本發(fā)明涉及水射流技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器。

背景技術(shù)：
水射流技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于加工、制造、清洗、市政、采礦、軍事等各個領(lǐng)域。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，水射流主要可分為連續(xù)射流、脈沖射流、空化射流三種。其中，脈沖水射流可在打擊靶件過程中產(chǎn)生水錘壓力，有明顯優(yōu)于連續(xù)射流的打擊壓力和破壞力，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。脈沖水射流目前主要應(yīng)用與采礦工程、石油工程、隧道工程等領(lǐng)域，并成為當(dāng)前水射流領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。根據(jù)脈沖水射流的產(chǎn)生方式，可分為自激和它激振蕩脈沖水射流。它激振蕩脈沖水射流有機(jī)械截斷式、擠壓式、爆炸式、沖擊式，等產(chǎn)生方式。它激振蕩脈沖水射流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中大多有旋轉(zhuǎn)部件、高壓密封部件等，從而磨損大、成本高。自激振蕩脈沖水射流是通過特殊的噴嘴結(jié)構(gòu)，不需要任何旋轉(zhuǎn)部件就能產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖水射流。公布號為CN103817028A的發(fā)明專利申請公開了一種腔長連續(xù)可調(diào)的高壓自激振蕩脈沖射流噴嘴，可產(chǎn)生有效的脈沖水射流。但這種噴嘴同軸度、表面粗糙度、配合精度要求極高，從而加工成本較高，且針對不同的進(jìn)口壓力需要調(diào)節(jié)腔長到合適位置才能產(chǎn)生有效脈沖射流，因而使用不夠方便。公告號為CN203961806U的實(shí)用新型專利公開了一種自激振蕩脈沖射流噴嘴，但只是為解決石油鉆井中產(chǎn)生的環(huán)空回壓作用而發(fā)明的，因而使用領(lǐng)域局限性較大。因此，發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效果好的自激振蕩脈沖水射流發(fā)生器，對推動使用日益廣泛的脈沖水射流具有重要意義。目前，還沒有一種十分有效的自激振蕩高壓脈沖水射流發(fā)生器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了促進(jìn)脈沖水射流的發(fā)展和擴(kuò)大脈沖水射流的使用范圍，從而提供了一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器。本發(fā)明能通過擾動部件以及復(fù)位彈簧和滑塊使連續(xù)的高壓水變?yōu)閿嗬m(xù)的脈沖射流，從而利用水錘壓力大大增加水射流的打擊力和破壞力。一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器，由發(fā)生器主體1、上噴嘴2、下噴嘴3、排水管4、滑塊5和彈簧組成；所述發(fā)生器主體1為中空的圓柱體，其左端開口設(shè)有內(nèi)螺紋15，用于與壓縮空氣管相連，右端中心設(shè)有一錐直形出口6；所述上噴嘴2、下噴嘴3、第二彈簧8B、滑塊5和第一彈簧8A從左至右依次設(shè)置于發(fā)生器主體1的內(nèi)部；所述第二彈簧8B左端與下噴嘴3剛性連接，右端與滑塊5剛性連接；所述第一彈簧8A左端與滑塊5剛性連接，右端與發(fā)生器主體1內(nèi)壁剛性連接。