流量可调的水下卸荷装置

摘要

本发明公开了一种流量可调的水下卸荷装置，包括：壳体、扩散器和针型阀芯，其中，扩散器套在壳体的外部，并通过螺纹连接，扩散器的内部形成有共轴的流量调节通道；针型阀芯沿壳体的轴线固定安装在壳体的末端，且尖端伸向扩散器的流量调节通道，当扩散器完全拧紧时，针型阀芯将流量调节通道封闭，反向旋拧扩散器时，针型阀芯逐渐从流量调节通道内退出，流量调节通道逐渐被打开。本发明的有益之处在于：(1)结构简洁，操作方便；(2)流量可调；(3)把后坐力的方向改成了沿着工作喷嘴向前；(4)清刷效率更高；(5)运行状态范围扩大；(6)潜水员可以根据自己的需要亲手在场进行调整，并且调整不需要用其他工具或装置。

权利要求

1.一种流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，包括：壳体(1)、扩散器(2)和针型阀芯(4)，其中，所述壳体(1)呈圆柱形，末端呈圆锥形，壳体(1)的内部形成有轴向孔(11)，轴向孔(11)为壳体(1)的主管道，其直径大小与水泵的生产能力相适应，壳体(1)末端的圆锥面上形成有若干钻孔(12)，钻孔(12)用来连通壳体(1)的主管道和扩散器(2)的内部；

所述扩散器(2)呈圆筒形，套在所述壳体(1)的外部，并且通过螺纹进行连接，扩散器(2)的内部依次形成有壳体容纳腔(21)、流量调节通道(22)和射流通道(23)，三者均与壳体(1)共轴，所述扩散器(2)的流量调节通道(22)的直径D是喷嘴的直径d的1.5倍～2.0倍，所述扩散器(2)的流量调节通道(22)的长度L是直径D的2.0倍～2.5倍；

所述针型阀芯(4)沿壳体(1)的轴线固定安装在壳体(1)的末端，并且尖端伸向扩散器(2)的流量调节通道(22)，当扩散器(2)完全拧紧时，针型阀芯(4)将流量调节通道(22)封闭，此时无流体通过，反向旋拧扩散器(2)时，针型阀芯(4)逐渐从流量调节通道(22)内退出，流量调节通道(22)逐渐被打开，此时有流体通过。

2.根据权利要求1所述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，所述针型阀芯(4)的等粗段的直径是流量调节通道(22)的直径的1.5倍～2.0倍。

3.根据权利要求2所述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，所述针型阀芯(4)的尖端的圆锥角为15°～30°。

4.根据权利要求1所述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，所述扩散器(2)的射流通道(22)的开度为30°-40°。

5.根据权利要求1所述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，所述壳体(1)和扩散器(2)之间塞有密封胶圈(3)。

6.根据权利要求1所述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，所述扩散器(2)的外表面带有压花。

说明书

流量可调的水下卸荷装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水下卸荷装置，具体涉及一种流量可调的水下卸荷装置，属于水下水力工具技术领域。

背景技术

[0002] 气蚀水动工具可以对气体和液体环境中的物体进行清洗，可以清除船体、潜水结构、水利建筑物等上的不同类型的沉积物，当面对不同的清洗环境和清洗对象时，其需要调换到与该环境和对象相适应的清洗模式，调换清洗模式的方法主要有：

[0003] (1)使用具有不同有效截面的喷嘴；

[0004] (2)使用不同类型的后坐力缓冲装置。

[0005] 俄罗斯公开了一种在水下利用水动力清除附着在船体表面的水生微生物的装置。该装置无后坐力，其结构包括：带手柄的枪身，枪筒，装在枪筒上的高压水流产生装置，以及反喷嘴，反喷嘴的射流方向与工作射流的方向相反。工作液体储存在高压水流产生装置中，其通过枪身送往枪筒的软管中，并从软管端部的反喷嘴中喷出。其中，反喷嘴为压型流线圈，该压型流线圈中设置有带轴尾的螺旋桨，该螺旋桨由水力发电机驱动。该装置的缺点主要有：构件多，结构笨重，操作复杂。这不仅给作业员的作业带来了不便，而且使得作业员处于反喷嘴的射出区域，进而导致工作效率下降。

[0006] 美国也公开了一种在水下利用水动力清除沉积物的装置。该装置也无后坐力，其结构包括：设有供给工作液体主管道的枪身，与枪身相连的枪筒，与枪筒相连的高压工作喷嘴，装在枪筒上的喷射器，保护板，装在枪身上的接头，将枪身里的供给工作液体管路通过接头连接到高压液体压力源的软管。该装置的缺点主要有：结构复杂、笨重、元件多，规定参数的喷射器的制作工艺复杂。

