一種作用面積可調(diào)的冷卻清洗旋轉(zhuǎn)噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)冷卻清洗用噴頭技術(shù)領(lǐng)域，特指一種作用面積可調(diào)的冷卻清洗旋轉(zhuǎn)噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在食品、藥品及工程材料加工過程中，常常需要對冷卻清洗過程和清洗區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格地控制，以保證清洗對象的物理化學(xué)性質(zhì)在期望的狀態(tài)。特別是使用射流進(jìn)行清洗的工況中。中國專利2013200435964提出的電動旋轉(zhuǎn)高壓水清洗噴頭，利用噴頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，產(chǎn)生360度的噴射，但是不能實(shí)現(xiàn)噴射區(qū)域的調(diào)節(jié)。中國專利200910100487.X提出的高壓高溫清洗機(jī)的萬向旋轉(zhuǎn)噴頭，實(shí)現(xiàn)了噴射方向的調(diào)節(jié)，但也無法實(shí)現(xiàn)噴射區(qū)域的調(diào)節(jié);而且其使用多個(gè)小孔結(jié)構(gòu)使出射水流加速的同時(shí)，噴頭受到的沖擊較大，能量損失嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種利用多分支結(jié)構(gòu)和自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)射流均布，并通過調(diào)節(jié)自身的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)正對射流作用面積的噴頭。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合【附圖說明】如下:
[0005]1、一種作用面積可調(diào)的冷卻清洗旋轉(zhuǎn)噴頭，由十三個(gè)部分組成，分別為旋轉(zhuǎn)部分
5、連接部分2、固定部分1、對頂螺母6、大滾珠3、小滾珠4、電機(jī)13、主動同步帶輪11、從動同步帶輪7、同步帶9、短緊定螺釘8、長緊定螺釘10和沉頭螺釘12。旋轉(zhuǎn)部分5與連接部分2通過螺紋連接，并用對頂螺母6鎖緊;旋轉(zhuǎn)部分5與連接部分2構(gòu)成的整體經(jīng)過大滾珠3、小滾珠4壓緊于固定部分I，并實(shí)現(xiàn)可靠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;在固定部分I的側(cè)面與旋轉(zhuǎn)部分5平行地安裝有電機(jī)13;主動同步帶輪11通過長緊定螺釘10安裝在電機(jī)13上;從動同步帶輪7通過短緊定螺釘8固定于旋轉(zhuǎn)部分5;電機(jī)13通過主動同步帶輪11、同步帶9和從動同步帶輪7控制旋轉(zhuǎn)部分5的轉(zhuǎn)速。
[0006]2、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)從主管道入口 17過渡到多個(gè)分支管道出口 19。[0007 ] 3、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其分支管道中心螺旋線18為曲面螺旋線，分支管道中心螺旋線的輪廓14為直線與圓弧相切連接的復(fù)合曲線，圓弧末端切線延長線與分支管道中心螺旋線的軸線15的延長線相交于遠(yuǎn)端的一點(diǎn)，該點(diǎn)為設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16。
[0008]4、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21分解為切向分量20、軸向分量22和徑向分量23，其中切向分量20為分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線18末端所在圓周的切線方向上的投影，軸向分量22為分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線的軸線15方向上的投影，徑向分量23為分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線18末端所在圓周的半徑方向上的投影。水流經(jīng)過噴嘴時(shí)，由一支分為多支沿分支管道中心螺旋線18末端切線方向射出，出射水流速度沿切向分量20、軸向分量22和徑向分量23三個(gè)方向分解，流速在切向分量20方向上的分量被旋轉(zhuǎn)部分5的反向旋轉(zhuǎn)速度部分抵消或者全部抵消，當(dāng)切向速度被全部抵消時(shí)，射流將匯聚于設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16;當(dāng)切向速度存在時(shí)，射流偏離分支管道中心螺旋線的軸線15，到達(dá)射流作用距離時(shí)，偏離設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16的距離因流速在切向分量20方向上的分量大小而異:越大則偏離越多，作用面積也就越大。
[0009]5、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其管徑從主管道入口 17到分支管道出口 19方向逐漸縮減，用以提高水流速度，抵消局部損失造成的壓降。
[0010]6、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其主管道入口 17到分支管道出口 19是光滑過渡的，沒有尖角或凸起，以減少水流速度的局部損失。
[0011]7、所述的固定部分I，其上端與旋轉(zhuǎn)部分5連接處一上一下間隔5毫米分別加工有9/20的圓弧槽，分別用以容納小滾珠4和大滾珠3，上下兩槽的圓弧半徑不同，分別是小滾珠
4、大滾珠3直徑的0.52倍。
[0012]8、所述的旋轉(zhuǎn)部分5，其下端與固定部分I連接處一上一下間隔5毫米加工有9/40的圓弧槽，分別用以壓緊小滾珠4和大滾珠3，上下兩槽的圓弧半徑不同，分別是小滾珠4、大滾珠3直徑的0.52倍。
[0013]9、所述的連接部分2，其下端加工有9/40的圓弧槽，用以配合旋轉(zhuǎn)部分5壓緊大滾珠3，上端加工有螺紋，用于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部分5、連接部分2、大滾珠3、小滾珠4和固定部分I的軸向預(yù)緊。
[0014]10、所述的電機(jī)13，其輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過同步帶9，或提高旋轉(zhuǎn)部分5的轉(zhuǎn)速以減小作用面積，或限制旋轉(zhuǎn)部分5的轉(zhuǎn)速以增大作用面積。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明能獲得周向均布的射流，有效地保持射流對作用表面的平衡沖擊；
[0017]2、本發(fā)明能調(diào)節(jié)射流的沖擊作用面積，提高了噴頭對多種工況的適應(yīng)能力；
