一般將由水刀噴嘴等多個零件組成的噴射設備部件叫做噴頭?？梢?，噴嘴僅為噴頭的一個零件。正因如此，噴頭除具有噴嘴的功能外，還具有旋轉(zhuǎn)、進給、多束等功能。本章試圖系統(tǒng)介紹各種類型的噴頭，展示豐富的噴頭家族。
噴頭的豐富是水射流設備的周邊設備齊全的一個重要標志。盡管噴頭小且價廉，但其技術(shù)密集性和無以替代的應用特性極大地帶動了主機市場、提高了設備的成套性水平。因此，凡是從事水射流技術(shù)的人無不拿出相當?shù)木拓斄τ靡匝芯繃婎^?？梢院敛豢鋸埖卣f，噴頭已成了水射流成套設備的關(guān)鍵技術(shù)所在?？偨Y(jié)噴頭技術(shù)正是為了更好地發(fā)展它。為可與噴槍連接的噴頭群體，不難看出可互換的噴頭家族對完善水射流應用的重要性。
固定噴頭指噴頭本身與其連接體（硬管、軟管或機構(gòu)）沒有相對運動。固定噴頭又分為單孔噴頭和多孔噴頭。單孔噴頭主要包括噴嘴（或噴嘴總成）與噴頭體，其目的是縮小噴嘴尺寸，選用高硬度、高強度的耐磨材料，既可提高壽命，又便于加工，同時還能產(chǎn)生不同的射流形式。為典型的單孔噴頭。噴嘴做成凸緣，便于壓緊連接；采用紫銅密封墊圈，依靠其塑性變形密封，這種墊圈拆卸后往往不可復用；噴頭體形狀較特別，其延伸段做成三爪刃形，作業(yè)中有明顯的切削和疏通作用，還能很好地保護噴嘴，同時保證了垢層與噴嘴間固定的靶距。 單孔噴頭普遍應用在超高壓，由于超高壓噴嘴尺寸往往受特殊材料加工成形工藝等限制，隨之就給噴嘴與噴頭體連接的超高壓靜密封帶來一些困難。
為4種不同型式的超高壓噴嘴總成，不難看出它們共同的特點是噴嘴均位于噴嘴體上表面，且噴嘴均以尼龍或PTFE等材料作密封圈。噴嘴體上表面采用錐面密封；圖。為微錐面密封；為球面密封，它的另一特色是可以球體旋轉(zhuǎn)較容易地使水噴嘴與磨料噴嘴對中調(diào)心。另外，噴嘴為擴散形，在如此小尺寸下加工這一擴散形是不容易的。所有噴嘴的共同特點是直徑極小，為0. 08—1.0mm，公差均為0.006mm。通過這些圖我們可以看到超高壓水切割噴嘴總成的工藝難度很大，同時它對與其關(guān)聯(lián)的零件要求也很高。上述噴嘴總成中的噴嘴均以紅寶石或藍寶石制造，噴嘴體則多為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。
更多的固定噴頭還是采用多噴嘴結(jié)構(gòu)，因為多束射流適應較大直徑管道清洗。當然，多束射流也需要較大功率的機組為其提供流量。
高壓水射流多孔噴頭型式很多，其原則就是將噴嘴與噴頭體分開，易拆易換。噴嘴與噴頭體的連接主要采用外六角螺母式或內(nèi)六角螺母式，噴嘴與噴嘴套根據(jù)不同參數(shù)和結(jié)構(gòu)設計可分可合。為一列式噴頭，為了各束射流的不間斷，扇形噴角的安裝角度(15°)十分講究，這個問題在其他噴頭上也時有出現(xiàn)。為保證噴嘴的安裝到位，加工中對噴嘴連接端面要求很高，應保證噴嘴軸心線與其連接端面的垂直。這樣，既便于鉆孔攻絲，又能保證高壓水的密封。一般在噴嘴與連接端面設有紫銅墊圈密封。噴嘴的安裝方向決定了射流的方向，如軸向、徑向、斜向向前及斜向向后。斜向向后噴的反向射流可使噴頭自進。這是多孔噴頭長見特點，在清洗的同時，它為軟管自進提供了動力。 多孔噴頭多用于數(shù)十兆帕壓力，超高壓多孔噴頭，噴頭體上沿軸剖面和徑向剖面各布有兩個噴嘴，噴頭工作壓力可達250MPa，其安裝在噴管上由外力強制噴管旋轉(zhuǎn)而形成超高壓旋轉(zhuǎn)射流。