[0007] 美国还公开了一种在水下利用水动力清除沉积物的装置。该装置包括：枪身、工作喷嘴和喷射器。其中，喷射器包括高压喷咀、低压喷咀和混合室。高压喷咀、低压喷咀以及混合室通过由软管和水泵组成的水道相连。该水道保证通过工作喷嘴和喷射器的工作液体的流量恒定。具有该种结构的装置，其喷射器射流不会对潜水员产生危险，而且与一般的反喷嘴相比，使用该喷射器可节省大约50％水利功率。该装置的缺点主要是：喷射器的牵引(起补偿各种反应的作用)不可调节。调整喷射器的牵引的唯一的方法是调整其流量，也就是说调整整个装置流量。而目前使用的稳恒产量水泵在进行该操作时会导致水压的变化以及工作喷嘴工作模式的变化。稳恒产量水泵装有过流阀，水压增长时，该过流阀会将一部分的液体往外排出，从而造成水力功率的无功消耗。

[0008] 俄罗斯公开了一种水动力表面清洗装置。该装置也无后坐力，其结构包括：设有工作液体管道的枪身，与枪身相连的直线或曲线形的枪筒，与枪筒相连的高压工作喷嘴，保护板，装在枪身上的接头，将枪身里的工作液体管道通过接头连接到压液体压力源的软管，装在枪身上的带有控制杆的且装入工作液体主管道的工作液体消耗控制器。该装置的缺点主要是：结构复杂，且通过调节喷射器射流来减小后坐力的方法效率低。据了解，总通量能大于有效通量能(导入喷射器的水流能)但小于从枪筒出来的进入喷射器之前的工作流能。从此，用喷射器调整后坐力时，在其他条件以及液体消耗不变的情况下，只能使得后坐力降低。另外，喷射泵的喷射器有效系数比较小，只到达0.2～0.35。一部分的反水流能在管道流动时会消耗，不参与推力的生产。从上面的介绍可以看到，利用喷射器调整补偿大小，会导致工作液体以及能量的消耗量增长。

[0009] 为了达成设定的技术目标，现有的无反作用的表面水力冲洗机包括：枪身，枪身内的工作液体分水道，与枪身相连的枪筒，与枪筒相连的高压工作喷嘴，用来补偿工作水流反作用力的辅助喷嘴，工作液体消耗控制器，以及将枪身里的导入管道连接到液体压力源管道的软管。该冲洗机辅助喷嘴与工作喷嘴是同轴连接的(辅助喷嘴是工作喷嘴的延续)，装有供水管，被嵌入在固定在枪身上的保护罩里。该辅助喷嘴为圆柱形的筒，该筒一端装有半球形的反射器，且半球凹面对着辅助水流。枪身带有可沿着或围绕着枪身中心移动的手柄。这种结构，由于工作喷嘴和卸荷装置在操作潜水员的脸前面，噪音水平高，导致只能使用相对较低的水流功率，使得清洗效率下降。

[0010] 除此之外，上所描述的卸荷装置种类和结构仅限于指定用处使用。

发明内容

[0011] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简洁、操作方便、流量可调、应用范围广泛的水下卸荷装置。

[0012] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

[0013] 一种流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，包括：壳体(1)、扩散器(2)和针型阀芯(4)，其中，

[0014] 前述壳体(1)呈圆柱形，末端呈圆锥形，壳体(1)的内部形成有轴向孔(11)，轴向孔(11)为壳体(1)的主管道，其直径大小与水泵的生产能力相适应，壳体(1)末端的圆锥面上形成有若干钻孔(12)，钻孔(12)用来连通壳体(1)的主管道和扩散器(2)的内部；

[0015] 前述扩散器(2)呈圆筒形，套在前述壳体(1)的外部，并且通过螺纹进行连接，扩散器(2)的内部依次形成有壳体容纳腔(21)、流量调节通道(22)和射流通道(23)，三者均与壳体(1)共轴；

[0016] 前述针型阀芯(4)沿壳体(1)的轴线固定安装在壳体(1)的末端，并且尖端伸向扩散器(2)的流量调节通道(22)，当扩散器(2)完全拧紧时，针型阀芯(4)将流量调节通道(22)封闭，此时无流体通过，反向旋拧扩散器(2)时，针型阀芯(4)逐渐从流量调节通道(22)内退出，流量调节通道(22)逐渐被打开，此时有流体通过。

[0017] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述针型阀芯(4)的等粗段的直径是流量调节通道(22)的直径的1.5倍～2.0倍。

[0018] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述针型阀芯(4)的尖端的圆锥角为15°～30°。

[0019] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述扩散器(2)的流量调节通道(22)的直径D是喷嘴的直径d的1.5倍～2.0倍。

[0020] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述扩散器(2)的流量调节通道(22)的长度L是直径D的2.0倍～2.5倍。

[0021] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述扩散器(2)的射流通道(23)的开度为30°-40°。

[0022] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述壳体(1)和扩散器(2)之间塞有密封胶圈(3)。

