一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴

本技术涉及清洗用喷嘴，尤其涉及一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴。

背景技术：

1、在清洗方面的研究，按照船舶清洗附着物装置的技术特点，可将船舶附着物清洗技术分为以下三种：

2、(1)磨料水射流湿式清洗

3、(2)超高压纯水射流清洗

4、(3)空化水射流清洗

5、目前技术(1)高速喷出的砂粒容易损坏船体，同时会产生大量粉尘污染空气。技术(2)清洗方法材料要求低，船体损伤小，污染小，但由于水压太高反冲力较大，人工使用易发生危险。然而技术(3)基于空化效应，即：自然界水体中的气泡核受到外界激励时将迅速膨胀，一旦遭遇高压水体时又会以近乎绝热过程溃灭，流体质点高速冲击气泡中心，并产生瞬时热点和局部高压。

6、空化水射流能以极高频冲击波和微射流在极短时间内冲击靶体，能够有效降低粘附物的粘附力，进而清除附着物，具有高效、环保无腐蚀等特点被广泛应用于水下清洗领域。但是传统空化清洗喷嘴仍存在空化度低、空化泡分布不均匀等问题，造成水下清洗效率低。因此，为了解决常见的现有问题，需要设计出一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴。

技术实现思路

1、针对以上不足，本实用新型提供一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，解决传统空化清洗喷嘴空化度低，影响清洗效果的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体及设于喷嘴主体内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有进水口，所述中心体段设有出水口，

4、所述风琴管段设有依次连通的入口腔、谐振腔和连通道，所述入口腔的直径大于所述谐振腔的直径，所述谐振腔的直径大于所述连通道的直径；

5、所述中心体段包括有扩散段、中心体腔和出口段，所述扩散段一端与所述连通道连通、另一端与所述出口段连通，所述扩散段为喇叭状，且靠近连通道一端的直径小于靠近出口段一端的直径，所述出口段的直径大于所述连通道的直径且小于所述谐振腔的直径，所述中心体腔位于扩散段和出口段的内部，并通过固定部与所述喷嘴主体相连。

6、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔靠近所述连通道一端为锥形。

7、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述锥形的锥角为80°。

8、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔远离所述连通道一端也为锥形，且此端的锥角的角度大于靠近所述连通道一端的锥角角度。优选的，远离所述连通道一端的嘴角为140°。

9、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述中心体腔为实心结构。

10、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述固定部为钢丝绳。优选的，所述中心体腔外周设有凹槽，所述凹槽处设有所述钢丝绳。所述出口段设有固定所述钢丝绳的卡口。

11、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述入口腔、谐振腔、连通道、扩散段和出口段的中轴线为同一条直线，所述中心体腔位于所述中轴线上。

12、本实用新型的更进一步优选的方案是，所述扩散段的展开角度为60°。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

14、1.本实用新型通过谐振腔对射流扰动的反馈振荡形成周期振荡，这种周期振荡能促使剪切层涡流变大，形成更强的脉冲流体，增强流体进入中心体腔，在扩散段和出口段产生低压漩涡区，低压漩涡区刺激了空化泡的生成进而达到二次增强空化的效果，大量空化泡随射流作用于清洗靶面，因为滞止压力发生空化泡泯灭，产生瞬时的高温高压，进而达到较佳的清洗效果。

15、2.本实用新型具备喷嘴结构简单、体积较小，拆装方便，安全性高，成本较低等优点。通过在单个风琴管喷嘴结构上又新增了一个二级中心体绕流空化腔，相比简单空化具有更好的湍流特性，以进一步提高清洗效率。

16、3、本实用新型的喷嘴将空化射流技术与水下机器人技术结合起来，将空化喷嘴更自动化、智能化的应用于水下清洗领域，实现水下智能清洗。

技术特征：

1.一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体（2）及设于喷嘴主体（2）内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有进水口，所述中心体段设有出水口，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）靠近所述连通道（4）一端为锥形。

3.根据权利要求2所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述锥形的锥角为80°。

4.根据权利要求2所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）远离所述连通道（4）一端也为锥形，且此端的锥角的角度大于靠近所述连通道（4）一端的锥角角度。

5.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述中心体腔（6）为实心结构。

6.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述固定部为钢丝绳。

7.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述入口腔（1）、谐振腔（3）、连通道（4）、扩散段（5）和出口段（7）的中轴线为同一条直线，所述中心体腔（6）位于所述中轴线上。

8.根据权利要求1所述的一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，其特征在于，所述扩散段（5）的展开角度为60°。

技术总结
本技术公开了一种水下清洗机器人用复合空化射流喷嘴，包括喷嘴主体及设于喷嘴主体内的风琴管段和中心体段，所述风琴管段设有依次连通的入口腔、谐振腔和连通道，所述中心体段包括有扩散段、中心体腔和出口段，所述扩散段为喇叭状，所述中心体腔位于扩散段和出口段的内部。本技术通过谐振腔对射流扰动的反馈振荡形成周期振荡，这种周期振荡能促使剪切层涡流变大，形成更强的脉冲流体，增强流体进入中心体腔，在扩散段和出口段产生低压漩涡区，低压漩涡区刺激了空化泡的生成进而达到二次增强空化的效果，大量空化泡随射流作用于清洗靶面，因为滞止压力发生空化泡泯灭，产生瞬时的高温高压，进而达到较佳的清洗效果。

技术研发人员：尼燚彬,邱成军,严国珲,可明杰,方崇山,陈晨,聂雨森,贾冯豪
受保护的技术使用者：北部湾大学
技术研发日：20230330
技术公布日：2024/1/15