這種多孔噴頭軸向兩個噴嘴軸心線呈小銳角相交，噴頭體的旋轉(zhuǎn)形成了兩股旋轉(zhuǎn)射流，可打擊一個直徑較大的面；周向噴嘴成對偶與中心孔呈切向布置，有助于噴頭的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。超高壓多孔噴頭的關(guān)鍵還在于人造寶石噴嘴的連接。噴嘴外裹尼龍密封圈，由絲堵壓入噴頭體內(nèi)。這其中的密封、定位、對中等都十分講究，否則，在高壓水的作用力下，如此小尺寸的螺紋，其強度是難以保證的。當然，在這種單噴嘴結(jié)構(gòu)成熟的基礎上，可以組合出多種型式的超高壓多孔噴頭。
工作壓力20MPa的自動可轉(zhuǎn)向管道清洗噴頭，這種噴頭適用于有彎頭和閘閥的管道清洗。對于50 - 1000mm直徑管道，這種噴頭可因軟管的外力作用（拉或推）沿管道改變其進給方向'高壓軟管在管道中不會卡住。其轉(zhuǎn)彎動力來自射流反沖力。 強制旋轉(zhuǎn)噴頭的動力來自于外力，有以下特點：旋轉(zhuǎn)噴頭的轉(zhuǎn)速可以隨意控制；旋轉(zhuǎn)噴頭的進給長度（深度）受到很大限制（因受動力機構(gòu)尺寸的限制）；旋轉(zhuǎn)噴頭的噴嘴與噴桿相對靜止，旋轉(zhuǎn)是指噴桿帶動噴嘴旋轉(zhuǎn)。強制動力為氣動、液動與電動。
氣控槍用強制旋轉(zhuǎn)噴頭。由圖可見，這種旋轉(zhuǎn)噴頭實質(zhì)上是一個氣動旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。壓縮空氣經(jīng)過濾后分為兩路：一路由控制閥進入氣動馬達；一路直接經(jīng)控制閥進入氣動馬達，這一路叫控制氣路。兩個氣控閥的單獨或并聯(lián)使用決定了氣動馬達的運行工況；氣動馬達通過齒輪或皮帶輪帶動了噴桿在護套內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在高壓軟管與噴頭之間有一個高壓旋轉(zhuǎn)接頭，起著在兩者相互轉(zhuǎn)動中密封高壓水的作用。噴桿的強制旋轉(zhuǎn)形成了旋轉(zhuǎn)射流，同時氣壓與氣量的調(diào)節(jié)控制著噴桿的轉(zhuǎn)速。這種強制旋轉(zhuǎn)噴頭的缺點是多了一條氣路，影響操作，但其轉(zhuǎn)速可控，很有實用性。 氣控強制旋轉(zhuǎn)噴頭采用氣動鉆改裝，簡單可行。在氣動鉆基礎上直連噴桿，強制旋轉(zhuǎn)。這里的關(guān)鍵是設計一個可靠的旋轉(zhuǎn)體將動力輸送到噴桿，又能保證無泄漏的高壓工況。該噴頭的工作壓力可達l40MPa，旋轉(zhuǎn)速度為100 - 500r/mln，空氣壓力0. 4-0. 8MPa，氣耗量為0.85m3/min。該噴槍既可連接剛性噴桿，也可連接柔性軟管，還可將噴嘴制造成帶刃的鉆頭。也可采用氣動馬達直接通過旋轉(zhuǎn)體帶動噴桿旋轉(zhuǎn)。這種噴槍運行中要求使用高壓溢流閥，因為它是空氣動力與高壓射流通過旋轉(zhuǎn)體的疊加，前者只能強制后者旋轉(zhuǎn)，但不能控制后者的工況變化。電動旋轉(zhuǎn)噴頭。電動機聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)桿相連接，高壓水自水平方向進入旋轉(zhuǎn)桿，在旋轉(zhuǎn)桿下再連接噴桿以延長噴桿進給尺寸。旋轉(zhuǎn)接頭有兩處旋轉(zhuǎn)密封，同時在壓蓋上設有軸承。強制旋轉(zhuǎn)噴頭的關(guān)鍵就是設計轉(zhuǎn)動件與不動件的結(jié)構(gòu)關(guān)系。這種噴頭專門用來清洗垂直的管、孔腔、瓶等。如果在支撐架底板再安裝上螺桿等機構(gòu)，就能使得整個噴頭裝置按要求送給。
