阅读说明：本技术 一种偏转喷头 (Deflection spray head ) 是由 刘成 于 2020-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种偏转喷头,包括喷头壳体和喷芯,所述喷芯安装于所述喷头壳体内,所述喷芯内开有流道,所述流道包括依次连接的锥型缩口流道段、转角流道段和直筒流道段,所述锥型缩口流道段的小端与所述转角流道段连接。用以解决现有的高压水射流喷头无法进行狭小空间的混凝土破碎、无法打击到钢筋后面的混凝土的技术问题。(The invention relates to a deflection spray head which comprises a spray head shell and a spray core, wherein the spray core is arranged in the spray head shell, a flow channel is formed in the spray core, the flow channel comprises a conical necking flow channel section, a corner flow channel section and a straight cylinder flow channel section which are sequentially connected, and the small end of the conical necking flow channel section is connected with the corner flow channel section. The high-pressure water jet nozzle is used for solving the technical problems that the existing high-pressure water jet nozzle cannot crush concrete in a narrow space and cannot hit the concrete behind a reinforcing steel bar.)

一种偏转喷头

技术领域

本发明涉及高压水射流破碎领域，尤其是涉及一种偏转喷头。

背景技术

高压水射流技术，是指用高压水射流来清除混凝土构筑物的劣化的混凝土，以利于修复这些建筑结构，使之得到改造与补强。工作原理是经过高压泵加压，把高压水输送到执行机构，执行机构喷射出高速水流，作用于混凝土表面，高速水流钻入混凝土表面的微孔中，速度转化成压力，当压力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就被破碎。由于钢筋表面密实，没有微孔，高压水无法钻入，所以钢筋毫无损伤。

常规高压水射流喷嘴的出口轴线方向与高压硬管的轴线方向是一致的。在高压水射流破碎混凝土时，由于混凝土内部预埋有钢筋，水射流在直线打击的时会受到钢筋结构在空间上的阻碍，不能延枪杆或喷嘴原轴线方向直接打击钢筋后面的混凝土。特别是对于狭小空间混凝土的保留钢筋破碎，由于钢筋网的阻挡，现有的高压水射流喷枪无法伸进钢筋网内，从而无法进行狭小空间的混凝土破碎拆除。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种偏转喷头，用以解决现有的高压水射流喷头无法进行狭小空间的混凝土破碎、无法打击到钢筋后面的混凝土的技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种偏转喷头，包括喷头壳体和喷芯，所述喷芯安装于所述喷头壳体内，所述喷芯内开有流道，所述流道包括依次连接的锥型缩口流道段、转角流道段和直筒流道段，所述锥型缩口流道段的小端与所述转角流道段连接。

作为本发明的一种实施方式，所述喷头壳体为直筒状，所述喷头壳体一端开有高压管连接槽，所述高压管连接槽底部开有用于安装所述喷芯的喷芯安装腔，所述喷头壳体内开有连通所述喷芯安装腔和所述喷头壳体外界的喷嘴；安装所述喷芯后，所述锥型缩口流道段与所述高压管连接槽连通，所述直筒流道段与所述喷嘴连通。

作为本发明的一种实施方式，所述直筒流道段的中轴线与所述高压管连接槽的中轴线的夹角α的取值范围为0＜α≤175°。

作为本发明的一种实施方式，所述锥型缩口流道段、转角流道段和直筒流道段之间的连接处平滑过渡。

作为本发明的一种实施方式，所述锥型缩口流道段的大端圆角过渡设置。

作为本发明的一种实施方式，所述直筒流道段与所述喷嘴同轴，所述喷嘴的半径不小于所述直筒流道段的半径。

作为本发明的一种实施方式，所述喷头壳体远离所述高压管连接槽的一端开有支撑杆连接槽，所述支撑杆连接槽可与支撑杆连接。

作为本发明的一种实施方式，所述喷芯由3D打印制成。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供了一种偏转喷头，相对于现有的直线喷头，本发明的喷头可改变高压水射流喷出的方向，即使得喷出的水流的方向与高压水管的轴线方向不同，因此可以通过改变水流方向实现打击到钢筋后面的混凝土的目的；

2、本发明的方案是通过在喷头壳体内的喷芯开设带有锥型缩口流道段、转角流道段和直筒流道段的流道，在狭小的空间内即可实现水流方向的改变，不用增大喷头壳体的体积，因此本发明的喷头可以伸入狭小的空间内对混凝土进行破拆；

3、在喷芯内开设的流道中，锥型缩口流道段可以对水流进行汇聚，由此可以增大喷射出的高压水射流的压力，转角流道段可改变水流的方向，直筒流道段的半径为恒定的，可以保证喷出的水的水流方向、流速和压力恒定，因此，本发明的喷头在实现在极小的空间内完成水流的变向的同时，能够避免水流改变方向后喷出的水流变为紊流状态而过早的散射开而丧失打击力，从而保证喷射出的高压水射流具有高聚焦性、高打击力度，从而保证能够对混凝土进行有效的破碎；

