，高压旋转密封套5中心轴线方向有阶梯式通孔，密封盲堵8从高压旋转密封套5前端穿入并被固定在高压旋转密封套5前端阶梯式通孔内，密封杆2从高压旋转密封套5后端穿入并通过限位零部件6被卡在高压旋转密封套5后端阶梯式通孔内，密封杆2前端圆柱面与高压旋转密封套5后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从外壳4和高压旋转密封套5侧面排水孔16导出，所述泄漏水的另一端从进水接头1前端与外壳4和高压旋转密封套5后端之间所形成的环形缝隙19导出。
优选的，为了阻止被引入到旋转头的内腔中高压水反向从排水孔流出，在高压旋转密封套5前端内部阶梯式通孔处装有密封盲堵8。
优选的，限位零部件6通过螺纹连接方式固定在密封杆2前端，限位零部件6的限位面外径尺寸略大于密封杆2前端圆柱面外径和与该圆柱面形成间隙配合的高压旋转密封套5后端内孔的尺寸，从而起到限定高压旋转密封套5和密封杆2轴向位置的作用，防止高压旋转密封组件和旋转头9与密封杆2脱离。
优选的，所述高压旋转密封组件内有引流通道13、引流通道14、引流通道15，引流通道13、引流通道15为孔状结构，引流通道14为凹槽结构。
优选的，所述高压旋转密封组件为外壳22，外壳22上加工有排水孔，外壳22里面有引流通道23、引流通道24，引流通道23为环形槽结构，引流通道24为细长通孔结构,引流通道24将高压水通过引流通道23直接引入旋转头9的内腔中。
优选的，进水接头1内部有阶梯孔，密封杆2后端有圆形台阶，密封杆2从进水接头1后端穿入并被固定在进水接头1内部阶梯孔内。
优选的，进水接头1和密封杆2可直接加工成一个部件。
所述限位零部件为内六角螺丝、一字螺丝、十字螺丝、卡环等具有限位功能的部件中的一种。
本发明的有益效果是：本发明主要用于清洗管路结疤和污垢，此种新型引流结构设计，填补了国内、外空白，其综合性能指标已达到或超过国际上同类产品现有的技术水平，与现有国内、外类似产品相比显著优点如下：本发明结构简单而独特，高压状态下运行更加安全、可靠，使用寿命更长；制造成本和使用成本大幅降低；高压进水被巧妙地引入喷头最前端的旋转头内，清洗效果和效率大幅提升。所有易损零部件均可单独更换，维修、保养非常方便。
附图说明
图1为本发明一种引流结构设计的高压水旋转喷头的剖面图。
图2为本发明另一种结构的剖面图。
其中：
1-进水接头；2－密封杆；3－密封圈； 4－外壳； 5－高压旋转密封套；
6－限位零部件； 7－O形圈； 8－密封盲堵； 9－旋转头；
10-旋转头喷射孔； 11-旋转头内腔； 12-连接螺纹； 13-引流通道
14-引流通道； 15－引流通道； 16－排水孔； 17－贯穿孔；
18－贯穿孔； 19－环形缝隙； 20－进水接头喷射孔；
21－进水接头连接螺纹；22-外壳； 23-引流通道 24-引流通道
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细描述：
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。
本说明书包括任何附加权利要求、摘要和附图中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
结合图1进行说明，所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头包括进水接头1、密封杆2、密封圈3、外壳4、高压旋转密封套5、限位零部件6、O形圈7、密封盲堵8和旋转头9，所述密封杆2内部有贯穿孔17、贯穿孔18，外壳4和高压旋转密封套5采用过盈装配后组成一个部件，该部件简称为高压旋转密封组件。高压旋转密封组件内有引流通道13、引流通道14、引流通道15，引流通道13、引流通道15为孔状结构，引流通道14为凹槽结构。
高压水流入进水接头1并通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18、高压旋转密封组件中的引流通道15、引流通道14、引流通道13后进入旋转头9的内腔11；所述旋转头9和/或外壳4、高压旋转密封套5上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心喷射孔喷射时，旋转头9和高压旋转密封组件将围绕密封杆2高速旋转。
