無泵式高壓脈沖水射流發生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水射流技術領域，具體的說是一種無栗式高壓脈沖水射流發生裝置。
【背景技術】
[0002]水射流技術一項涉及多個學科的新技術，由于其日益廣泛的應用而在近幾十年來得到了迅猛發展。為了提高水射流的打擊力和工作效率，脈沖水射流應運而生。脈沖水射流是非連續性射流，由發射器噴出的分離狀水團周期性的作用在靶件上，產生遠遠大于同等壓力下連續射流的滯止壓力，俗稱“水錘”，從而在不提高栗壓情況下對靶件造成巨大的破壞。
[0003]脈沖水射流根據產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、水聲學等原理，通過特殊的噴嘴結構在腔內產生壓力振蕩，從而使射出的壓力發生脈動，形成脈沖射流，如公告號為CN102069049的發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生機理極為復雜，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]當前，工業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。如公告號為CN100514023的發明專利公開的變頻脈沖射流裝置，通過開有條形縫隙的轉輪對射流的周期性遮擋。但在高壓射流工況下，射流對轉輪的破壞很嚴重，且由于射流打在轉輪上做的是無用功，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力。對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，移動不方便，且維護成本很高。
[0005]目前還沒有一種能量利用率高、維護成本低，且不需要提供高壓栗就能產生有效的脈沖射流的裝置或方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了簡化脈沖射流發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生裝置。
[0007]本發明通過電火花塞點燃爆炸室內氫氣和氧氣的混合氣體，利用爆炸產生的沖擊力來推動活塞運動，為高壓射流提供動力，且爆炸生成物為水，清潔無污染;活塞的運動配合閥芯的自動啟閉，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]本發明無栗式高壓脈沖水射流發生裝置，包括脈沖射流產生組件、電源1、火花塞
2、氧氣罐5、氫氣罐17、水箱10和離心鼓風機18，所述脈沖射流產生組件包括動力腔體3、一級活塞6、連桿7、彈簧、底座9、二級活塞15、射流腔體11、閥芯14、密封環13;
所述動力腔體3為一端開口的中空圓柱體，動力腔體3的開口端設有定位槽23A，用于與底座9相配合;動力腔體3的圓柱面上開有氧氣進口 19、氫氣進口 25、通氣孔22，動力腔體3的封閉端面上開有火花塞孔20和與離心鼓風機18相連的排氣孔21; 所述底座9為臺階圓柱體；
所述射流腔體11 一端開口，另一端設有錐直形射流出口；射流腔體11的開口端設有定位槽23B，用于與底座9相配合;射流腔體11的圓柱面上設有與水箱1相連的進水孔28;射流腔體11內設有閥芯14和密封環13 ；
一級活塞6位于動力腔體3內，二級活塞15位于射流腔體11內，一級活塞6通過穿過底座9的連桿7與二級活塞15相連;動力腔體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的中心沿軸線設有通孔24B，通孔24B內有一圓柱槽26，用于設置密封圈16。
[0010]所述動力腔體3和射流腔體11的開口端均設有凸緣，二者通過螺栓相連。
[0011]所述閥芯14為一端開口的中空圓柱體，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階27，圓柱臺階27的外圓柱面設有彈簧8B。
[0012]所述密封環13為中空的臺階圓柱體。
[0013]所述射流腔體11內表面還設有兩個卡簧槽29A、29B，對應設置有兩卡簧12A、12B，用于固定密封環13。
[0014]本發明無栗式高壓脈沖水射流發生裝置及方法的優點是:利用氧氣和氫氣的混合氣體爆炸產生的能量推動活塞運動進而將腔室內的水擠壓出去，活塞的往復運動產生脈沖射流，從而不需要提供高壓栗就能產生有效的脈沖水射流，且裝置結構簡單、成本低、使用方便。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明無栗式高壓脈沖水射流裝置的整體結構示意圖；
圖2為動力腔體的結構不意圖；
圖3為底座的結構不意圖；
圖4為閥芯的結構不意圖；
圖5為密封環的結構示意圖；
圖6為射流腔體的結構示意圖。
[0016]圖中:I為電源、2為火花塞、3為動力腔體、4A、4B、4C為閥門、5為氧氣罐、6為一級活塞、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、14為閥芯、15為二級活塞、16為密封圈、17為氫氣罐、18為離心鼓風機、19為氧氣進口、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為氫氣進口、26為圓柱槽、27為圓柱臺階、28為進水孔、29A、29B為卡簧槽。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本發明做進一步說明:如圖1-6所示，無栗式高壓脈沖水射流發生裝置，由電源1、火花塞2、閥門4、氧氣罐5、氫氣罐17、水箱10、離心鼓風機18和脈沖射流產生部件組成;所述脈沖射流產生部件主要包括動力腔體3、一級活塞6、連桿7、彈簧8、底座9、密封圈16、二級活塞15、射流腔體11、閥芯14、密封環13;所述動力腔體3和射流腔體11均為中空圓柱體，且動力腔體3—端開口一端封閉，射流腔體一端開口一端設有錐直形射流出口；所述動力腔體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，從而保證動力腔體3、射流腔體11、底座9三者軸線共線。
[0018]所述動力腔體3的圓柱面一上一下對稱設有氧氣進口 19和氫氣進口 25，并分別通過管道與氧氣罐5和氫氣罐17相連，管道上分別設置有閥門4A和4B;其端面上設置有火花塞孔20和排氣孔21，火花塞孔20內安裝有火花塞2，并通過導線與電源I相連，排氣孔21通過管道與離心鼓風機18相連。
[0019]所述一級活塞6置于動力腔體3內，其外表面與腔體內表面光滑接觸，且一端與連接桿7剛性