本科毕业设计（论文）通过答辩
摘要：
高压水射流技术是近三十年来发展起来的一项新技术，在采矿、冶金、石油、建筑、化工、市政建设及医学领域得到广泛应用并取得可喜的成果。从原理上讲，它与世隔绝我国煤矿中使用已久的水力采煤技术基本相同，都是把具有一定压力的水通过直径较小的喷嘴形成射流，将这股射流作为工具进行切割、破碎和清洗物料。所不同的只是高压水射流的水压更高、喷嘴直径更细而已。水力采煤中使用的水压通常为5~15MP，水枪出口直径为15~30mm；而高水射的水压一般在30MP以上，有的高达数百兆帕，喷嘴直径则在2mm以下，最小的可达0.1mm。因此高压水射流可以在很小的区域内集中极大的能量，例如100MP的高压水射流的能量束密度可以与激光束相匹敌。
本毕业设计题目是水射流采煤机切割装置设计。主要阐述了高压水射流技术在采煤机上的应用之背景，优缺点和所需要解决的问题等方面的内容。
高压水射流和采煤机联合进行破煤是一门新技术，需要解决的问题还很多。本设计主要是关于喷嘴在滚筒上的布置，水路控制系统和高压旋转密封等方面作初步的尝试。设计了一种用高压水射流控制水路，水射流辅助截齿破煤的滚筒结构。
关键词：水射流；截齿；喷嘴；滚筒
1 水射流采煤综述
1.1高压水射流概述
煤炭作为我国一次能源的主体,它的持续、稳定和协调发展,无疑具有重大意义。采掘机械的技术水平则是发展煤炭工业中的关键环节。加强采掘机械的科学技术研究工作是煤炭工业增产、节约能源消耗、保障工人安全、高效率等方面的发展的重要技术手段。
高压水射流技术是近几十年来逐渐发展起来的一门新兴技术。它的应用发展日趋成熟和广泛。在这种形式下，人们试途将高压水射流技术应用于矿山机械中，特别是采掘机械中，已经取得初步成果。这必将推动煤炭工业的进一步发展。
高压水射流的基本原理是将具有一定的压力水通过直径较小的喷嘴形成的射流，并将这股射流作为工具进行破碎、切割和清洗等工作。一般水压在30MP以上，而喷嘴的直径仅在2mm以下。这样形成的水射流具有极高的能量，从而具有很强的打击力。高压水射流系统一般有如下几部分组成：压力源、喷嘴及其控制装置和连接它们的高压管以及其它。其附示意图如下：
图1-1
图中，低压泵2产生的低压水在增压器3中压力增大到指定压力值后，经过高压胶管的传送到喷嘴4形成高压水射流。数控箱6操作喷嘴移动，从而完成各种切割工作。切割后的废液经回收处理后排放。
高压水射流在矿山机械中的应用，通过大量的实验和研究，已经取得了初步的成果。特别是在水射流和机械刀具联合切割破碎煤岩方面有深入研究。实验证明，水射流和机械刀具联合切割破碎煤岩比单纯采用机械刀具破碎，切割具有无可比拟的优点。是解决目前机械刀具采煤中所遇到的问题的有效尝试。
1.2刀具采煤的弊端
目前刀具采煤法面临的问题主要有以下几个方面。
1）机械设备变得庞大而笨重。为了大幅度提高生产能力，采煤机的发展趋势是提高传动装置功率，从而使得机械设备越来越笨重。如AM-500型采煤机，其功率是2*375KW，两个滚筒中心距离达10m,总重量为32吨。不难想像，这么笨重的庞然大物在井下有限的空间里工作，对于巷道要求、支护、运输等方面影响是很大的。
2）其次是截割阻力较大，机械的稳定性和传动零件强度储备下降，造成了维护和检修上的较大困难。
3）消耗量上升。大多数工作面，即使在正常工作条件下，每采1千吨煤消耗截齿达40~60个，因此截齿不能及时更换，变钝了的截齿使采煤机比能耗上升，生产能力下降。机器动载荷加大，出现很高的事故率。
4）劳动环境恶劣。机械刀具切割破碎煤炭，造成的矿尘污染十分严重。虽然采取了喷雾灭尘等措施，但其效果并不理想。井下工人的尘肺病发生率是比较高的。还可能造成的问题是，截齿摩擦生热引起燃烧或煤尘、瓦斯等爆炸灾害也时有发生。
以上几个问题在水射流和机械刀具联合切割破碎中，可以得到缓解。这在后面的还将提到。
1．3 DY---150采煤机设计参数及水射流的优点
本毕业设计是将高压水射流应用于滚筒采煤机上，高压水射流引入到滚筒采煤机之上和截齿配合破碎煤层。如图所示：
1 喷嘴
2截齿座
3高压管
图1-2
4相位阀
设计基本要求和参数：
喷嘴数：2个
高压水射流压力：30MP
喷嘴直径：d=1．5mm
采煤机型号：DY—150
DY—150型采煤机基本参数：
采高：1.3~2.5m
截深：0.6m
滚筒直径：1.25m ，1.40m
滚筒转速：63r/min
牵引速度：0~6m/min