4、采用由喷芯和喷头壳体组合的方式，聚流的锥型缩口流道段和改变方向的转角流道段都在喷芯内，所以在生产制造时，只需对喷芯采用高精度加工，而喷头壳体加工精度要求较喷芯低得多，且由于喷芯体积小，所以采用此组合方式，可减少整体的加工成本；且喷头壳体和喷芯可采用不同的原料制备，喷头壳体的用料要求较低，由此可节约材料成本。

附图说明

图1为本发明的偏转喷头的剖视示意图；

图2为本发明的喷芯的剖视示意图；

图3为本发明的偏转喷头的连接结构剖视示意图；

图4为本发明另一偏转角度的偏转喷头的连接结构剖视示意图；

图5为应用例的侧视图；

图6为应用例的正面剖视图。

图中具体结构说明：1喷芯、11流道、12锥型缩口流道段、13转角流道段、14直筒流道段、2喷头壳体、21高压管连接槽、22喷芯安装腔、23喷嘴、24支撑杆连接槽、3高压管、31密封圈、4支撑杆、5轨道底座板、6轨道垫板、7支撑装置、8预穿缝、9钢筋网。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

参照图1-2，一种偏转喷头，包括喷头壳体2和喷芯1，所述喷芯1安装于所述喷头壳体2内，所述喷芯1内开有流道11，所述流道11包括依次连接的锥型缩口流道段12、转角流道段13和直筒流道段14，所述锥型缩口流道段12的小端与所述转角流道段13连接。水流进入时，水流从锥型缩口流道段12的大端(即直径较大的一端)进入，由于锥型缩口流道段12的横截面积逐渐缩小，所以水流速度会加快，水压增高；进入转角流道段13后，由于转角流道段13为弯道，所以水流方向会在转角流道段13的引导下发生转变，为了降低水流在转角流道段13内的能量损耗，转角流道段13转弯处最好采用圆弧过渡；之后水流再流进直筒流道段14，由于直筒流道段14的半径恒定，经过直筒流道段14可以使水流方向、流速和压力恒定，由此可以避免水流改变方向后喷出的水流变为紊流状态而过早的散射开而丧失打击力，从而保证喷射出的高压水射流具有高聚焦性、高打击力度，从而保证能够对混凝土进行有效的破碎。

作为本发明的一种实施方式，所述喷头壳体2为直筒状，所述喷头壳体2一端开有高压管连接槽21，所述高压管连接槽21底部开有用于安装所述喷芯1的喷芯安装腔22，所述喷头壳体2内开有连通所述喷芯安装腔22和所述喷头壳体2外界的喷嘴23；安装所述喷芯1后，所述锥型缩口流道段12与所述高压管连接槽21连通，所述直筒流道段14与所述喷嘴23连通。喷头壳体2结构设置为直筒状，即与常规的直线喷头相似，因此喷头壳体2的宽度较小，可以伸入混凝土之间的细缝中进行破拆；为了防止水泄漏，在安装高压管3后，在高压管3前端与高压管连接槽21槽底之间设置密封圈31，由此可以避免水泄出而影响水射流的冲击力；在高压管连接槽21底部开设喷芯安装腔22，安装时只需将喷芯1装入喷芯安装腔22中，再拧紧高压管3，利用高压管3顶靠喷芯1即可将喷芯固定，该结构拆装方便，且安装后结构简单牢固可靠。

作为本发明的一种实施方式，所述直筒流道段14的中轴线与所述高压管连接槽21的中轴线的夹角α的取值范围为0＜α≤175°。(参照图3-4为两种不同偏转角度的偏转喷头)，由于高压管连接槽21是用于与高压管3连接，连接高压管3后高压管连接槽21与高压管3同轴，直筒流道段14的中轴线的方向就是喷出的水流的方向，所以α即为水射流偏转角。在使用过程中，对于破除不同结构的混凝土建筑，可能需要的水射流偏转角的角度会不同，因此，在本发明的教导下，在实际使用过程中，本领域技术人员可根据实际需要设置水射流偏转角α角度合适的偏转喷头。

作为本发明的一种实施方式，所述锥型缩口流道段12、转角流道段13和直筒流道段14之间的连接处平滑过渡。各流道段之间的连接处平滑过渡，由此可避免水流在各流道段之间的连接处冲击而发生能量损耗。

作为本发明的一种实施方式，所述锥型缩口流道段12的大端圆角过渡设置。锥形缩口流道段12的大端为与高压管3连接的一端，在该处圆角过渡加工，圆角可起到引流作用，由此可以减少水流在从高压管3过渡到喷芯1时发生的能量损耗。