所述發(fā)生器主體1的內(nèi)壁上設(shè)有兩臺階13A、13B以及兩卡簧槽12A、12B、兩卡簧10A、10B，發(fā)生器主體1的壁面上分別設(shè)有三個排水孔14A、14B、14C以及排氣孔9、高壓水進(jìn)口7，第一臺階13A和第一卡簧10B用于固定上噴嘴2，第二臺階13B和第二卡簧10A用于固定下噴嘴3。所述上噴嘴2為圓柱體，且中心有一通孔。所述下噴嘴3中心有一通孔，下噴嘴3左端面為一錐臺16，錐臺16的錐角為60°-150°。所述下噴嘴3的通孔直徑為上噴嘴2通孔直徑的1.1-1.5倍。所述上噴嘴2與下噴嘴3圍成的腔為振蕩腔11。所述滑塊5為一外表面光滑的圓柱體。所述高壓水進(jìn)口7的直徑大于錐直形出口6的直徑。所述排水孔14和高壓水進(jìn)口7上均設(shè)置有螺紋，用于分別與排水管4和高壓水管相連。所述高壓水進(jìn)口7設(shè)置在發(fā)生器主體1右端與滑塊5之間，并與第一彈簧8A所在的空腔相通。所述排氣孔9設(shè)置在下噴嘴3與平衡狀態(tài)下的滑塊5之間。所述排氣孔9位于發(fā)生器主體1壁面中部，并與第二彈簧8B所在的空腔相通。不論滑塊如何運(yùn)動，排氣孔9始終不會與第一彈簧8A所在的空腔相通。當(dāng)滑塊5受力平衡時，排水孔14被滑塊5封住。本發(fā)明一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)是：利用復(fù)位彈簧使滑塊在發(fā)生器腔內(nèi)左右移動，進(jìn)而通過對排水孔的周期性阻隔將連續(xù)水射流轉(zhuǎn)化為脈沖水射流，且裝置中無任何旋轉(zhuǎn)部件和電控部件，因而，除了常規(guī)環(huán)境的應(yīng)用如清洗、破碎等，還可以應(yīng)用與深井中的煤礦開采（開采過程中富含瓦斯）中，從而擴(kuò)大了脈沖水射流的應(yīng)用范圍。附圖說明圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為發(fā)生器主體的剖視圖。圖3為下噴嘴的軸視圖。圖中：1為發(fā)生器主體、2為上噴嘴、3為下噴嘴、4A、4B、4C為排水管、5為滑塊、6為錐直形出口、7為高壓水進(jìn)口、8A為第一彈簧、8B為第二彈簧、9為排氣孔、10A為第二卡簧、10B為第一卡簧、11為振蕩腔、12A為第一卡簧槽、12B為第二卡簧槽、13A為第一臺階、13B為第二臺階、14A、14B、14C為排水孔、15為內(nèi)螺紋、16為錐臺。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖1-3所示，一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器，包括發(fā)生器主體1、上噴嘴2、下噴嘴3、排水管4、滑塊5、彈簧和卡簧；所述上噴嘴2、下噴嘴3、第二彈簧8B、滑塊5和第一彈簧8A從左至右依次布置于發(fā)生器主體1的內(nèi)部，且上噴嘴2由第一卡簧10B和第一臺階13A固定，下噴嘴3由第二卡簧10A和第二臺階13B固定；所述第二彈簧8B左端與下噴嘴3剛性連接，右端與滑塊5剛性連接；所述第一彈簧8A左端與滑塊5剛性連接，右端與發(fā)生器主體1內(nèi)壁剛性連接。所述發(fā)生器主體1為中空的圓柱體，其左端開口并設(shè)有內(nèi)螺紋15，用于與壓縮空氣管相連，右端封閉并在中心設(shè)有一錐直形出口6；其左端內(nèi)圓柱面上還分別設(shè)置有兩個卡簧槽12A和12B，以及第一臺階13A和第二臺階13B，且其壁面上還設(shè)置有三個排水孔14A、14B和14C并分別通過螺紋與排水管4A、4B和4C相連，壁面上的高壓水進(jìn)口7通過螺紋與高壓水管相連，平衡狀態(tài)下排氣孔9與第二彈簧8B所在的空間相通。