為大直徑氣動垂直旋轉(zhuǎn)噴頭。專用于清洗較大筒形容器，將氣動部分設計在下部-旋轉(zhuǎn)軸帶動橫粱旋轉(zhuǎn)，形成環(huán)形射流，整個賾頭懸吊在頂部，旋轉(zhuǎn)速度可慢至2r/min.清洗直徑450—900mm;采用列式噴頭，專用于清洗小直徑桶狀容器，可水平也可垂直使用。
所示為專用于清洗大型容器的旋轉(zhuǎn)噴頭。高壓水由下而上進入噴頭，依靠偏心噴桿造成的旋轉(zhuǎn)扭矩自轉(zhuǎn)。在這里，噴頭的旋轉(zhuǎn)帶動了液力控制器。液力控制器不僅提供一個反扭矩使噴頭減速，而且通過調(diào)節(jié)閥還可限速，并通過扭力臂將扭矩反饋到旋轉(zhuǎn)體。液力控制器的強制減速限速作用使噴頭轉(zhuǎn)速保持在10～15r/min，這對以70MPa大流量高壓水射流清洗大型容器內(nèi)壁是相當有意義的。同理，可以把液力控制器換成氣動馬達。
作為液力強制旋轉(zhuǎn)噴頭的代表，還有平面清洗器，將在8.4節(jié)討論。隨著高壓水射流應用領域的擴寬，用戶對水射流高斂牢佧廿、幡”簡單、方便等方面的期待日益迫切，自旋轉(zhuǎn)噴頭因為具有l-述優(yōu)毋連靜成為各水射流應用領域的主角。
自旋轉(zhuǎn)噴頭與強制旋轉(zhuǎn)噴頭不同，它的旋轉(zhuǎn)動力來自水射流奉由偏置噴嘴形成足以使噴頭旋轉(zhuǎn)的扭矩，經(jīng)驗表明這種旋轉(zhuǎn)扭矩的r J限值是1lN'm。與強制旋轉(zhuǎn)噴頭相比，自旋轉(zhuǎn)噴頭具有結(jié)構(gòu)簡單，使用、操作方便等優(yōu)點。
自旋轉(zhuǎn)噴頭的結(jié)構(gòu)設計使射流反沖力引起噴頭轉(zhuǎn)動，這個反沖力與運行壓力和流量有關(guān)。同時反沖力形成的扭矩也取決于射流噴嘴距轉(zhuǎn)動軸線的位置與角度。自旋轉(zhuǎn)噴頭的計算關(guān)系式為：
自旋轉(zhuǎn)噴頭旋轉(zhuǎn)的均勻、穩(wěn)定性與強制旋轉(zhuǎn)噴頭稍有差距。隨著時麓轉(zhuǎn)嘖央密封結(jié)構(gòu)和限速結(jié)構(gòu)的深入研究，在穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)速方面已經(jīng)取得f巨大的成功，自旋轉(zhuǎn)噴頭已經(jīng)批量地應用于生產(chǎn)當中。目前奠轉(zhuǎn)曩頭投工作壓力劃分為3個檔次，即70MPa，140MPa，280MPa．適用的藏范圍也非常廣泛，覆蓋了水射流作業(yè)的幾類典型盅用——清洗，腙銹和矗碎．自麓轉(zhuǎn)噴頭有兩種主要形式：一是噴頭體與奠體自一體，向尺寸小，尤其適用于有彎頭的管道清洗；其實量由冀轉(zhuǎn)接頭和噴夾體兩部分組成。噴頭體依作業(yè)要求可以隨意設計，旋轉(zhuǎn)接頭也因不同匹配設計成系列產(chǎn)品，這樣由旋轉(zhuǎn)接頭和水刀噴頭體可以組合成多種產(chǎn)品。
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