作为本发明的一种实施方式，所述直筒流道段14与所述喷嘴23同轴，所述喷嘴23的半径不小于所述直筒流道段14的半径。由此设置，在水射流喷出时，不会打击到喷嘴23的侧壁，因此不会对水射流的打击能量造成影响。

作为本发明的一种实施方式，所述喷头壳体2远离所述高压管连接槽21的一端开有支撑杆连接槽24，所述支撑杆连接槽24可与支撑杆4连接。参照图3-4，由于水射流喷出后，水射流对喷头的反作用力f与水射流的喷出方向相反。常规的直线喷头中，由于水射流喷出方向与高压管的轴线位于同一直线上，所以此时水射流对喷头产生的反作用力位于高压管的轴线上，不会冲弯高压管。但本发明的偏转喷头中，水射流喷出方向与高压管3的轴线不在同一直线上，所以此时水射流对喷头的反作用力f会给喷头和高压管一个横向的推力，由此可能会将高压管3冲弯。因此，本发明在喷头壳体2的另一端连接支撑杆4，则其两端分别由高压管3和支撑杆4进行支撑，在支撑杆4的辅助支撑下，可以减少高压管3收到的横向推力，由此可以避免高压管3因受冲击而弯曲变形。当然，在某种无法增加辅助的支撑杆4的情况下，亦可不使用支撑杆4，只需提高高压管3本身强度，以提高其抗弯性能即可。

作为本发明的一种实施方式，所述喷芯1由3D打印制成。喷芯1内的流道1的加工精度要求高，加工难度大，采用常规的机械加工方式较难加工出，而且由于喷芯1安装在喷头壳体2内，其外周有喷头壳体2围护支撑，所以喷芯1本身强度要求不高，采用3D打印能够快速打印出适合本发明的使用功能的喷芯1，降低了加工难度，节约了加工成本。

为了帮助理解本实施例的使用方式以及应用效果，以下列举一应用例用以帮助理解，需要说明的是，本发明的保护范围不仅仅局限于此应用例所举的应用场景。

应用例：

参照图5-6，在运行高铁的无咋轨道中，包括有轨道垫板6和用于支撑轨道垫板6的轨道底座板5，在轨道使用过程中，轨道垫板6或轨道底座板5内可能会产生破损裂缝，存在一定的运行安全隐患，所以此时需要对裂缝处的混凝土破碎后重新灌浆。为了保证重新灌浆的混凝土能够牢固结合在轨道结构上，需要对原有的轨道垫板6和轨道底座板5上的部分混凝土进行破除，使混凝土内的钢筋网露出，以此才能使重新浇筑的混凝土能够与原有的钢筋网结合在一起。

挡轨道垫板6的下表面或轨道底座板5出现裂缝时，需要对原有的混凝土破碎后重新浇筑，由于轨道垫板6上部结构没有出现病害，此时轨道上还能正常通车，而现有的常规混凝土破碎技术中，一般只能从上往下破除，即破除掉整个轨道垫板6结构后再重新浇筑，那么此时将会对轨道的正常通车造成影响。若采用现有的直线高压水射流技术可以从轨道垫板下部的裂缝处进行局部混凝土破除，但由于轨道垫板6内的钢筋网9的阻挡，高压水射枪无法穿过钢筋网对钢筋网内的混凝土进行破除，无法满足破除的目的。

对此，本发明的偏转喷头应用到该场景中可较好地解决该问题。其具体破除方式如下：

参照图5-6，先使用现有的破除技术在轨道垫板6和轨道底座板5连接处(无密集钢筋网)破开出一条横向贯穿轨道的预穿缝8，破除方式可采用现有的直线高压水射流或其他可替代方式，预穿缝8的高度要允许高压管3和喷头壳体2自如穿过，之后将带有偏转喷头的高压管3穿入预穿缝8内，偏转喷头的喷射方向朝预穿缝8的上表面或下表面，即可实现对轨道垫板6或轨道底座板5进行混凝土破除作业。在破除混凝土的过程中，由于预穿缝8内无钢筋网9的阻挡，所以高压管3可带动偏转喷头在预穿缝8内自由移动，偏转喷头的朝向有钢筋网9的混凝土进行喷射破碎作业，由此可将钢筋网9内的混凝土进行破碎，使部分钢筋网9露出。破碎完成后在重新灌浆即可使新混凝土与原有结构牢固结合。

在使用偏转喷头进行破碎的过程中，偏转喷头一端连接高压管3，一端连接支撑杆4，在预穿缝8的两侧分别设有用于支撑高压管3和支撑杆4的支撑装置7，以保证高压水射流能够稳定对混凝土进行破碎作业。为了完成全面积破碎，偏转喷头在破碎作业的过程中可能需要横向移动、纵向移动或旋转，本领域技术人员在使用时可根据实际需要令偏转喷头运动以完成全面积破碎作业。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即但凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。