旋转头9通过连接螺纹12与高压旋转密封套5前端螺纹连接，高压旋转密封套5中心轴线方向有阶梯式通孔，装有O形圈7的密封盲堵8从高压旋转密封套5前端穿入并被固定在高压旋转密封套5前端阶梯式通孔内，密封圈3套在密封杆2根部，密封杆2从高压旋转密封套5后端穿入并通过限位零部件6被卡在高压旋转密封套5后端阶梯式通孔内。密封杆2前端圆柱面与高压旋转密封套5后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从高压旋转密封组件侧面排水孔16导出，泄漏水的另一端从进水接头1前端与高压旋转密封组件后端之间所形成的环形缝隙19导出。
通过将引流通道13、引流通道14、引流通道15、密封盲堵8以及限位零部件6相结合的技术手段，巧妙地将流入进水接头1中的高压水通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18引入前端旋转头9的内腔11，从而实现了高压水能的高效转换，射流打击力大幅提升；另外，由于巧妙地采用了上述引流结构和间隙密封技术，高压水在流经整个通道过程中所产生的径向力和轴向力在所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头内部各零件之间相互抵消或释放，与此同时，间隙密封所产生的溢流水在旋转的高压旋转密封套5与不旋转的密封杆2和进水接头1端面之间形成一层保护膜，起到一定的润滑和支撑作用，从而不需要安装任何轴承。
为了阻止被引入到旋转头的内腔中高压水反向从排水孔流出，在高压旋转密封套5前端内部阶梯式通孔处装有密封盲堵8。
限位零部件6通过螺纹连接方式固定在密封杆2前端，限位零部件6的限位面外径尺寸略大于密封杆2前端圆柱面外径和与该圆柱面形成间隙配合的高压旋转密封套5后端内孔的尺寸，从而起到限定高压旋转密封套5和密封杆2轴向位置的作用，防止高压旋转密封组件和旋转头9与密封杆2脱离。
所述进水接头1内部有阶梯孔，密封杆2后端有圆形台阶，密封杆2从进水接头1后端穿入并被固定在进水接头1内部阶梯孔内。如果不考虑便于维修和降低使用成本等因素，进水接头1和密封杆2可直接加工成一个部件。
所述限位零部件为内六角螺丝、一字螺丝、十字螺丝、卡环等具有限位功能的部件中的一种。
本发明的工作过程：
参见图1，高压水流入进水接头1并通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18、高压旋转密封组件中的引流通道15、引流通道14、引流通道13后进入旋转头9的内腔11。旋转头9和/或外壳4、高压旋转密封套5上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心孔喷射时，旋转头9和高压旋转密封组件将围绕密封杆2高速旋转。旋转头9通过连接螺纹12与高压旋转密封套5前端螺纹连接，高压旋转密封套5中心轴线方向有阶梯式通孔，装有O形圈7的密封盲堵8从高压旋转密封套5前端穿入并被固定在高压旋转密封套5前端阶梯式通孔内，密封圈3套在密封杆2根部，密封杆2从高压旋转密封套5后端穿入并通过限位零部件6被卡在高压旋转密封套5后端阶梯式通孔内。密封杆2前端圆柱面与高压旋转密封套5后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从高压旋转密封组件侧面排水孔16导出，泄漏水的另一端从进水接头1前端与高压旋转密封组件后端之间所形成的环形缝隙19导出。通过将引流通道13、引流通道14、引流通道15、密封盲堵8以及限位零部件6相结合的技术手段，将流入进水接头1中的高压水通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18引入前端旋转头9的内腔11。
实施例2
结合图2进行说明，所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头包括进水接头1、密封杆2、密封圈3、外壳22、限位零部件6、O形圈7、密封盲堵8和旋转头9，密封杆2内部有贯穿孔17和贯穿孔18，外壳22上加工有排水孔，外壳22里面有引流通道23、引流通道24，引流通道23为环形槽结构，引流通道24为细长通孔结构,引流通道24将高压水通过引流通道23直接引入旋转头9的内腔中。
