無泵式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水射流技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種無栗式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水射流技術(shù)一項(xiàng)涉及多個(gè)學(xué)科的新技術(shù)，由于其日益廣泛的應(yīng)用而在近幾十年來得到了迅猛發(fā)展。為了提高水射流的打擊力和工作效率，脈沖水射流應(yīng)運(yùn)而生。脈沖水射流是非連續(xù)性射流，由發(fā)射器噴出的分離狀水團(tuán)周期性的作用在靶件上，產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等壓力下連續(xù)射流的滯止壓力，俗稱“水錘”，從而在不提高栗壓情況下對(duì)靶件造成巨大的破壞。
[0003]脈沖水射流根據(jù)產(chǎn)生方式可分為自激式和它激式。自激式是利用彈性流體力學(xué)、水聲學(xué)等原理，通過特殊的噴嘴結(jié)構(gòu)在腔內(nèi)產(chǎn)生壓力振蕩，從而使射出的壓力發(fā)生脈動(dòng)，形成脈沖射流，如公告號(hào)為CN102069049的發(fā)明專利所公開的自激吸氣式脈沖射流噴嘴等。然而，由于自激振蕩脈沖射流的產(chǎn)生機(jī)理極為復(fù)雜，目前還沒有研究能將其解釋清楚，因而脈沖效果并不是很理想。
[0004]當(dāng)前，工業(yè)上使用的脈沖射流主要還是它激式。它激式脈沖射流使通過其他動(dòng)力裝置將射流周期性阻斷，從而使射流間斷的作用在靶件上。如公告號(hào)為CN100514023的發(fā)明專利公開的變頻脈沖射流裝置，通過開有條形縫隙的轉(zhuǎn)輪對(duì)射流的周期性遮擋。但在高壓射流工況下，射流對(duì)轉(zhuǎn)輪的破壞很嚴(yán)重，且由于射流打在轉(zhuǎn)輪上做的是無用功，因而此脈沖射流的能量利用率很低。另一方面，無論是自激還是它激振蕩脈沖射流，都需要用高壓栗站來提供動(dòng)力。對(duì)于大流量的高壓射流，所需提供的高壓栗的成本很高，重量很大，移動(dòng)不方便，且維護(hù)成本很高。
[0005]目前還沒有一種能量利用率高、維護(hù)成本低，且不需要提供高壓栗就能產(chǎn)生有效的脈沖射流的裝置或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了簡(jiǎn)化脈沖射流發(fā)生裝置和降低裝置成本，并提高脈沖射流能量利用效率，從而提供一種無栗式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置。
[0007]本發(fā)明通過電火花塞點(diǎn)燃爆炸室內(nèi)氫氣和氧氣的混合氣體，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊力來推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，為高壓射流提供動(dòng)力，且爆炸生成物為水，清潔無污染;活塞的運(yùn)動(dòng)配合閥芯的自動(dòng)啟閉，從而造成間斷的射流由噴嘴射出，形成有效的脈沖水射流。
[0008]本發(fā)明無栗式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置，包括脈沖射流產(chǎn)生組件、電源1、火花塞
2、氧氣罐5、氫氣罐17、水箱10和離心鼓風(fēng)機(jī)18，所述脈沖射流產(chǎn)生組件包括動(dòng)力腔體3、一級(jí)活塞6、連桿7、彈簧、底座9、二級(jí)活塞15、射流腔體11、閥芯14、密封環(huán)13;
所述動(dòng)力腔體3為一端開口的中空?qǐng)A柱體，動(dòng)力腔體3的開口端設(shè)有定位槽23A，用于與底座9相配合;動(dòng)力腔體3的圓柱面上開有氧氣進(jìn)口 19、氫氣進(jìn)口 25、通氣孔22，動(dòng)力腔體3的封閉端面上開有火花塞孔20和與離心鼓風(fēng)機(jī)18相連的排氣孔21; 所述底座9為臺(tái)階圓柱體；
所述射流腔體11 一端開口，另一端設(shè)有錐直形射流出口；射流腔體11的開口端設(shè)有定位槽23B，用于與底座9相配合;射流腔體11的圓柱面上設(shè)有與水箱1相連的進(jìn)水孔28;射流腔體11內(nèi)設(shè)有閥芯14和密封環(huán)13 ；
一級(jí)活塞6位于動(dòng)力腔體3內(nèi)，二級(jí)活塞15位于射流腔體11內(nèi)，一級(jí)活塞6通過穿過底座9的連桿7與二級(jí)活塞15相連;動(dòng)力腔體3、射流腔體11、底座9的中軸線在同一直線上。
