一种具有向后喷孔的水力破除喷头的制作方法

1.本实用新型涉及水力破除作业领域，尤其涉及一种具有向后喷孔的水力破除喷头。


背景技术：

2.目前高速公路、桥梁等混凝土局部清拆的方式大多依靠人力，借助风镐、爆破锤、金刚石圆盘锯等进行作业，但施工过程中将会损伤钢筋，造成混凝土建筑的主体结构隐形损害，大大缩短主体结构的工程寿命；并且会产生较严重的噪声和沙尘污染。因此亟需一种更为安全、高效和环保的混凝土面基清拆技术。
3.高压水射流技术是指由高压水射流传递的巨大能量来破除目标物的技术，由于其不产尘，工作效率高，针对混凝土破除时可以做到不伤配筋、不对原有结构产生裂纹扩展等优势，已被应用于道路、桥梁修复中。
4.申请号为cn201921333531.7的中国专利，公开了一种用于水力破除的喷头，在使用过程中，通过供水机构使高压水进入到进水孔内，进入到进水孔内的高压水通过喷水孔高压喷出，喷水孔喷出的高压水对混凝土进行破碎；由于高压水在对混凝土进行破碎过程中，破碎产生的混凝土碎渣在受到高压水破碎的同时会产生向后的反作用力，从而使产生的混凝土碎渣通过喷水孔回流至排渣孔内，并最终从排渣孔排出，从而使孔内的混凝土碎渣自动排出，有效防止碎渣将孔堵塞，使喷头对混凝土的破碎效果更好，提高破除的效率，使整个施工的进度大大加快。
5.但是，上述专利却存在受力偏心，水射流能量损失较大等缺陷。