高压水流入进水接头1并通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18、外壳22中的引流通道23、引流通道24后进入旋转头9的内腔11。旋转头9和/或外壳22上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心喷射孔喷射时，旋转头9和外壳22围绕密封杆2高速旋转。
旋转头9通过连接螺纹12与外壳22前端螺纹连接，外壳22中心轴线方向有阶梯式通孔，装有O形圈7的密封盲堵8从外壳22前端穿入并被固定在外壳22前端阶梯式通孔内，密封圈3套在密封杆2根部，密封杆2从外壳22后端穿入并通过限位零部件6被卡在外壳22后端阶梯式通孔内。密封杆2前端圆柱面与外壳22后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从外壳22侧面排水孔16导出，泄漏水的另一端从进水接头1前端与外壳22后端之间所形成的环形缝隙19导出。通过将引流通道23、引流通道24、密封盲堵8以及限位零部件6相结合的技术手段，将流入进水接头1中的高压水通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18引入前端旋转头9的内腔，从而实现了高压水能的高效转换，射流打击力大幅提升；另外，由于巧妙地采用了上述引流结构和间隙密封技术，高压水在流经整个通道过程中所产生的径向力和轴向力在所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头内部各零件之间相互抵消或释放，与此同时，间隙密封所产生的溢流水在旋转的外壳22与不旋转的密封杆2和进水接头1端面之间形成一层保护膜，起到一定的润滑和支撑作用，从而不需要安装任何轴承。
所述进水接头1内部有阶梯孔，密封杆2后端有圆形台阶，密封杆2从进水接头1后端穿入并被固定在进水接头1内部阶梯孔内。如果不考虑便于维修和降低使用成本等因素，进水接头1和密封杆2可直接加工成一个部件。
所述限位零部件为内六角螺丝、一字螺丝、十字螺丝、卡环等具有限位功能的部件中的一种。
本发明的工作过程：
参见图2，高压水流入进水接头1并通过密封杆2内部贯穿孔17、18、外壳22中的引流通道23、引流通道24后进入旋转头9的内腔。旋转头9和/或外壳22上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心喷射孔喷射时，旋转头9和外壳22围绕密封杆2高速旋转。旋转头9通过连接螺纹12与外壳22前端螺纹连接，外壳22中心轴线方向有阶梯式通孔，装有O形圈7的密封盲堵8从外壳22前端穿入并被固定在外壳22前端阶梯式通孔内，密封圈3套在密封杆2根部，密封杆2从外壳22后端穿入并通过限位零部件6被卡在外壳22后端阶梯式通孔内。密封杆2前端圆柱面与外壳22后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从外壳22侧面排水孔16导出，泄漏水的另一端从进水接头1前端与外壳22后端之间所形成的环形缝隙19导出。通过将引流通道23、引流通道24、密封盲堵8以及限位零部件6相结合的技术手段，将流入进水接头1中的高压水通过密封杆2内部贯穿孔17、贯穿孔18引入前端旋转头9的内腔。
本发明的有益效果是：本发明主要用于清洗管路结疤和污垢，此种新型引流结构设计，填补了国内、外空白，其综合性能指标已达到或超过国际上同类产品现有的技术水平，与现有国内、外类似产品相比显著优点如下：本发明简单而独特，高压状态下运行更加安全、可靠，使用寿命更长；制造成本和使用成本大幅降低；高压进水被巧妙地引入喷头最前端的旋转头内，清洗效果和效率大幅提升。所有易损零部件均可单独更换，维修、保养非常方便。