本发明涉及高压水射流清洗技术领域，尤其是一种多功能高压水射流冲洗装置。
背景技术：
高压水射流技术是近几十年来兴起的一种正在快速发展、应用领域不断拓展的新技术，其在工业清洗、钢材除锈、除漆、除鳞、切割、混凝土破碎等领域已经得到广泛的应用。该技术目前已经成为世界各国科技人员的研究热点，研究的方向包括基础的水射流理论、磨料射流、空化射流、脉冲射流，以及水射流系统装置、旋转喷头设计等方面。研究成果应用于各类基于高压水射流进行工作的装备中，形成功能独特、性能各异的各种水射流清洗机、水射流切割机、水射流破碎机等等。
汽车铸件加工厂生产的铝铸件表面钻孔残留的毛刺、铝屑、箱体内部残留的砂粒、油污等都需要清除干净。以前生产厂家都是用手工工具机械清除的，不但效率低，而且容易破坏工件的表面，影响工件的质量和外观。因此急需一种新的装置来解决汽车铸件内的清洗问题。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本发明提供一种多功能高压水射流冲洗装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多功能高压水射流冲洗装置，包括高压泵、分水块、若干个高压控制阀、与所述高压控制阀一一对应且各自带有不同喷头的若干个高压喷枪、高压卸荷阀和控制模块，所述高压泵的出水端通过水管与分水块的进水端连接，分水块的若干个出水端经过相应的高压控制阀分别与相应的高压喷枪连接，所述分水块的另一个出水端与高压卸荷阀连接，高压控制阀的受控端、高压喷枪的受控端、高压卸荷阀的受控端分别与控制模块对应连接。
优选的，该装置还包括水箱、增压泵，所述高压卸荷阀的出水端通过水管与水箱连通，所述增压泵的进水口通过水管与水箱连通，增压泵的出水口通过水管经水过滤器与高压泵的进水端连接。
优选的，该装置还包括油箱、液压油过滤器、液压泵、液压阀块，所述油箱通过液压油过滤器与液压泵连接，所述液压泵与液压阀块连接，所述液压阀块设置有多个油路端口，此多个油路端口分别与高压控制阀的液压缸、高压喷枪的液压马达、高压卸荷阀的液压缸的油路端口连接，所述液压马达用于驱动所述喷头旋转。
优选的，所述控制模块包括控制器和液压电磁阀组，所述液压电磁阀组包括多个液压电磁控制阀和液压电磁卸荷阀，多个液压电磁控制阀分别控制高压控制阀的液压缸、高压卸荷阀的液压缸和高压喷枪的液压马达的油路通断，所述液压电磁卸荷阀控制所述液压阀块到油箱的溢流油路的通断。
进一步优选的，控制任一高压喷枪的液压马达的液压电磁控制阀同时与该高压喷枪所对应的高压控制阀的液压缸连接；任一所述液压电磁控制阀的阀芯两侧均设置有线圈，此两个线圈分别连接在控制器的两个端口上，且此两个线圈不同时得电；液压电磁控制阀通过两个线圈的得电与否控制阀芯的相应动作，实现相对应的油路通断。
优选的，所述高压喷枪包括依次连接在一起的液压马达、旋转接头和喷头；所述旋转接头包括带有中空内腔的筒体和可转动地设置在筒体中的旋转轴，所述筒体与旋转轴的轴身之间设置有弹性密封机构，所述旋转轴的一端通过联轴器与液压马达中的驱动轴连接，另一端与喷头连接；所述筒体上设置有与分水块的出水端相连接的喷枪接头，所述旋转轴的轴身内部设置有连通所述喷枪接头和喷头内腔的输水通道。
进一步优选的，所述弹性密封机构包括套设在旋转轴上的弹簧和浮动密封套，所述浮动密封套设置为两个，且两个浮动密封套分别设置在弹簧的两侧；所述喷枪接头在筒体上的设置位置与弹簧所处的筒体内腔位置相适配，所述旋转轴的位于两个浮动密封套之间的轴身上开设有与输水通道连通的进水孔。
更进一步优选的，任一浮动密封套均包括套设在旋转轴上的两个环状夹板，其中一个环状夹板靠近所述弹簧并与所述弹簧相接，另一个环状夹板远离所述弹簧并与盖板相接，两个环状夹板内侧均设置有环状的垫圈，垫圈之间设置有填料。
