直接内置式超声振动辅助的水射流喷头制造技术

本发明专利技术提供了一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，包括：壳体，具有内腔；振子安装板，固定在内腔中并垂直于内腔中流体的流动方向设置；超声振子，固定在振子安装板上并位于内腔中，超声振子能够向内腔中的流体发射超声波；控制组件，置于壳体外部并与超声振子电连接。本发明专利技术的有益效果是，将超声振子置于壳体内，使超声振子的振动频率及输入功率可根据射流破碎实际工况需要进行控制，尤其是针对破碎物、切割物等固有频率进行固频共振切割和破碎时，可以有效提高破岩的效率。可以有效提高破岩的效率。可以有效提高破岩的效率。

【技术实现步骤摘要】
直接内置式超声振动辅助的水射流喷头


[0001]本专利技术涉及隧道掘进装置领域，具体涉及一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头。

技术介绍

[0002]现有的水射流喷头包括支架平台，支架平台上放置磨料搅拌箱，磨料搅拌箱的出口与磨料输送管连接，磨料输送端的端部连接喷嘴，磨料输送管上设有隔膜式计量泵和蓄能器，磨料输送管靠近喷嘴处设有第一超声振动装置。
[0003]现有技术中是将磨料输送管靠近喷嘴处设有第一超声振动装置，该超声振动装置是设置在管道外部，对于破岩效率的提升并不明显。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，以达到提高破岩效率的目的。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，包括：壳体，具有内腔；振子安装板，固定在内腔中并垂直于内腔中流体的流动方向设置；超声振子，固定在振子安装板上并位于内腔中，超声振子能够向内腔中的流体发射超声波；控制组件，置于壳体外部并与超声振子电连接。
[0006]进一步地，超声振子包括：压电陶瓷换能器，与振子安装板的一侧端面固定连接；变幅杆，截面呈楔形状结构，变幅杆的大径端与压电陶瓷换能器连接，变幅杆的小径端朝向内腔的出口。
[0007]进一步地，直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括水波增强罩，与变幅杆的小径端固定连接。
[0008]进一步地，壳体包括：喷头体，具有轴向设置的射流孔，且射流孔与内腔的出口连接；振子安装体，与喷头体远离射流孔的一端固定连接，振子安装板固定在振子安装体的内壁。
[0009]进一步地，振子安装体的内壁具有台阶面，台阶面的上方内壁面为内螺纹段，振子安装板与台阶面抵接，直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括压环，与内螺纹段配合连接并能够将振子安装板压紧于台阶面上。
[0010]进一步地，振子安装体上设置有导线通道，超声振子还包括导线，一端与压电陶瓷换能器电连接，导线的另一端能够穿过导线通道并与外部供电组件连接。
[0011]进一步地，导线通道的内侧端口设置有用于密封的电线密封压头和密封塑料。
[0012]进一步地，直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括高压水输入接头，设置在振子安装体远离喷头体的一端。
[0013]进一步地，高压水输入接头与振子安装体之间设置有第一密封组件。
[0014]进一步地，振子安装体与喷头体之间设置有第二密封组件。
[0015]本专利技术的有益效果是，将超声振子置于壳体内，使超声振子的振动频率及输入功率可根据射流破碎实际工况需要进行控制，尤其是针对破碎物、切割物等固有频率进行固频共振切割和破碎时，可以有效提高破岩的效率。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本专利技术实施例的结构示意图；
[0018]图2为压环的剖视结构示意图；
[0019]图3为图2的俯视结构示意图；
[0020]图4为振子安装板的剖视结构示意图；
[0021]图5为图4的俯视结构示意图；
[0022]图6为水波增强罩的结构示意图；
[0023]图7为图6的俯视结构示意图。
[0024]图中附图标记：1、水波增强罩；8、振子安装板；9、压环；10、振子安装体；11、高压水输入接头；12、第一密封组件；14、密封塑料；15、电线密封压头；16、导线；18、第二密封组件；23、喷头体；24、射流孔；61、变幅杆；62、压电陶瓷换能器。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0026]如图1至图7所示，本专利技术实施例提供了一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，包括壳体、振子安装板8、超声振子和控制组件。壳体具有内腔；振子安装板8固定在内腔中并垂直于内腔中流体的流动方向设置。超声振子固定在振子安装板8上并位于内腔中，超声振子能够向内腔中的流体发射超声波；控制组件置于所述壳体外部并与所述超声振子电连接。
