水切割機(jī)高壓旋轉(zhuǎn)密封是自旋轉(zhuǎn)噴頭的關(guān)鍵，既要實(shí)現(xiàn)高壓下低速旋轉(zhuǎn)、又要無卡阻是對(duì)旋轉(zhuǎn)密封的基本要求。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)密封基本采用軸向套筒間隙密封，隨著壓力的升高，對(duì)要求“難以測(cè)量”的間隙已很難加工得合適，而且旋轉(zhuǎn)密封也沒有往復(fù)密封那樣的復(fù)合壓力彈性變形條件，因此，一味地加長軸向套筒尺寸很難保證超高壓旋轉(zhuǎn)密封，不是阻力太大難以轉(zhuǎn)動(dòng)，就是旋轉(zhuǎn)起來飛快而使射流霧化，而且密封段尺寸還過長。
目前流行的典型的旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)接頭的主體沒有了密封段，而將密封件集中在端面，改為尺寸很小的兩只套筒的“端面密封”。由軸向間隙密封改為尺寸很小的端面密封，這是一個(gè)極為大膽的設(shè)計(jì)，更重要的是這一成功，使超高壓密封件成為系列旋轉(zhuǎn)接頭的通用件、標(biāo)準(zhǔn)件，適用于各種直徑的旋轉(zhuǎn)體，同時(shí)作為易損件又容易拆換。
理想的限速一直是自旋轉(zhuǎn)噴頭的一大難題，但也是自旋轉(zhuǎn)噴頭必需的技術(shù)要求。強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)噴頭因動(dòng)力的調(diào)節(jié)可以改變噴頭的轉(zhuǎn)速，但自旋轉(zhuǎn)噴頭則不同。當(dāng)射流所形成的扭矩大于固定體與旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力矩后，旋轉(zhuǎn)軸得以啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在一定的壓力和流量參數(shù)下，由水射流反沖力形成的旋轉(zhuǎn)扭矩為定值且大于系統(tǒng)阻力，旋轉(zhuǎn)軸即以一定的加速度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)不能忽略空氣阻力時(shí)旋轉(zhuǎn)扭矩得以平衡，旋轉(zhuǎn)趨于均勻，此時(shí)轉(zhuǎn)速很高。要使轉(zhuǎn)速能夠被控制，必須提供一種可變的系統(tǒng)阻力，使其隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，迅速與旋轉(zhuǎn)扭矩達(dá)到平衡，從而達(dá)到有效限制轉(zhuǎn)速的目的。
目前成熟的自旋轉(zhuǎn)噴頭大都采用離心限速和黏性流體限速相結(jié)合的形式。離心限速的大致工作原理為：當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸處于臨界啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)速為零，離心塊（一般為3瓣）不具有離心力，其與安裝在固定體上的限速環(huán)之間沒有摩擦力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來之后帶動(dòng)離心塊旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，離心塊分開，與限速環(huán)之間的摩擦力隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，迅速與旋轉(zhuǎn)扭矩達(dá)到平衡，保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不再升高。
黏性流體的限速原理為：旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置異型葉片結(jié)構(gòu)，將其安裝在封閉的腔體內(nèi)，向腔體內(nèi)加注黏性流體，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)與黏性流體相互摩擦產(chǎn)生減速阻尼。這種方式一是要選用不同黏性的流體用于不同結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部件；二是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上要造成流體的阻尼作用。由于端面密封結(jié)構(gòu)的阻尼很小，如果沒有減速機(jī)構(gòu)，水力扭矩一旦超過門限值，旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)后將越來越快地旋轉(zhuǎn)，乃至產(chǎn)生嘯聲，這樣端面密封很容易破壞，黏性流體限速有效地避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生。
自旋轉(zhuǎn)噴頭的限速特點(diǎn)是將噴頭轉(zhuǎn)速控制在一個(gè)預(yù)期的范圍內(nèi)。由于受到射流工況、整體結(jié)構(gòu)尺寸、零件材料及加工精度等諸多因素的影響制約，加之限速條件是一定的，因而其限速并不是無級(jí)可調(diào)的，這一點(diǎn)與強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)或強(qiáng)制限速是不同的。