优选的，所述喷头包括带有中空通道的喷管和喷嘴，所述喷管的一端与所述旋转轴连接，喷管的另一端与喷嘴相连接，所述喷嘴上设置有喷孔；所述旋转轴中的输水通道、喷管中的中空通道以及喷嘴中的喷孔依次连通；不同高压喷枪上的喷管长度相同或相异，不同高压喷枪上的喷嘴的喷孔数量或喷水方式相异。
进一步优选的，所述喷嘴上的喷孔的设置方式至少为如下类型中的一种或者几种的组合：
所述喷孔至少设置为三个，且喷孔的孔中心线与喷管的中轴线的夹角彼此相异；
或者，所述喷孔为扇形结构；
或者，所述喷孔为直筒状，且此直筒状的喷孔的中轴线偏离喷管的中轴线。
本发明的优点在于：
(1)本发明的装置中设置有与高压控制阀一一对应且各自带有不同喷头的若干个高压喷枪，当不同的高压喷枪工作时，可以射出不同形状和方位的高压水流，因此本发明可以适用于不同的需要待清洗的汽车铸件，使用范围广泛且工作效率高。
(2)本发明中设置有可以控制是否输出高压水的高压卸荷阀，当不需要输出高压水时，高压卸荷阀动作，则高压水通过管路溢流回水箱，从而可以有效地节约用水。本发明中的增压泵的设置则保证了装置需要的最低水压。
(3)本发明中的控制模块通过控制液压电磁控制阀来控制高压控制阀的液压缸、高压喷枪的液压马达和高压卸荷阀的液压缸的油路通断，实现高压喷射水；控制模块通过液压电磁卸荷阀来控制液压阀块到油箱的溢流油路的通断，来控制液压系统是否建立油压。本发明通过液压电磁控制阀和液压电磁卸荷阀的设置，可以快速有效地控制水路和油路的通断，从而不但能够保证本装置的顺利稳定的工作，而且可以实现带有不同喷头的若干个高压喷枪的快速切换，以实现对工件不同部位的清洗工作。
(4)本发明的高压喷枪使用液压马达来驱动喷头的旋转，并且通过不同喷嘴的设置来实现不同的冲洗效果，比如带有多个喷孔的喷嘴可以用于清洗箱体的内腔，带有扇形喷孔的喷嘴可以用于冲洗螺纹孔内部渣屑，带有偏心喷孔的喷嘴可以用于冲洗箱体机加工棱边毛刺。由此，通过控制器的控制，可以实现同一个高压水射流冲洗装置具有多种清洗功能。
(5)本发明的控制任一高压喷枪的液压电磁控制阀同时与该高压喷枪对应的高压控制阀受控端连接，这种设计结构使得当某一路高压控制阀得电送水时，与此路高压控制阀对应的高压喷枪的液压缸同时开始动作，驱动该高压喷枪的喷头旋转喷水，由此实现了喷头供水与旋转的同步性，确保了良好的清洗效果。
(6)本发明中所述液压电磁控制阀的阀芯两侧均设置有线圈，此两个线圈分别连接在控制器的两个端口上，且此两个线圈不同时得电。由于两个线圈不同时得电，则当其中一个线圈即a线圈得电时，另一个线圈即b线圈不得电，阀芯向a线圈动作，相对应的高压控制阀的液压缸以及高压喷枪的液压马达的油路贯通，高压控制阀打开，高压水进入高压喷枪中并由喷头处喷出，且喷头在液压马达的驱动下转动，实现旋转喷水；当b线圈得电时，a线圈不得电，阀芯向b线圈动作，相对应的高压控制阀的液压缸以及高压喷枪的液压马达的油路断开，高压控制阀关闭，高压水不在进入高压喷枪中，高压喷枪的液压马达停止转动。由上述可知，本发明中的液压电磁控制阀通过两个线圈的得电与否控制阀芯的相应动作，实现相对应的油路通断，不但结构简单，控制效果好，而且故障率较低。
(7)水过滤器的设置可以减少进入高压泵内的水中的杂质，防止阻塞高压泵，液压油过滤器的设置可以减少油箱内油的杂质进入到液压泵内，防止阻塞液压泵。
附图说明
图1为本发明中的一种多功能高压水射流冲洗装置的原理示意图。
图2为控制器与液压电磁阀组的连接示意图。
图3、4均为高压喷枪的结构示意图。
图5为旋转接头和喷头的结构示意图。
图6为用于清洗箱体内腔的三孔喷头的结构示意图。
图7为用于冲洗螺纹孔内部渣屑的扇形状的单孔喷头的结构示意图。
图8为用于冲洗箱体棱边毛刺的单孔偏心喷头的结构示意图。
图中标注符号的含义如下：
1-水箱2-增压泵3-水过滤器4-高压泵5-分水块
6-高压控制阀7-油箱8-液压油过滤器9-液压泵
10-液压阀块11-高压卸荷阀12-高压喷枪121-液压油管接头
