[發明專利]超聲波脈沖共振射流旋轉噴頭裝置

有效

• 申請號: 201010511256.0
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN101940994A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 任保林;徐合剛;葉喬
• 申請（專利權）人: 任保林
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;B08B3/12;B08B3/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及利用超聲波振蕩脈沖射流進行工業清洗、表面涂層剝離、去毛刺、除銹、除漆或者鋼材表面除鱗的超聲波脈沖共振射流裝置，具體地說是一種超聲波脈沖共振射流旋轉噴頭裝置。

背景技術

高壓水射流技術及裝備是20世紀70年代發展起來的一種廣泛地應用于工業清洗、切割、去毛刺、表面涂層剝離、除銹除漆等的高新技術。經過幾十年的快速發展，已經形成純水射流、磨料水射流、非定常水射流及超聲波水射流等幾大領域。在一般的工業清洗中，絕大多數都是采用連續高壓純水射流。在除銹、除漆及表面涂層剝離等工作領域，純水高壓水射流所需高壓水的壓力一般都在150~250Mpa，而在清除一些較硬的金屬涂層及除毛刺等工作，則更需要高達350~420Mpa的連續高壓純水射流才能完成。近年來，磨料水射流及高壓水噴丸技術也逐漸應用到工業清洗中，以取代傳統的干式噴丸、超高壓水、酸洗等傳統工藝。利用磨料水射流技術，可以降低水射流的使用壓力，但由于在水射流中加入了磨料，因而會造成二次污染，并且也會由于殘留的微細磨料而影響清洗表面的質量。

由于連續高壓純水射流和磨料水射流的缺陷，近年來，開發了一種超聲波和脈沖清洗技術，以提供非連續，或稱之為“子彈束”的高頻脈沖水射流。由于水錘現象引起的打擊力，通過水射流的高頻震蕩脈沖得到的打擊力的放大倍率約為3~5倍。所以，為了達到同樣的清洗能力，只需要用功率小3~5倍的壓力源運轉。由于超聲波脈沖清洗裝置可以與更小和更便宜的高壓泵一起使用，所以它比連續流水射流清洗更經濟。另外，噴嘴，管道和配件中的水射流壓力非常小，系統更為穩定。

在現有的超聲波脈沖水射流裝置中，盡管加拿大專利?PCT/CA2003/001683，美國專利5154347和中國專利200920009813.1中描述的超聲波水射流噴咀和裝置代表了水射流切割和清洗技術中的實質性突破，但是，在以上3個專利中描述的超聲波水射流噴頭裝置，由于其單噴嘴的特性，盡管單噴嘴的清洗效果和打擊力比傳統的高壓水射流技術提高了3-5倍，但其工作效率仍然較低，實用證明其不是最佳的，仍然有較大的提升空間。

具體地說，以上專利所描述的超聲波脈沖射流裝置，由于原理和結構的原因，還存在以下各種問題和缺點：

1、現有的單噴嘴渦流噴頭的清洗效果較好，可提高打擊力和清洗效果5-7倍左右，但由于其清洗寬度很窄，清洗面積很小，所以，單噴嘴渦流噴頭的清洗效率較低；

2、現有的脈沖射流旋轉噴頭，盡管提高了其清洗寬度和面積，但是由于其脈沖射流的混合腔結構的缺陷，噴嘴出口離多頭變幅桿較遠，超聲衰減能量損失大，無法形成穩定的脈沖振蕩射流，其打擊力和清洗效果較差，清洗效率仍然較低。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種超聲波脈沖共振射流旋轉噴頭裝置，該噴頭裝置的打擊力和清洗效果較高，并且清洗效率較高。

按照本發明的技術方案：一種超聲波脈沖共振射流旋轉噴頭裝置，包括超聲波換能器及與其固定連接的噴頭，所述超聲波換能器包括超聲波換能器本體，所述超聲波換能器本體內開設有縱向脈沖射流入口，所述超聲波換能器本體的上端可轉動地安裝在換能器中心軸上，所述換能器中心軸與所述超聲波換能器本體之間設置有高壓旋轉密封裝置，所述換能器中心軸內開設有軸向高壓水通道，所述高壓水通道與所述脈沖射流入口相連通，所述換能器中心軸外設置有超聲波換能振子，所述超聲波換能振子固定連接在所述超聲波換能器本體上；所述噴頭包括噴頭殼體，所述噴頭殼體內設置有振蕩腔，所述振蕩腔與所述脈沖射流入口相連通，所述噴頭殼體的上端與所述超聲波換能器本體的下端固定連接，所述噴頭殼體的下端設置有多個噴嘴，所述振蕩腔內設置有多頭變幅桿，所述多頭變幅桿的上端與所述超聲波換能器本體相連接，所述多頭變幅桿的下端固定連接有與所述多個噴嘴相對應的多個微型變幅頭。

所述超聲波換能振子為壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片由壓緊裝置固定，所述壓電陶瓷片與安裝在所述換能器中心軸上旋轉電刷電連接，所述旋轉電刷與超聲波信號輸入電纜電連接。

所述超聲波換能器本體上固定連接有換能器護罩。

所述超聲波換能器本體的上端設置有凹腔，所述凹腔的上部固定連接有中空的旋轉裝置，所述旋轉裝置通過上軸承及下軸承裝配在所述換能器中心軸上，所述旋轉裝置的下端固定連接有旋轉體，所述旋轉體的下端固定連接在所述凹腔的底部，所述旋轉體內設置有中心通孔，所述中心通孔的上端與所述高壓水通道相連通，所述中心通孔的下端與所述脈沖射流入口相連通，所述旋轉體的上端與所述換能器中心軸的下端之間設置有所述高壓旋轉密封裝置。