實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)速越低，越有良好的射流形狀，越能避免射流霧化，消除嘯聲，越能提高旋轉(zhuǎn)射流的打擊力，提高其運(yùn)行可靠性。影響自旋轉(zhuǎn)噴頭限速能力的主要因素是直徑方向的結(jié)構(gòu)尺寸。太爿瀵徑的自旋轉(zhuǎn)噴頭幾乎無法額外設(shè)計(jì)限速結(jié)構(gòu)，而大直徑為限速結(jié)構(gòu)空間。目前技術(shù)成熟的自旋轉(zhuǎn)噴頭當(dāng)直徑小于纛簍絮￡攆主主薯篡主結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速大約在。。。。r/mln，直徑為糖噴頭，轉(zhuǎn)速可控制在600-1000r/min，對(duì)于直徑大于60mm的噴頭，耩渣可控制在I0-100／in。
對(duì)于清洗管道內(nèi)壁而言，自旋轉(zhuǎn)噴頭的轉(zhuǎn)速與清洗效果并不矛盾。煮轉(zhuǎn)速時(shí)由于部分射流形成霧化而對(duì)清洗效率有一定的影響，但高轉(zhuǎn)速1舶小直徑旋轉(zhuǎn)噴頭主要清洗小直徑管道（一般是換熱器的管束），小蠹徑管道的除垢量遠(yuǎn)小于大直徑管道，所以清洗效率往往也能被用戶裴受，對(duì)于結(jié)垢堅(jiān)硬的小直徑管道清洗一般采用強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)噴頭。
8.3.3自旋轉(zhuǎn)噴頭的使用
旋轉(zhuǎn)噴頭以其清洗的高效率和高質(zhì)量為用戶所采用，但其價(jià)格要鈍徊定噴頭高得多，因此，如何正確使用自旋轉(zhuǎn)噴頭，盡量延長其使用壽命便顯得尤為重要了。筆者在這里簡(jiǎn)單總結(jié)了幾點(diǎn)使用自旋轉(zhuǎn)噴頭的注意事項(xiàng)。
第一，保證清洗用水的水質(zhì)。旋轉(zhuǎn)軸與固定體之間是高壓、高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副，如果水中雜質(zhì)較荔薈加速該運(yùn)動(dòng)副部件的磨損，會(huì)影響噴頭的密封性能相轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，會(huì)加速旋轉(zhuǎn)噴頭失效。提高水質(zhì)可以從2個(gè)方面人手：其一，保證特桄用水的化學(xué)性質(zhì)接近中性（pH值接近7）。因?yàn)槠峄蚱珘A性的臻廈都會(huì)對(duì)噴頭材料產(chǎn)生一定的腐蝕，建議用戶在有選擇條件的情況下，選擇接近中性的水用于清洗；其二，盡量減少水中的固體顆粒雜質(zhì)。一般來說，不同壓力工況下對(duì)清洗用水的過濾要求如下：小于70MPa
濾精度不低于50ym; 70-lOOMPa時(shí)，過濾精度不低于l01_Lm；280MPa時(shí)，過濾精度不低于5pm。提高清洗用水的過濾精度對(duì)講也并非難事，需要選擇相應(yīng)過濾精度的過濾器，并定期清洗芯即可。優(yōu)良的水質(zhì)對(duì)于延長旋轉(zhuǎn)噴頭、噴嘴及高壓泵機(jī)組的壽命都是很有好處的。，保證旋轉(zhuǎn)噴頭的自由旋轉(zhuǎn)。
自旋轉(zhuǎn)噴頭作業(yè)時(shí)，限速結(jié)構(gòu)的各種部件均勻受力，穩(wěn)定工作。當(dāng)突然受到外力作用，使旋轉(zhuǎn)部分突然停止，會(huì)使限速部件的受力陡增，很有可能破壞結(jié)構(gòu)薄弱的部件（如掛鉤彈簧）而導(dǎo)致限速機(jī)構(gòu)的失效，容易產(chǎn)生該種結(jié)果的有以下幾種情況。其一，清理堵死或垢層較為嚴(yán)重的管道內(nèi)壁時(shí)，噴頭與垢層突然相互抵緊而導(dǎo)致噴頭無法旋轉(zhuǎn)。采用高壓水射流清理作業(yè)時(shí)，應(yīng)該依靠水射流的打擊力來清除結(jié)垢而并不是靠噴頭捶擊垢層；其二，使用大直徑旋轉(zhuǎn)噴頭清理的大直徑管道時(shí)，為了保證射流的有效靶距，需借助加長噴桿連接在噴頭體和噴嘴之間。為了避免加長噴桿與管道內(nèi)壁之間產(chǎn)生刮碰，一定要配備噴頭定位支架；其三，采用手持噴槍連接自旋轉(zhuǎn)噴頭作業(yè)時(shí)，操作者一定要注意保證旋轉(zhuǎn)噴頭的自由旋轉(zhuǎn)，避免旋轉(zhuǎn)部分卡到某固定結(jié)構(gòu)。其實(shí)只要操作得當(dāng)，細(xì)心應(yīng)對(duì)，避免旋轉(zhuǎn)噴頭卡死并非難事。
第二，合理選擇旋轉(zhuǎn)噴頭，并按使用說明書定期維護(hù)。合理選擇主要是指采用旋轉(zhuǎn)噴頭對(duì)管道內(nèi)壁清理作業(yè)時(shí)，根據(jù)管道直徑選擇合適尺寸的旋轉(zhuǎn)噴頭，管道直徑太大而選擇噴頭直徑太小，會(huì)增加水射流靶距，減小射流打擊力而影響作業(yè)效果及效率。當(dāng)選擇的噴頭直徑與管道內(nèi)壁直徑過于接近時(shí)，不利于垢物的排出，也有可能造成旋轉(zhuǎn)噴頭卡死。一般情況下，旋轉(zhuǎn)噴頭的直徑比待處理管道直徑小30～60mm（即射流靶距約為15～30mm）都不大會(huì)影響作業(yè)效果。對(duì)于垢層附著力較小的管道清理，靶距還可以增加。
根據(jù)待處理管道的長度、直徑和拐彎情況來合理地選配噴嘴也是非常重要的。既要保證噴頭具有足夠的推進(jìn)力（主要是依靠射流的反沖力產(chǎn)生推進(jìn)力），同時(shí)也要避免噴頭因推進(jìn)力太大而進(jìn)入管道太快。這都會(huì)影響作業(yè)效果。
另外，前面提及過黏性流體限速，旋轉(zhuǎn)噴頭在工作了一段時(shí)間后，黏性流體會(huì)有一定的損失，此時(shí)會(huì)影響限速效果，所以需要添加黏性流體。成熟的自旋轉(zhuǎn)噴頭都有專門的粘性限速流體和專用加注工具，并在使用說明中提出加注流體的間隔時(shí)間，只要用戶按操作說明來維護(hù)，便能保證旋轉(zhuǎn)水切割機(jī)噴頭的正常使用。
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