[0023] 前述的流量可调的水下卸荷装置，其特征在于，前述扩散器(2)的外表面带有压花。

[0024] 本发明的有益之处在于：

[0025] (1)结构简洁，操作方便；

[0026] (2)流量可调，在更换工作喷嘴或调整水泵的消耗量、水压等时，可以选择适当的卸荷装置工作模式，使用更小的耗水量和水压，从而提高水泵的工作效率；

[0027] (3)把后坐力的方向从本来的向后改成了沿着工作喷嘴向前；

[0028] (4)清刷效率(速度)更高；

[0029] (5)运行状态范围扩大；

[0030] (6)潜水员可以根据自己的需要亲手在场进行调整，并且调整不需要用其他工具或装置。

附图说明

[0031] 图1是本发明的流量可调的水下卸荷装置的一个具体实施例的结构示意图。

[0032] 图中附图标记的含义：1-壳体、2-扩散器、3-密封胶圈、4-针型阀芯、11-轴向孔、12-钻孔、21-壳体容纳腔、22-流量调节通道、23-射流通道。

具体实施方式

[0033] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

[0034] 参照图1，本发明的流量可调的水下卸荷装置包括：壳体1、扩散器2和针型阀芯4。

[0035] 下面分别介绍壳体1、扩散器2和针型阀芯4的结构特点。

[0036] 一、壳体

[0037] 壳体1呈圆柱形，末端呈圆锥形，壳体1的内部形成有轴向孔11，轴向孔11为壳体1的主管道，其直径大小与水泵的生产能力相适应，壳体1末端的圆锥面上形成有若干(例如4个或者6个，均匀分布)钻孔12，钻孔12用来连通壳体1的主管道和扩散器2的内部。

[0038] 二、扩散器

[0039] 扩散器2呈圆筒形，套在壳体1的外部，并且通过螺纹进行连接。

[0040] 扩散器2的内部依次形成有壳体容纳腔21、流量调节通道22和射流通道23，三者均与壳体1共轴。

[0041] 壳体容纳腔21是容纳壳体1的结构。

[0042] 流量调节通道22是扩散器2内的一段缩喉段，其与针型阀芯4相配合，是调节卸荷装置的流量的关键结构。作为一种优选的方案，流量调节通道22的直径D是喷嘴的直径d的1.5倍～2.0倍。更为优选的是，流量调节通道22的长度L是直径D的2.0倍～2.5倍。通过实验我们发现，在此参数下，调节卸荷装置的流量的效果最佳。

[0043] 射流通道23是扩散器2末端的渐扩段，其是创造工作射流的主要部件。通过实验我们发现，射流通道23的开度设计成30°-40°时，射流效果最佳。

[0044] 作为一种优选的方案，壳体1和扩散器2之间塞有密封胶圈3。具体的，壳体1在非螺纹段形成有环形沟槽，环形沟槽内塞入密封胶圈3。密封胶圈3不仅可以防止水经过螺纹外流，而且有助于固定扩散器2，以便确保液体流量调节过程更加便捷。

[0045] 更为优选的是，扩散器2的外表面带有压花，压花可预防潜水员转向卸荷装置时手滑。

[0046] 三、针型阀芯

[0047] 针型阀芯4沿壳体1的轴线固定安装在壳体1的末端，并且尖端伸向扩散器2的流量调节通道22。

[0048] 当扩散器2完全拧紧时，针型阀芯4将流量调节通道22封闭，此时无流体通过。

[0049] 反向旋拧扩散器2时，针型阀芯4逐渐从流量调节通道22内退出，流量调节通道22逐渐被打开，此时有流体通过。

[0050] 作为一种优选的方案，针型阀芯4的等粗段的直径是流量调节通道22的直径的1.5倍～2.0倍。

[0051] 更为优选的是，针型阀芯4的尖端的圆锥角为15°～30°。

[0052] 本发明的水下卸荷装置的工作原理是：

[0053] 将壳体1固定地拧入枪筒后端(即卸荷装置端)，然后逐渐旋紧扩散器2，在旋拧扩散器2的过程中，位于壳体1末端的针型阀芯4逐渐伸入扩散器2的流量调节通道22内，从而逐渐缩小卸荷装置的流通截面，当扩散器2完全拧紧时，针型阀芯4将流量调节通道22完全封闭，无流体通过流量调节通道22，整个水流将通过工作喷嘴流出，此时卸荷装置的后坐力最大；当向反方向旋拧扩散器2时，针型阀芯4逐渐从流量调节通道22内退出，流量调节通道22逐渐被打开，卸荷装置的流通截面逐渐增大，水流按扩散器2的流量调节通道22的直径和工作喷嘴的直径二者之间的比例来分配，基本上整个水流通过扩散器2的流量调节通道22来流出，从而形成向前的牵引力。

[0054] 由此可见，本发明的水下卸荷装置，其通过旋拧扩散器2，即可实现液体流量的调节，并且从0到过度平衡可随意调节，把后坐力的方向从本来的向后改成了沿着工作喷嘴向前。

[0055] 因此，本发明的水下卸荷装置可以对沉积在船体、潜水装置、水利建筑物等表面的不同类型的沉积物进行清理，应用范围广泛。

[0056] 必要时，例如：当试验需要或当无法使用其他的喷嘴时，本发明的水下卸荷装置还可以替代工作喷嘴使用。

[0057] 需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。