牵引力：120KN
装机功率：150KW
机重：12．5T
主要特征：单滚筒，液压有链牵引。
水射流采煤机具有以下优点：
1）由于水射流的辅助破碎作用，截齿受力可显著降低，因而降低了截割部的电机功率。一般功率可降低30%~60%，其生产能力可提高35%~40%。
2）射流对煤体的湿润和对截齿的冷却作用，极大地提高了截齿的使用寿命，以及采煤机的工作效率。
3）射流具有明显的降尘作用，比喷雾灭尘等措施降尘效果要好得
多，大大地改善了采煤工作面的环境。并且水射流还能抑制截齿切割时因夹矸而导致的产生火花现象。从而有利于安全生产。
4）射流的辅助破碎作用避免了切割刀具对煤体的大量粉碎性破坏，从而大大提高了煤质的块度。这对企业的经济效益提高有很大意义。因为煤的块度越大，其销售价格越高。通常6nm以下的粒径的碎煤占总量的35%~40%，如果引入高压水射流进行联合破碎切割，可使之降到15%左右。
以上是从优点方面说起，不过凡事有利必有弊。水射流技术应用于采煤机毕竟还处于起步阶段。很多问题急待解决。如高压管路的拖曳，高压旋转密封的耐压能力和使用寿命，比能耗较大等等。
高压水射流技术的进一步发展，必将使上述问题得到有效解决。从而使水射流技术更加广泛地应用于矿山机械领域，为我国煤炭工业现代化作出重要的贡献。
2 水射流性能简介
2．1 非淹没式水射流
这里简要介绍一下采煤机上应用的非淹没连续式水射流性能。所谓非淹没式即指水射流在大气中工作，也称作气水两相射流。
一、气水两相射流的水动力学结构如下图，气水两相射流有三个部分组成：
8
ⅠⅡ
Ⅲ
图2--1
1---喷嘴2---喷嘴内主流3---喷嘴内边界层
4---射流初始段5---射流主体段6---正激波阵
7---打击区 8---卸 载 波 阵 9---膨 胀 区
10---靶 体
Ⅰ 部分是射流的上游，即喷嘴内部的流动； Ⅱ 部分是非淹没自由射流；
Ⅲ 部分是射流在靶体表面上的流动图形。用以描述射流和靶体之间的相互
作用。 二、下图是射流的水动力学结构。
图2--2
2.2 非淹没射流的动力特性
水射流动压P=22
1
v ρ，是射流内单位体积的流体所携带的能量。它含有
密度和速度两个参数，综合体现了射流速度衰减以及卷吸空气量的变化规律。动压是水射流最基本的也是最重要的参数。 1 ）射流在喷嘴出口处的动压
P 0=
i i p p p v 20
202
0022121??ρρ== i p p 0---喷嘴出口和入口动压
? ---速度系数
由上可知,由于水射流在喷嘴内部流动的能量损失使得喷嘴出口压力小于喷嘴入口压力。
2）射流基本段上的动压分布：
由实验可以证明：射流基本段上各截面的动压分布可用下式表示其规律：
=m
p p
f （η）=（1-η1。5
）2 式中
;
;/;;
到射流轴线径向距离射流截面半径无量纲径向距离射流截面上轴心处动压射流截面上任一点动压----=------r R R
r p p m ηη
上式也可以用于初始段之内，只是把核心段边界作为计算径向距离的起点即可。
3）射流轴心动压的衰减
射流轴心上的动压在核心段内保持不变，只是越过核心段以后才开始衰减。为了简化研究，一般有以下五种假设：
（1） 不存在水射流卷吸作用引起的气水混合； （2） 射流边界及截面上的静压为大气压； （3） 射流在喷嘴处（出口处）为均匀流；
（4） 不存在影响射流的外力，重力忽略； （5） 射流与周围气体之间不存在能量损失。
根据上述理想假设，我们可以通过射流动量守恒来分析轴心上射流动压分布衰减规律，并可以求出初始段长度。在喷嘴出口处和基本段内各取截面分析，两截面处动量守恒。 J 0=J x
J 0=2
002
0υρπR
Jx=2rdr v R
?0
2ρπ
引入无量纲径向距离：
,:2:.,/2
01
02
22
002
2
代入上式又有公式代入上式则X k d R d v v v v R
Rd dr R r m
m m m ====?ηηρρρρηη 注：d---射流直径; X---离开喷嘴处距离;
k---系数，和喷嘴有关0.12~0.18. 则可得到：
c
c c
m c m m m c m
m c m m c m
m m m X X X X X p p X X
v p v p p p d f X k d v p pv X k R v p v p X d v p pv R X
k v p v p ≥
≤???======?=??