[0018]3、本發(fā)明能將射流集中到一點(diǎn)，使沖擊壓強(qiáng)最大化，滿足極端工況下的使用要求；
[0019]4、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)部分5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為光滑的曲面過渡，能減少流體流經(jīng)時(shí)的壓力損失;
[0020]5、本發(fā)明通過控制電機(jī)13的轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)部分5的旋轉(zhuǎn)速度，從而實(shí)現(xiàn)噴頭工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)；
[0021]6、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)部分5通過射流的反沖作用力即可加速，不依賴電機(jī)13拖動，因此節(jié)省能源；
[0022]7、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，通用性好。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的裝配體的剖視圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的滾珠滾道壓緊原理圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5的分支管道中心螺旋線18的基準(zhǔn)要素示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5的分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21的分解圖；
[0028]圖6是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5的軸測圖；
[0029]圖7是本發(fā)明的固定部分I的軸測圖；
[0030]圖8是本發(fā)明的連接部分2的軸測圖。
[0031 ]圖中:1、固定部分;2、連接部分;3、大滾珠;4、小滾珠;5、旋轉(zhuǎn)部分;6、對頂螺母;7、從動同步帶輪;8、短緊定螺釘;9、同步帶；10、長緊定螺釘；11、主動同步帶輪長螺釘；12、沉頭螺釘；13、電機(jī)；14、分支管道中心螺旋線的輪廓；15、分支管道中心螺旋線的軸線；16、設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)；17、主管道入口； 18、分支管道中心螺旋線；19、分支管道出口； 20、切向分量;21、分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量;22、軸向分量;23、徑向分量。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其【具體實(shí)施方式】:
[0033]一、本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)
[0034]1、參閱圖1和圖2，本發(fā)明由十三個(gè)部分組成，分別為旋轉(zhuǎn)部分5、連接部分2、固定部分1、對頂螺母6、大滾珠3、小滾珠4、電機(jī)13、主動同步帶輪11、從動同步帶輪7、同步帶9、短緊定螺釘8、長緊定螺釘10和沉頭螺釘12。旋轉(zhuǎn)部分5與連接部分2通過螺紋連接，并用對頂螺母6鎖緊;旋轉(zhuǎn)部分5與連接部分2構(gòu)成的整體經(jīng)過大滾珠3和小滾珠4壓緊于固定部分I，并實(shí)現(xiàn)可靠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；電機(jī)13固定于固定部分I，從動同步帶輪7通過短緊定螺釘8固定于旋轉(zhuǎn)部分5;電機(jī)13通過主動同步帶輪11、同步帶9和從動同步帶輪7控制旋轉(zhuǎn)部分5的轉(zhuǎn)速。
[0035]2、參閱圖4，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)從主管道入口 17過渡到多個(gè)分支管道出口 19。
[0036]3、參閱圖3和圖4，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5，其分支管道中心螺旋線18為曲面螺旋線，分支管道中心螺旋線的輪廓14為直線與圓弧相切連接的復(fù)合曲線，圓弧末端切線延長線與分支管道中心螺旋線的軸線15的延長線相交于遠(yuǎn)端的一點(diǎn)，該點(diǎn)為設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16。
[0037]4、參閱圖3、圖4和圖5，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5，其分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21分解為切向分量20、軸向分量22和徑向分量23，其中切向分量20為分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線18末端所在圓周的切線方向上的投影，軸向分量22為分支管道中心螺旋線18末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線的軸線15方向上的投影，徑向分量23為分支管道中心螺旋線末端切線的單位矢量21在分支管道中心螺旋線18末端所在圓周的半徑方向上的投影。水流經(jīng)過噴嘴時(shí)，由一支分為多支沿分支管道中心螺旋線18末端切線方向射出，出射水流速度沿切向分量20、軸向分量22和徑向分量23三個(gè)方向分解，流速在切向分量20方向上的分量被旋轉(zhuǎn)部分5的反向旋轉(zhuǎn)速度部分抵消或者全部抵消，當(dāng)切向速度被全部抵消時(shí)，射流將匯聚在一點(diǎn)，即為設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16;當(dāng)切向速度存在時(shí)，射流偏離分支管道中心螺旋線的軸線15，到達(dá)射流作用距離時(shí)，偏離設(shè)計(jì)匯聚點(diǎn)16的距離因流速在切向分量20方向上的分量大小而異:越大則偏離越多，作用面積也就越大。
[0038]5、參閱圖4和圖6，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5，其管徑從主管道入口 17到分支管道出口 19方向逐漸縮減，用以提高水流速度，抵消局部損失造成的壓降。
[0039]6、參閱圖4，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分5，其主管道入口 17到分支管道出口 19是光滑過渡的，沒有尖角或凸起，以減少水流經(jīng)噴頭產(chǎn)生的局部損失。
[0040]7、參閱圖1和圖7，本發(fā)明的固定部分I，其上端與旋轉(zhuǎn)部分5連接處一上一下間隔5毫米分別加工有9/20的圓弧槽，分別用以容納小滾珠4和大滾珠3，上下兩槽的