122-调速阀123-液压马达124-连接支架125-联轴器
126-旋转接头1261-筒体1262-旋转轴1263-输水通道
1264-弹簧1265-环状夹板1266-垫圈1267-填料
1268-进水孔127-高压水枪接头128-喷管1281-中空通道
129-喷嘴1210-喷孔13-控制器14-液压电磁控制阀
141-第一液压电磁控制阀142-第二液压电磁控制阀
143-第三液压电磁控制阀144-第四液压电磁控制阀
15-液压电磁卸荷阀16-箱体17-螺纹孔
具体实施方式
如图1所示，一种多功能高压水射流冲洗装置，包括高压泵4、分水块5、三个高压控制阀6、分别带有三个不同喷头的三个高压喷枪12、高压卸荷阀11、控制模块、水箱1、增压泵2、油箱7、液压油过滤器8、液压泵9、液压阀块10、水过滤器3。水过滤器3设置在增压泵2和高压泵4之间，控制模块包括控制器13和液压电磁阀组。高压泵4的出水端通过水管与分水块5的进水端连接，分水块5的若干个出水端经过相应的高压控制阀6分别与相应的高压喷枪12连接，分水块5的另一个出水端与高压卸荷阀11连接，高压控制阀6的受控端、高压喷枪12的受控端、高压卸荷阀11的受控端分别与控制模块对应连接。
本实施例中的高压控制阀6与高压喷枪12一一对应设置，即一个高压控制阀6控制一个高压喷枪12的供水。若每一个高压控制阀6与其相对应的高压喷枪12构成一个高压喷水组件，则本实施例中共设置有三组高压喷水组件。当然，为了实现更多的清洗功能，还可以设置更多组高压喷水组件。
下面分别对本实施例中的组成部分给予详细说明。
1.水路部分
如图1所示，增压泵2的进水口通过水管与水箱1连通，增压泵2的出水口通过水管经水过滤器3与高压泵4的进水口连接，水箱1中的水经增压泵2加压并通过水过滤器3过滤后进入高压泵4的进水口，高压泵4对水进一步加压后输送到分水块5。当某一个高压控制阀6打开时，则高压水经由此高压控制阀6输出到与此高压控制阀6管路相对应的高压喷枪12中。
高压卸荷阀11的出水端通过水管与水箱1连通，需要输送高压水进行工作时，所述高压卸荷阀11是关闭的，如果高压卸荷阀11打开，则分水块5中的高压水通过管路溢流回水箱1，而不再向高压控制阀6输出高压水。
2.油路部分
本实施例中的高压控制阀6和高压卸荷阀11中均设置有液压缸，高压喷枪12中设置有用于驱动喷头旋转的液压马达123。为使得高压控制阀6、高压卸荷阀11和高压喷枪中的液压马达123能够顺利工作，需要配置相应的液压油管路。液压油管路的设置有多种实现方式，比如，可以给每一组高压喷水组件均单独配置一个液压油管路供应系统。为了提高系统的集成性，对三组高压喷水组件进行统一供油，本发明设置有集中式液压系统。所述集中式液压系统包括邮箱7、液压油过滤器8、液压泵9以及液压阀块10；所述油箱7通过液压油过滤器8与液压泵9连接，液压泵9与液压阀块10连接，液压阀块10设置有多个油路端口，此多个油路端口分别与高压控制阀6的液压缸、高压喷枪12的液压马达123、高压卸荷阀11的液压缸的油路端口连接。
前述液压缸和液压马达123的动力是由液压泵9建立的油压提供的。即油箱7中的液压油经液压油过滤器8过滤后由液压泵9加压后输送到液压阀块10，液压阀块10与高压控制阀6和高压卸荷阀11上的液压缸相通，并与高压喷枪12上的液压马达123也相通。
3.控制部分
为了对前述的集中式油路系统进行统一控制，本发明配置了控制模块，如图1、2所示，所述控制模块包括控制器13和液压电磁阀组，所述液压电磁阀组包括四个液压电磁控制阀14和一个液压电磁卸荷阀15，四个液压电磁控制阀14分别控制高压控制阀6的液压缸、高压卸荷阀11的液压缸和高压喷枪12的液压马达123的油路通断，一个液压电磁卸荷阀15控制所述液压阀块10到油箱7的溢流油路的通断。
