无泵式高压脉冲水射流发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水射流技术领域，具体的说是一种无栗式高压脉冲水射流发生装置。
【背景技术】
[0002]水射流技术一项涉及多个学科的新技术，由于其日益广泛的应用而在近几十年来得到了迅猛发展。为了提高水射流的打击力和工作效率，脉冲水射流应运而生。脉冲水射流是非连续性射流，由发射器喷出的分离状水团周期性的作用在靶件上，产生远远大于同等压力下连续射流的滞止压力，俗称“水锤”，从而在不提高栗压情况下对靶件造成巨大的破坏。
[0003]脉冲水射流根据产生方式可分为自激式和它激式。自激式是利用弹性流体力学、水声学等原理，通过特殊的喷嘴结构在腔内产生压力振荡，从而使射出的压力发生脉动，形成脉冲射流，如公告号为CN102069049的发明专利所公开的自激吸气式脉冲射流喷嘴等。然而，由于自激振荡脉冲射流的产生机理极为复杂，目前还没有研究能将其解释清楚，因而脉冲效果并不是很理想。
[0004]当前，工业上使用的脉冲射流主要还是它激式。它激式脉冲射流使通过其他动力装置将射流周期性阻断，从而使射流间断的作用在靶件上。如公告号为CN100514023的发明专利公开的变频脉冲射流装置，通过开有条形缝隙的转轮对射流的周期性遮挡。但在高压射流工况下，射流对转轮的破坏很严重，且由于射流打在转轮上做的是无用功，因而此脉冲射流的能量利用率很低。另一方面，无论是自激还是它激振荡脉冲射流，都需要用高压栗站来提供动力。对于大流量的高压射流，所需提供的高压栗的成本很高，重量很大，移动不方便，且维护成本很高。
[0005]目前还没有一种能量利用率高、维护成本低，且不需要提供高压栗就能产生有效的脉冲射流的装置或方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了简化脉冲射流发生装置和降低装置成本，并提高脉冲射流能量利用效率，从而提供一种无栗式高压脉冲水射流发生装置。
[0007]本发明通过电火花塞点燃爆炸室内氢气和氧气的混合气体，利用爆炸产生的冲击力来推动活塞运动，为高压射流提供动力，且爆炸生成物为水，清洁无污染;活塞的运动配合阀芯的自动启闭，从而造成间断的射流由喷嘴射出，形成有效的脉冲水射流。
[0008]本发明无栗式高压脉冲水射流发生装置，包括脉冲射流产生组件、电源1、火花塞
2、氧气罐5、氢气罐17、水箱10和离心鼓风机18，所述脉冲射流产生组件包括动力腔体3、一级活塞6、连杆7、弹簧、底座9、二级活塞15、射流腔体11、阀芯14、密封环13;
所述动力腔体3为一端开口的中空圆柱体，动力腔体3的开口端设有定位槽23A，用于与底座9相配合;动力腔体3的圆柱面上开有氧气进口 19、氢气进口 25、通气孔22，动力腔体3的封闭端面上开有火花塞孔20和与离心鼓风机18相连的排气孔21; 所述底座9为台阶圆柱体；
所述射流腔体11 一端开口，另一端设有锥直形射流出口；射流腔体11的开口端设有定位槽23B，用于与底座9相配合;射流腔体11的圆柱面上设有与水箱1相连的进水孔28;射流腔体11内设有阀芯14和密封环13 ；
一级活塞6位于动力腔体3内，二级活塞15位于射流腔体11内，一级活塞6通过穿过底座9的连杆7与二级活塞15相连;动力腔体3、射流腔体11、底座9的中轴线在同一直线上。
[0009]所述底座9上连有弹簧8A，底座9的中心沿轴线设有通孔24B，通孔24B内有一圆柱槽26，用于设置密封圈16。
[0010]所述动力腔体3和射流腔体11的开口端均设有凸缘，二者通过螺栓相连。
[0011]所述阀芯14为一端开口的中空圆柱体，且靠近封闭端的圆柱面上有若干通孔24C，阀芯14的开口端外表面为圆柱台阶27，圆柱台阶27的外圆柱面设有弹簧8B。
[0012]所述密封环13为中空的台阶圆柱体。
[0013]所述射流腔体11内表面还设有两个卡簧槽29A、29B，对应设置有两卡簧12A、12B，用于固定密封环13。
[0014]本发明无栗式高压脉冲水射流发生装置及方法的优点是:利用氧气和氢气的混合气体爆炸产生的能量推动活塞运动进而将腔室内的水挤压出去，活塞的往复运动产生脉冲射流，从而不需要提供高压栗就能产生有效的脉冲水射流，且装置结构简单、成本低、使用方便。
【附图说明】
[0015]图1为本发明无栗式高压脉冲水射流装置的整体结构示意图；
图2为动力腔体的结构不意图；
图3为底座的结构不意图；
图4为阀芯的结构不意图；
图5为密封环的结构示意图；
图6为射流腔体的结构示意图。
[0016]图中:I为电源、2为火花塞、3为动力腔体、4A、4B、4C为阀门、5为氧气罐、6为一级活塞、7为连杆、8A、8B为弹簧、9为底座、10为水箱、11为射流腔体、12A、12B为卡簧、13为密封环、14为阀芯、15为二级活塞、16为密封圈、17为氢气罐、18为离心鼓风机、19为氧气进口、20为火花塞孔、21为排气孔、22为通气孔、23A、23B为定位槽、24A、24B、24C、24D为通孔、25为氢气进口、26为圆柱槽、27为圆柱台阶、28为进水孔、29A、29B为卡簧槽。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，对本发明做进一步说明:如图1-6所示，无栗式高压脉冲水射流发生装置，由电源1、火花塞2、阀门4、氧气罐5、氢气罐17、水箱10、离心鼓风机18和脉冲射流产生部件组成;所述脉冲射流产生部件主要包括动力腔体3、一级活塞6、连杆7、弹簧8、底座9、密封圈16、二级活塞15、射流腔体11、阀芯14、密封环13;所述动力腔体3和射流腔体11均为中空圆柱体，且动力腔体3—端开口一端封闭，射流腔体一端开口一端设有锥直形射流出口；所述动力腔体3与射流腔体11分别通过其凸缘上的通孔24A和24D用螺栓连接，并将置于其定位槽23A和23B中的底座9夹紧固定，从而保证动力腔体3、射流腔体11、底座9三者轴线共线。
[0018]所述动力腔体3的圆柱面一上一下对称设有氧气进口 19和氢气进口 25，并分别通过管道与氧气罐5和氢气罐17相连，管道上分别设置有阀门4A和4B;其端面上设置有火花塞孔20和排气孔21，火花塞孔20内安装有火花塞2，并通过导线与电源I相连，排气孔21通过管道与离心鼓风机18相连。
[0019]所述一级活塞6置于动力腔体3内，其外表面与腔体内表面光滑接触，且一端与连接杆7刚性