[0027]将超声振子置于壳体内，使超声振子的振动频率及输入功率可根据射流破碎实际工况需要进行控制，尤其是针对破碎物、切割物等固有频率进行固频共振切割和破碎时，可以有效提高破岩的效率。
[0028]超声振子包括压电陶瓷换能器62和变幅杆61。压电陶瓷换能器62与振子安装板8的一侧端面固定连接；变幅杆61的截面呈楔形状结构，变幅杆61的大径端与压电陶瓷换能器62连接，变幅杆61的小径端朝向内腔的出口。
[0029]本实施例中压电陶瓷换能器62和变幅杆61可以将超声振动转化为超声射流，该超声振子的转化效率简单高效，可较大程度的将超声振子的输出功率转化为高振幅的超声射流脉冲能。
[0030]进一步地，压电陶瓷换能器62浸在内腔的高压水中，可以直接与高压水进行换热，便于压电陶瓷换能器62散热。
[0031]优选地，直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括水波增强罩1，与变幅杆61的小径端固定连接。水波增强罩1结构如图6和图7所示，其截面呈碗状结构，且开口直径大
于封闭端直径，该水波增强罩1用于将超声振子的超声振动增幅，以形成高振幅的超声射流脉冲能。
[0032]如图1所示，壳体包括喷头体23和振子安装体10。喷头体23具有轴向设置的射流孔24，且射流孔24与内腔的出口连接；振子安装体10与喷头体23远离射流孔24的一端固定连接，振子安装板8固定在振子安装体10的内壁。
[0033]本实施例中振子安装板8沿垂直于高压水流动方向设置，即图1中垂直于箭头方向(高压水流动方向)设置。上述超声振子固定设置在振子安装板8的中部并朝向射流孔24。
[0034]振子安装体10的内壁具有台阶面，台阶面的上方内壁面为内螺纹段，振子安装板8与台阶面抵接，直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括压环9，与内螺纹段配合连接并能够将振子安装板8压紧于台阶面上。
[0035]本实施例中振子安装板8集中安装超声振子及其配套元器件，然后再接入喷头体23，从而能够降低生产与安装的难度，便于后期维修。
[0036]具体地，通过螺栓连接的方式将超声振子安装在振子安装板8上，振子安装板8安装到振子安装体10上的台阶面上，压环9与振子安装体10之间采用螺纹配合的方式压紧固定振子安装板8。
[0037]优选地，振子安装体10上设置有导线通道，超声振子还包括导线16，一端与压电陶瓷换能器62电连接，导线16的另一端能够穿过导线通道并与外部供电组件连接。导线通道的内侧端口设置有用于密封的电线密封压头15和密封塑料14。
[0038]导线16接通压电陶瓷换能器62的两级后，从电线密封压头15、密封塑料14、振子安装体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，其特征在于，包括：壳体，具有内腔；振子安装板(8)，固定在所述内腔中并垂直于所述内腔中流体的流动方向设置；超声振子，固定在振子安装板(8)上并位于所述内腔中，所述超声振子能够向所述内腔中的流体发射超声波；控制组件，置于所述壳体外部并与所述超声振子电连接。2.根据权利要求1所述的直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，其特征在于，所述超声振子包括：压电陶瓷换能器(62)，与振子安装板(8)的一侧端面固定连接；变幅杆(61)，截面呈楔形状结构，变幅杆(61)的大径端与压电陶瓷换能器(62)连接，变幅杆(61)的小径端朝向所述内腔的出口。3.根据权利要求2所述的直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，其特征在于，所述直接内置式超声振动辅助的水射流喷头还包括水波增强罩(1)，与变幅杆(61)的小径端固定连接。4.根据权利要求3所述的直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，其特征在于，所述壳体包括：喷头体(23)，具有轴向设置的射流孔(24)，且射流孔(24)与所述内腔的出口连接；振子安装体(10)，与喷头体(23)远离射流孔(24)的一端固定连接，振子安装板(8)固定在振子安装体(10)的内壁。5.根据权利要求4所述的直接内置式超声振动辅助的水射流喷头，其特征在于，振子安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建斌，杨兴亚，文勇亮，赵云冲，张少华，王宁，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：