具体说来，本实施例中的其中三个液压电磁控制阀14，即第一液压电磁控制阀141、第二液压电磁控制阀142、第三液压电磁控制阀143分别控制三组高压喷水组件的油路通断；另一个液压电磁控制阀14，即第四液压电磁控制阀144控制高压卸荷阀11上的液压缸的油路通断；液压电磁卸荷阀15打开时液压泵9输出的液压油直接溢流回油箱7，集中式液压系统没有油压，当液压电磁卸荷阀15关闭时，液压油溢流口关闭，集中式液压系统中建立起油压。
控制任一高压喷枪12的液压马达123的液压电磁控制阀同时与该高压喷枪所对应的高压控制阀6的液压缸连接，即一个液压电磁控制阀控制一组高压喷水组件的油路通断。任一所述液压电磁控制阀14的阀芯两侧均设置有线圈，此两个线圈分别连接在控制器13的两个端口上，且此两个线圈不同时得电；如图2所示，本实施例中的第一液压电磁控制阀141的两个线圈分别与控制器13的p1、p8两个端口连接，第二液压电磁控制阀142的两个线圈分别与p2、p7两个端口连接，第三液压电磁控制阀143的两个线圈分别与p3、p6两个端口连接，第四液压电磁控制阀144的两个线圈分别与p4、p5两个端口连接。
对任一所述液压电磁控制阀和其控制的高压喷水组件来说，由于两个线圈不同时得电，则当其中一个线圈即a线圈得电时，另一个线圈即b线圈不得电，此时阀芯向a线圈动作，此高压喷水组件中的高压控制阀的液压缸以及高压喷枪的液压马达的油路贯通，高压控制阀打开，高压水进入高压喷枪中并由喷头处喷出，且喷头在液压马达的驱动下转动，实现旋转喷水；当b线圈得电时，a线圈不得电，此时阀芯向b线圈动作，此高压喷水组件中的高压控制阀的液压缸以及高压喷枪的液压马达的油路断开，高压控制阀关闭，高压水不在进入高压喷枪中，高压喷枪的液压马达停止转动。
由此，液压电磁控制阀14通过两个线圈的得电与否控制阀芯的相应动作，实现其控制的高压喷水组件的油路通断。
4.高压喷枪
如图3～5所示，本实施例中的所述高压喷枪12包括依次连接在一起的液压马达123、旋转接头126和喷头；所述旋转接头126包括带有中空内腔的筒体1261和可转动地设置在筒体1261中的旋转轴1262，所述筒体1261与旋转轴1262的轴身之间设置有弹性密封机构，所述旋转轴1262的一端通过联轴器125与液压马达123中的驱动轴连接，另一端与喷头连接；所述筒体1261上设置有与分水块5的出水端相连接的喷枪接头127，所述旋转轴1262的轴身内部设置有连通所述喷枪接头127和喷头内腔的输水通道1263。
所述液压马达123的外壳的一端设置有连接支架124，另一端设置有液压油管接头121，连接支架124的另一端与旋转接头126固定连接。所述液压油管接头121通过液压软管与液压阀块10上的油路端口相连接，液压油管接头121上设置有调速阀122，调速阀122通过调节进入液压马达123的液压油流量调节液压马达123的转速。
所述喷枪接头127连接高压软管，由高压控制阀输送来的高压水从喷枪接头127进入旋转接头126的内腔，并通过喷头射出。液压马达123的驱动轴旋转时通过联轴器125带动旋转接头126的旋转轴1262、喷头129旋转，形成旋转水射流进行清洗作业。
如图5所示，所述弹性密封机构包括套设在旋转轴1262上的弹簧1264和浮动密封套，所述浮动密封套设置为两个，且两个浮动密封套分别设置在弹簧1264的两侧；所述喷枪接头127在筒体1261上的设置位置与弹簧1264所处的筒体1261内腔位置相适配，所述旋转轴1262的位于两个浮动密封套之间的轴身上开设有与输水通道1263连通的进水孔1268。
任一浮动密封套均包括套设在旋转轴1262上的两个环状夹板1265，其中一个环状夹板1265靠近所述弹簧1264并与所述弹簧1264相接，另一个环状夹板1265远离所述弹簧1264并与盖板相接，两个环状夹板1265内侧均设置有环状的垫圈1266，垫圈1266之间设置有填料1267。