所述下噴嘴3的通孔直徑為上噴嘴2通孔直徑的1.3倍，且錐臺16的錐角為120°；上噴嘴2與下噴嘴3圍成的腔為振蕩腔11。使用時，首先滑塊5在發(fā)生器主體1內(nèi)由于彈簧8的作用而處于平衡狀態(tài)，并靜止。高壓水由發(fā)生器主體1上的高壓水進(jìn)口7進(jìn)入，并從錐直形出口6噴出。由于高壓水進(jìn)口7的直徑大于錐直形出口6的直徑，壓力水必將充滿壓縮第一彈簧8A所在的空腔，并形成一定的壓力作用于滑塊5的右端面。此時，滑塊5的平衡狀態(tài)將被破壞，滑塊5開始左移，當(dāng)滑塊的右端面移過排水孔14C后，一部分壓力水將由此孔排出，導(dǎo)致由錐直形出口6噴出的水的流量降低。若此時滑塊5所受的合力仍向左，滑塊將繼續(xù)左移，從而導(dǎo)致第一彈簧8A對滑塊的拉力增大，第二彈簧8B對滑塊的推力增大，使得滑塊所受向左的合力逐漸減小。此外，當(dāng)滑塊5的右端面移過排水孔14B和14A后，壓力水將大量從三個排水孔14排出。從而導(dǎo)致此時由錐直形出口6噴出的水大量減小，且速度最小，此時滑塊5所受向左的壓力急劇減小。由于第一彈簧8A和第二彈簧8B形變最大，因此滑塊5所受合力向右，滑塊開始向右加速移動，當(dāng)滑塊5的右端分別移過排水孔14A、14B和14C時，排水孔14將被關(guān)閉，高壓水將全部從錐直形出口6噴出，此時射流速度最大。由于排水孔14全部被滑塊5封住，滑塊5右端所受水壓增大，且由于滑塊5的慣性，在其往右運(yùn)動時必將超過原來靜止時的平衡位置，從而導(dǎo)致第一彈簧8A受壓，第二彈簧8B受拉，滑塊5所受合力向左，并將開始加速左移，重復(fù)第一個動作。在滑塊5左右移動過程中，通過對排水孔的阻隔，使得由錐直形出口6噴出的高壓水流量周期性變化，從而形成脈沖射流。由于物體在運(yùn)動過程中總會向趨于平衡的狀態(tài)發(fā)展，為了防止滑塊5在某個位置靜止，從而妨礙脈沖射流的產(chǎn)生，在發(fā)生器主體1內(nèi)還設(shè)置了一自激振蕩脈沖空氣射流。壓縮空氣由上噴嘴2的通孔進(jìn)入振蕩腔11，然后由下噴嘴3的通孔射出，并打在滑塊5上，形成一定的擾動壓力。由于上噴嘴1、下噴嘴3和振蕩腔11組成了一個典型的自激振蕩脈沖射流噴嘴，由下噴嘴3的通孔射出的空氣射流的壓力是周期性變化的，從而導(dǎo)致打在滑塊5上的壓力也為周期性變化，從而對滑塊5形成擾動，迫使其不會因受力平衡而靜止。另一方面，根據(jù)受力平衡可知，滑塊5只可能在初始平衡位置左端某一位置靜止。若滑塊5靜止，會將排氣孔9堵?。ê侠碓O(shè)置排氣孔9的位置），從而進(jìn)一步造成第一彈簧8A所在的空腔空氣壓力增大，導(dǎo)致滑塊5向右的推力進(jìn)一步增大。此時，滑塊5必將偏離平衡位置，繼續(xù)移動，從而保證了脈沖水射流的有效產(chǎn)生。本發(fā)明一種自振高壓脈沖水射流發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、裝置內(nèi)無任何旋轉(zhuǎn)部件和電控部件，且能將連續(xù)射流轉(zhuǎn)換為有效的脈沖射流，不進(jìn)促進(jìn)了脈沖水射流的發(fā)展，并擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，因而具有廣闊的應(yīng)用前景和實(shí)用價值。以上所述為本發(fā)明的最佳實(shí)例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，如排水孔和排氣孔的數(shù)目和位置、高壓水進(jìn)口的數(shù)目和位置等，均仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。