[0009]所述底座9上連有彈簧8A，底座9的中心沿軸線設(shè)有通孔24B，通孔24B內(nèi)有一圓柱槽26，用于設(shè)置密封圈16。
[0010]所述動(dòng)力腔體3和射流腔體11的開口端均設(shè)有凸緣，二者通過螺栓相連。
[0011]所述閥芯14為一端開口的中空?qǐng)A柱體，且靠近封閉端的圓柱面上有若干通孔24C，閥芯14的開口端外表面為圓柱臺(tái)階27，圓柱臺(tái)階27的外圓柱面設(shè)有彈簧8B。
[0012]所述密封環(huán)13為中空的臺(tái)階圓柱體。
[0013]所述射流腔體11內(nèi)表面還設(shè)有兩個(gè)卡簧槽29A、29B，對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩卡簧12A、12B，用于固定密封環(huán)13。
[0014]本發(fā)明無栗式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置及方法的優(yōu)點(diǎn)是:利用氧氣和氫氣的混合氣體爆炸產(chǎn)生的能量推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)而將腔室內(nèi)的水?dāng)D壓出去，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生脈沖射流，從而不需要提供高壓栗就能產(chǎn)生有效的脈沖水射流，且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明無栗式高壓脈沖水射流裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為動(dòng)力腔體的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3為底座的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4為閥芯的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5為密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為射流腔體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:I為電源、2為火花塞、3為動(dòng)力腔體、4A、4B、4C為閥門、5為氧氣罐、6為一級(jí)活塞、7為連桿、8A、8B為彈簧、9為底座、10為水箱、11為射流腔體、12A、12B為卡簧、13為密封環(huán)、14為閥芯、15為二級(jí)活塞、16為密封圈、17為氫氣罐、18為離心鼓風(fēng)機(jī)、19為氧氣進(jìn)口、20為火花塞孔、21為排氣孔、22為通氣孔、23A、23B為定位槽、24A、24B、24C、24D為通孔、25為氫氣進(jìn)口、26為圓柱槽、27為圓柱臺(tái)階、28為進(jìn)水孔、29A、29B為卡簧槽。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:如圖1-6所示，無栗式高壓脈沖水射流發(fā)生裝置，由電源1、火花塞2、閥門4、氧氣罐5、氫氣罐17、水箱10、離心鼓風(fēng)機(jī)18和脈沖射流產(chǎn)生部件組成;所述脈沖射流產(chǎn)生部件主要包括動(dòng)力腔體3、一級(jí)活塞6、連桿7、彈簧8、底座9、密封圈16、二級(jí)活塞15、射流腔體11、閥芯14、密封環(huán)13;所述動(dòng)力腔體3和射流腔體11均為中空?qǐng)A柱體，且動(dòng)力腔體3—端開口一端封閉，射流腔體一端開口一端設(shè)有錐直形射流出口；所述動(dòng)力腔體3與射流腔體11分別通過其凸緣上的通孔24A和24D用螺栓連接，并將置于其定位槽23A和23B中的底座9夾緊固定，從而保證動(dòng)力腔體3、射流腔體11、底座9三者軸線共線。
[0018]所述動(dòng)力腔體3的圓柱面一上一下對(duì)稱設(shè)有氧氣進(jìn)口 19和氫氣進(jìn)口 25，并分別通過管道與氧氣罐5和氫氣罐17相連，管道上分別設(shè)置有閥門4A和4B;其端面上設(shè)置有火花塞孔20和排氣孔21，火花塞孔20內(nèi)安裝有火花塞2，并通過導(dǎo)線與電源I相連，排氣孔21通過管道與離心鼓風(fēng)機(jī)18相連。
[0019]所述一級(jí)活塞6置于動(dòng)力腔體3內(nèi)，其外表面與腔體內(nèi)表面光滑接觸，且一端與連接桿7剛性