由于在两个浮动密封套之间设置有弹簧1264，从而被限制在筒体两端盖板之间的两个浮动密封套可以在弹簧1264的弹力作用下有一定的轴向移动空间，这种结构设计不但保证了旋转接头126的密封性能，而且也防止了当旋转轴1262转动时可能造成的浮动密封套的过度磨损问题，有利于旋转接头126能够持久稳定可靠的工作。
如图4、5所示，所述喷头包括带有中空通道1281的喷管128和喷嘴129，所述喷管128的一端与所述旋转轴1262连接，喷管128的另一端与喷嘴129相连接，所述喷嘴129上设置有喷孔1210；所述旋转轴1262中的输水通道1263、喷管128中的中空通道1281以及喷嘴129中的喷孔1210依次连通；不同高压喷枪12上的喷管128长度相同或相异，不同高压喷枪12上的喷嘴129的喷孔1210数量或喷水方式相异。
喷管128是单独设置的，可以拆换，不同喷管128的长度可以彼此不同，有利于工作人员针对不同的工件选择合适的喷管128。喷嘴129也是单独设置的，不同喷嘴129上的喷孔的数量、结构以及喷水方向均可以按照清洗的需要进行设计或选择。
在本实施例中，所述喷嘴129上的喷孔1210的设置方式至少为如下类型中的一种或者几种的组合：
如图6所示，所述喷孔1210至少设置为三个，且喷孔1210的孔中心线与喷管128的中轴线的夹角彼此相异，图6中的三个喷孔1210的孔中心线与喷管128的中轴线的夹角分别为锐角、直角和钝角。当喷嘴129旋转的同时在箱体16内前后移动时即可以实现对箱体内腔的清洗。
或者，如图7所示，所述喷孔1210为扇形结构，在扇形结构的喷孔1210的导引下，高压水呈扇形喷出，这种喷孔也称为扇形喷孔；
或者，如图8所示，所述喷孔1210为直筒状，且此直筒状的喷孔1210的孔中心线偏离喷管128的中轴线，使得高压水呈一定斜角喷出。图8中的喷孔1210的孔中心线与喷管128的中轴线彼此平行，这种孔中心线偏离喷管128中轴线的喷孔也称为偏心喷孔。
当然，上述三种喷孔1210的设置方式不但可以独立使用，也可以彼此进行组合，比如，将图6中的三个喷孔的结构均设置为图7所示的扇形结构；也可以将偏心喷孔的孔型设置为扇形结构；还可以将图6中的三个喷孔中的一个设置为扇形喷孔，另一个设置为偏心喷孔，第三个喷孔设置为常规的直筒状喷孔。
5.多功能高压水射流冲洗装置的工作方法
下面结合实施例中的附图对该装置的工作过程进行详细描述。
控制器13向液压电磁卸荷阀15发出关闭信号，液压电磁卸荷阀15得电动作，关闭液压油溢流口，则集中式液压系统建立起油压。控制器13向控制高压卸荷阀11的第四液压电磁控制阀144发出关闭信号，第四液压电磁控制阀144得电动作，高压卸荷阀11上的油缸上腔进油，使阀芯下移关闭溢流口，水路系统建立起高压。当需要某一路喷枪工作时，控制器13向该路控制高压控制阀6的液压电磁控制阀14(例如第一液压电磁控制阀141)发出开启信号，则高压控制阀6打开，喷头129输出高压水，同时液压油输出到该路高压喷枪12上的液压马达123，液压马达123旋转带动高压喷枪12上的喷头129旋转。
需要切换到另一路喷枪工作时，控制器13向另一路的液压电磁控制阀14(例如第二液压电磁控制阀142)发出开启信号后，此另一路的高压控制阀6打开，喷头129输出高压水，同时与这一路高压控制阀7对应的高压喷枪12上的液压马达123带动其上的喷头129旋转；同时控制器13向原来工作的那一路上的液压电磁控制阀14(即第一液压电磁控制阀141)发出关闭信号，则原来工作的那一路停止输送高压水，同时喷头129停止旋转。
由以上对本发明所述的多功能高压水射流冲洗装置原理的分析可以看出，本发明具有安装在三个高压旋转喷枪上结构和功能不同的喷头，在电控系统的控制下通过液压进行切换工作的特点，实现了同一个机组可以满足清洗箱体内腔16、冲洗螺纹孔17内部渣屑、冲洗箱体棱边毛刺等多种功能。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。