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：所述一种引流结构设计的高压水旋转喷头包括进水接头(1)、密封杆(2)、高压旋转密封组件、限位零部件(6)、密封盲堵(8)和旋转头(9)，所述密封杆(2)内部有贯穿孔，高压旋转密封组件内有引流通道，高压水流入进水接头(1)并通过密封杆(2)内部贯穿孔、高压旋转密封组件中的引流通道后进入旋转头(9)的内腔；所述旋转头(9)上加工有偏心喷射孔，当高压水从偏心喷射孔喷射时，旋转头(9)和高压旋转密封组件将围绕密封杆(2)高速旋转；旋转头(9)通过连接螺纹(12)与高压旋转密封组件相连接，高压旋转密封组件中心轴线方向有阶梯式通孔，密封盲堵(8)从高压旋转密封组件前端穿入并被固定在高压旋转密封组件前端阶梯式通孔内，密封杆(2)从高压旋转密封组件后端穿入并通过限位零部件(6)被卡在高压旋转密封组件后端阶梯式通孔内；密封杆(2)前端圆柱面与高压旋转密封组件后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从高压旋转密封组件侧面排水孔(16)导出，所述泄漏水的另一端从进水接头(1)前端与高压旋转密封组件后端之间所形成的环形缝隙(19)导出；通过将引流通道、密封盲堵(8)以及限位零部件(6)相结合的技术手段，将流入进水接头(1)中的高压水通过密封杆(2)内部贯穿孔引入前端旋转头(9)的内腔。
2.根据权利要求1所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：所述高压旋转密封组件包括外壳(4)和高压旋转密封套(5)，外壳(4)和高压旋转密封套(5)采用过盈装配后组合成一体，高压旋转密封组件上加工有偏心喷射孔，旋转头(9)通过连接螺纹(12)与高压旋转密封套(5)前端螺纹连接，高压旋转密封套(5)中心轴线方向有阶梯式通孔，密封盲堵(8)从高压旋转密封套(5)前端穿入并被固定在高压旋转密封套(5)前端阶梯式通孔内，密封杆从高压旋转密封套(5)后端穿入并通过限位零部件(6)被卡在高压旋转密封套(5)后端阶梯式通孔内，密封杆(2)前端圆柱面与高压旋转密封套(5)后端内孔之间采用了间隙密封，间隙密封所产生的泄漏水一端从外壳(4)和高压旋转密封套(5)侧面排水孔(16)导出，所述泄漏水的另一端从进水接头(1)前端与外壳(4)和高压旋转密封套(5)后端之间所形成的环形缝隙(19)导出。
3.根据权利要求2所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：在高压旋转密封套(5)前端内部阶梯式通孔处装有密封盲堵(8)。
4.根据权利要求2所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：限位零部件(6)通过螺纹连接方式固定在密封杆(2)前端，限位零部件(6)的限位面外径尺寸略大于密封杆(2)前端圆柱面外径和与该圆柱面形成间隙配合的高压旋转密封套(5)后端内孔的尺寸。
5.根据权利要求2所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：所述高压旋转密封组件内有引流通道(13)、引流通道(14)、引流通道(15)，引流通道(13)、引流通道(15)为孔状结构，引流通道(14)为凹槽结构。
6.根据权利要求1所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：所述高压旋转密封组件为外壳(22)，外壳(22)上加工有排水孔，外壳(22)里面有引流通道(23)、引流通道(24)，引流通道(23)为环形槽结构，引流通道(24)为细长通孔结构。
7.根据权利要求1所述的一种引流结构设计的高压水旋转喷头，其特征在于：进水接头(1)内部有阶梯孔，密封杆(2)后端有圆形台阶，密封杆(2)从进水接头(1)后端穿入并被固定在进水接头(1)内部阶梯孔内。
8.根据权利要求1所述的一种引流结构设计高压水旋转喷头，其特征在于：进水接头(1)和密封杆(2)可直接加工成一个部件。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111346746A (zh) * 2020-04-09 2020-06-30 凹凸流体设备(天津)有限公司 一种导流结构设计的高压水旋转喷头
CN115319824A (zh) * 2022-08-11 2022-11-11 桐昆集团浙江恒腾差别化纤维有限公司 用于对纸管开槽的自动化摸水装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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