技术实现要素：

6.为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种具有向后喷孔的水力破除喷头，以使喷头对混凝土的破碎效果更好，提高破除的效率。
7.为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：
8.一种具有向后喷孔的水力破除喷头，包括后端的进水部和前端的喷水部，所述进水部内设置有进水孔，所述喷水部的前端面设置有多个第一喷水孔，外侧壁上设置有多个倾斜向上的第二喷水孔和倾斜向后的第三喷水孔，所述第一喷水孔、第二喷水孔和第三喷水孔均与所述进水孔连通。
9.进一步的是，所述喷水部的前端面设置有两个第一喷水孔，所述两个第一喷水孔与所述进水孔呈y型。
10.进一步的是，所述第一喷水孔出口端所在端面呈斜面状，第一喷水孔的中心轴线与所述进水孔的中心轴线之间的夹角为155
°‑
170
°
。
11.进一步的是，所述喷水部的外侧壁上对称设置有两个倾斜向上的第二喷水孔。
12.进一步的是，所述第二喷水孔的中心轴线与所述进水孔的中心轴线之间的夹角为80
°‑
89
°
。
13.进一步的是，所述喷水部的外侧壁上对称设置有两个倾斜向后的第三喷水孔，所述第三喷水孔位于第二喷水孔后方。
14.进一步的是，所述第三喷水孔的中心轴线与所述进水孔的中心轴线之间的夹角为40
°‑
50
°
。
15.进一步的是，所述两个第一喷水孔中心轴所形成的面与两个第二喷水孔中心轴所形成的面相互垂直，与两个第三喷水孔中心轴所形成的面同面。
16.进一步的是，所述喷头呈阶梯圆柱状，进水部的外径小于所述喷水部的外径，喷水部后端的外侧壁上对称设置有直面。
17.进一步的是，所述进水部的外壁上设置有外螺纹，所述第一喷水孔、第二喷水孔和第三喷水孔出口端内壁均设置有内螺纹。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型提供的水力破除喷头，在喷水部前端面设置两个呈y型的第一喷水孔，以便于对正前方混凝土进行破除，同时增加一定的破除范围，为枪杆前进提供有效的空间，同时相互抵消横向后坐力，保持枪杆转动时不偏心。
20.本实用新型提供的水力破除喷头，在喷水部外侧壁上对称设置两个倾斜向上的第二喷水孔，以便于对侧向混凝土进行破除，增加破除范围，同时提供一定的排渣冲击效果，并保持枪杆转动不偏心。
21.本实用新型提供的水力破除喷头，在喷水部外侧壁上对称设置有两个倾斜向后的第三喷水孔，一方面使喷头向后有水射流打击，可以从不同角度对残留混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率，使破除效果更好，破除更彻底；另一方面向后的喷水孔可以将碎渣冲出来，达到主动排渣的效果；另外向后喷出的高压水射流，会在射流的反方向形成一个真空负压带，真空负压带可以把积留的水和石渣吸出，远离喷头区域，提高破除效率。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图；
23.图2为本实用新型另一视角的结构示意图；
24.图3为本实用新型的剖视图；
25.图4为本实用新型另一视角的剖视图；
26.图中：01、进水部；011、进水孔；02、喷水部；021、第一喷水孔；022、第二喷水孔；023、第三喷水孔；024、直面。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.一种具有向后喷孔的水力破除喷头，如图1
‑
4所示，包括后端的进水部01和前端的喷水部02，进水部01内设置有进水孔011，喷水部02的前端面设置有多个第一喷水孔021，外侧壁上设置有多个倾斜向上的第二喷水孔022和倾斜向后的第三喷水孔023，第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023均与进水孔011连通。
30.本实施例中，进水孔011的内径大于喷水孔的内径，进水孔011连接高压水的供水机构，高压水经进水孔011进入喷头，从喷头的第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023喷出，破碎混凝土。通过在喷水部02的前端面和外侧壁上均设置有多个喷水孔，可以从不同角度对混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率，使破除效果更好，破除更彻底。
31.本实施例设置了倾斜向后的第三喷水孔023，是基于以下三点考虑：
32.1、高压水射流破除混凝土主要是靠水射流寻找混凝土的缝隙或薄弱点，向前的第一喷水孔在枪杆往前行走之后，会有一定的残留，如果向后有水射流打击，可以从不同角度对残留混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率，使破除效果更好，破除更彻底。
33.2、破除过程中有大量的混凝土残渣残留在孔洞内，特别是深入破除后，残渣堆积过多，不利于后续枪杆的移动，向后的喷孔可以将碎渣冲出来，达到主动排渣的效果。
34.3、在枪杆深入到破除孔洞内部时，特别是在形成了密闭空间后，混凝土缺乏临空面，无法高效剥离，全靠高压水射流的打击力来进行破除，而该状态下，极易在密闭空间内积留大量的带有一定压力的水。这部分水充斥在空间内对喷头喷射出的高压水形成一定的阻力，大幅降低高压水的打击力，同时该空间里除了积留水以外，还积留了大量的混凝土谷料，这部分谷料随着涡流效应会在这个空间内乱窜而出不去，谷料阻挡水射流后同时也会大幅度削弱打击力，造成破除效率直线下降。而向后的高压水射流，会在射流的反方向形成一个真空负压带。这个负压，可以把积留的水和石渣吸出，远离喷头区域，提高破除效率。
35.作为本实施例的优化方案，如图1和3所示，喷水部02的前端面设置有两个第一喷水孔021，两个第一喷水孔021与进水孔011呈y型，从而对正前方混凝土进行破除，同时增加一定的破除范围，为枪杆前进提供有效的空间，同时相互抵消横向后坐力，保持枪杆转动时不偏心。
36.第一喷水孔021的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为155
°‑
170
°
。由于夹角越大，破除力度越大，速度越快，但是孔径越小，不利于排渣。通过实验验证，该夹角为165
°
时效果最佳。
37.作为本实施例的优化方案，如图1、2和4所示，喷水部02的外侧壁上对称设置有两个倾斜向上的第二喷水孔022，从而对侧向混凝土进行破除，增加破除范围，同时提供一定的排渣冲击效果，并保持枪杆转动不偏心。
38.第二喷水孔022的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为80
°‑
89
°
。由于该角度越大破除效果越好，但是能量损失越大，同时需要兼顾一定的退渣效果。通过实验验
证，该夹角为85
°
时效果最佳。
39.作为本实施例的优化方案，如图1、2和3所示，喷水部02的外侧壁上对称设置有两个倾斜向后的第三喷水孔023，第三喷水孔023位于第二喷水孔022后方。一方面使喷头向后有水射流打击，可以从不同角度对残留混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率；另一方面向后的喷水孔可以将碎渣冲出来，达到主动排渣的效果；另外向后喷出的高压水射流，会在射流的反方向形成一个真空负压带，真空负压带可以把积留的水和石渣吸出，远离喷头区域，提高破除效率。
40.第三喷水孔023的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为40
°‑
50
°
。由于该角度越小向后侧冲渣效果越好，但是水能损失越大。通过实验验证，该夹角为45
°
时效果最佳。
41.作为本实施例的优化方案，如图3和4所示，两个第一喷水孔021中心轴所形成的面与两个第二喷水孔022中心轴所形成的面相互垂直，与两个第三喷水孔023中心轴所形成的面同面，从而以便于机械加工，在最小的空间内进行多孔布局，同时可以有效的均衡水射流的后坐力。
42.作为本实施例的优化方案，如图1
‑
4所示，喷头呈阶梯圆柱状，将喷头设置为圆柱状，从而以便于减小作业过程中喷头旋转产生的摩擦阻力；进水部01的外径小于喷水部02的外径，以便于安装进水部01时，阶梯上的喷水部02对进水部01的安装进行限位。喷水部02后端的外侧壁上对称设置有直面024，以便于使用安装工具夹住直面024，旋转喷头，对喷头进行安装或者拆卸。
43.作为本实施例的优化方案，进水部01的外壁上设置有外螺纹，以便于将其螺纹可拆卸安装在供水机构上；第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023出口端内壁均设置有内螺纹，可在内螺纹上安装可拆卸的堵塞螺钉，根据实际需求封堵不需要使用的喷水孔，保留需要使用的喷水孔。
44.本实施例中，两个第一喷水孔021、两个第二喷水孔022和两个第三喷水孔023与进水孔011呈米型。
45.为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：
46.当需要对混凝土进行破除时，先将喷头固定在供水机构上，然后通过驱动机构驱动喷头旋转，并使喷头在喷水的同时进行旋转并逐步前进。
47.使用过程中，通过供水机构使高压水进入到进水孔011内，进入到进水孔011内的高压水通过第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023高压喷出，喷出的高压水对混凝土进行破碎，且在高压水破碎的同时，驱动机构同时驱动喷头进行转动并前进。
48.具体破碎时，呈y型的两个第一喷水孔021喷出的高压水，对正前方混凝土进行破除，为枪杆前进提供有效的空间，同时两个第一喷水孔021相互抵消横向后坐力，保持枪杆转动时不偏心。
49.对称设置倾斜向上的两个第二喷水孔022喷出的高压水，对侧向混凝土进行破除，增加破除范围，同时提供一定的排渣冲击效果，并保持枪杆转动不偏心。
50.对称设置倾斜向后的两个第三喷水孔023喷出的高压水，从向后的角度对残留混凝土进行破除，同时将前端积留的水和石渣吸出，并将石渣冲出。
51.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。