一种高压水射流冲击力反馈保护装置的制作方法

本实用新型涉及水切割及工业清洗领域，具体为一种高压水射流冲击力反馈保护装置。

背景技术：

高压水射流技术是近年来发展非常迅猛的一门新兴技术，利用高压发生装置产生的高压水，通过喷头聚集为水射流，冲击到物体表面，可以完成表面清洗、切割、破碎等作业。这种清洗或切割方法，快速、高效、无污染且成本低，是一种可靠、经济实用的清洗或切割技术。

高压水射流冲洗切割技术的重要技术指标是冲击力，它决定了高压水流对物体表面的作用效果，由于受到流体特性的影响，高压水冲击到物体表面时，其冲击力受到喷头结构、喷射距离及其它工艺因素影响，往往不会保持恒定，且实际水射流冲击力与理论计算值有一定的偏差，这会大大影响水射流冲洗或切割的实际效果。同时，过高的冲击反作用力对水射流装置的机械结构会造成损坏，甚至会引发安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以实现喷射距离的自动调节，水射流冲击反作用力的自动检测和实时反馈，用以在线评估水射流冲击力作用效果的一种高压水射流冲击力反馈保护装置。

本实用新型包括横杆、齿轮、齿条、喷头、高压喷管,其特征在于：横杆的一端固定在悬架上，在横杆靠近悬架段设有齿条，齿轮设在齿条下方且与其啮合；高压喷管的左端头安装有喷头，凸台套筒固定在高压喷管上，弹簧设在凸台套筒上，高压喷管的右端穿过悬架并与夹头固定；位移传感器安装在悬架上，其拉杆与夹头连接，悬架下端装有滚子。

所述的齿条为套筒状，能够在横杆上往复滑移。

所述的滚子能沿轨道滚动，以保证悬架平稳移动。

通过所述的位移传感器可自动检测并计算水射流冲击反作用力，并根据反作用力的大小，通过所述的齿轮、齿条机构动态调节喷头与物体表面之间的喷射距离。

本实用新型的优点在于：可实现高压喷管的自动进给，可实时检测水射流反冲力的变化，并自动调节喷射距离。由于采用了弹簧作为缓冲，提高了装置的稳定性和可靠性，针对不同的工况，可更换不同弹性系数的弹簧，提升了装置的适用性。采用了位移传感器检测弹簧的变化量，安装方便，保护机械结构免受高压水射流反冲力的破坏，实时检测位移可以帮助控制系统快速响应，提高控制精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的立体图。

1—横杆、2—齿轮、3—齿条、4—喷头、5—高压喷管、 6—凸台套筒 、7—弹簧、8—悬架、9—位移传感器、10—夹头、11—滚子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参照图1、2，本实用新型包括横杆1、齿轮2、齿条3、喷头4、高压喷管5, 本实用新型横杆1的一端固定在悬架8上，在横杆1靠近悬架8段设有齿条3，齿轮2设在齿条3下方且与其啮合；高压喷管5的左端头安装有喷头4，凸台套筒6固定在高压喷管5上，弹簧7设在凸台套筒6上，高压喷管5的右端穿过悬架8并与夹头10固定；位移传感器9安装在悬架8上，其拉杆与夹头10连接，悬架8下端装有滚子11。

横杆1固定，齿轮2由伺服电机带动，齿条3呈套筒状，可在横杆1上往复滑移，齿条3与悬架8固定。高压喷管5的左端安装有喷头4，凸台套筒6与高压喷管5固定，并顶住弹簧7。高压喷管5的另一端穿过悬架8并与夹头10固定。位移传感器9安装在悬架8上，其拉杆与夹头10连接。悬架下端安装了沿导轨滚动的滚子11，以保证悬架8沿直线方向稳定移动。

当需要调整喷头4与物体表面之间的间距时，如果齿轮2逆时针旋转，与其啮合的齿条3将向左运动，由于悬架8与齿条3固定，因此，悬架8也向左运动，在悬架8的带动下，高压喷管5向左运动，使喷头4接近物体表面。同理，如果齿轮2顺时针旋转时，喷头4将向远离被喷射物体的方向运动。

调整间距完毕后，固定悬架8的位置，当高压水射流冲击到物体表面时，冲击力会对高压喷管5产生反作用力，从而推动高压喷管5向右运动，此时，凸台套筒6将压缩弹簧7，根据作用力与反作用力的原理，通过测量弹簧7的压缩量既可计算高压喷管所受反冲击力的大小，继而间接判断高压水射流冲击力的变化。设弹簧的压缩量△X，根据弹簧的弹性系数k及压缩量的大小△X，便可以计算出当前的水射流反冲力的大小F=k·△X。

弹簧7的压缩量可以通过位移传感器9检测，具体检测原理为：位移传感器9安装固定在悬架8右侧，夹头10固定在高压喷管5右端，位移传感器9的拉杆与夹头10连接，当高压喷管5向右运动时，带动夹头10向右移动，从而拉动位移传感器9的拉杆向右移动，根据位移传感器的测量原理，拉杆位移的变化会导致位移传感器信号的变化，从而直接反映了弹簧7的伸缩变化量。通过控制系统数值计算，即可获得水射流反冲力的大小F。

在水流压力、流量稳定的情况下，当反冲力F超过限值时，齿轮齿条机构将自动调节喷头4与物体之间的间距，以保证高压水射流冲击力在稳定安全的范围内工作。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。