?
1:,)(22:
,21020
02
01
2
1
2
22
2
02
0021
2
22
022
02
减规律射流轴心处动压分布衰可以用如下方式来描述由上式可见则上式可化为上假设在初始段长度ηηηηηη
η射流初始段长度X C ,揭示了水射流内在规律,简化了水射流特性研究.由以下诸式不难求出:
.
;
97
.1/89.3)(89.3)(21
020
02
01
2
2流半径无量纲初始段长度内射无量纲初始段长度------====
===?
C C C C C C C C R X R R R k
R R X X k
R X d f R X k X X η
ηη
高压水清洗施工方案 一、作业前的准备 1.制定计划每项作业都应事先制定计划，客户与承包商针对需清洗的设备及作业场地，分析场地对作业有无影响、作业可能带来的环境问题、作业的安全问题，并就此制定出相应的防患措施。 (1)腐蚀性等有害物质的清洗作业客户须向作业队事先说明，以使操作者在作业前做必要的特殊防护，同时做好对废料的收集处理，以免造成环境污染。应向操作者说明清洗作业中有可能产生毒气或毒物。 (2)确定作业工况客户和作业队在清洗作业前必须对清洗对象及其垢层做必要的分析，确定清洗作业所必须的工作压力和流量。在流量条件许可的情况下，尽可能以较低的工作压力来完成清洗作业。 (3)作业空间限制当清洗作业必须受到空间限制时，客户与作业队应拟定一套特殊的作业方案和安全防护措施，首先应妥善清理并明确界定作业场地。 2.作业场地作业对象可以移动的情况下，最好将其运至高压水射流设备特定的场地内作业；否则，只能现场作业。这样，必须经客户和作业队双方制定出具体的作业措施后方可开始作业。 (1)警示型护栏护栏应设置在任何情况下射流都不会达到的地方，护栏可以是栅栏、绳索、网带等，以起到有效的阻碍和警示作用。 (2)防护型护栏当场地受到限制，不具备在射流射程外设置警示型护栏时，必须在作业对象周围设置防护型护栏，其作用是将射流或飞溅的碎屑挡在限定的作业场地内。 3.作业清单应将作业程序和所需设备列出详细清单，以确保清洗作业有序进行。 4.电气设备作业现场的所有电气设备都必须绝缘完好，带有屏蔽防护罩或其他防护装置，以防止其对工作人员造成伤害。 5.阀的控制阀、溢流卸荷阀（有的机组为调压阀与截止阀组合）是由操作者直接控制的必备阀，用以迅速卸荷、使设备压力降至低压状态。喷头操作者必须控制能关闭水射流的控制阀，无论阀的开关是手动还是脚踩，该阀在操作者制动时能灵敏动作。同时，控制阀应具备自锁机构，以防止设备的意外动作。
水射流技术的几种新应用 高压水射流技术经多年研究已被广泛应用于煤炭、石油化工、交通运输、钢铁、机械等行业，用来清洗、切割和破岩。目前高压水射流技术已形成一套系统的理论结构，成为一门独立的技术学科。该研究方向上的主要研究内容有： 超短半径水平井钻井技术 超短半径是指垂直井眼内钻成曲率半径仅为0.3米的水平井。钻超短半径水平井中存在着曲率半径极短和破岩两大难题，国外仅有美国有此技术。在该技术研究方向上，射流研究室已解决了定向造斜、水力破岩钻井两大难题，高压软管携带柔性钻具以极短的弯曲半径通过导向器实现从垂直到水平方向的转向；钻进为完全的高压水射流破岩和液力推动技术；径向水平井从已下入套管的垂直井眼中钻入，并可在井下一个层位和多个层位布置多个辐射状的径向水平井眼；井眼轨迹可以通过高压射流和连续油管牵引技术控制等，突破了国内在径向钻井技术的瓶颈问题，填补了空白。 高压水射流穿透射孔技术 高压水射流射孔完全利用水力作用，冲开套管和地层，射孔深度达3米左右,大大超过了近井地层污染带，并克服了炮弹射孔粉压作用造成的二次污染，是低渗地层完井、地层改造、提高采收率的一项有效新技术。高压水射流研究中心经过七年研究攻关，已研制成功“高压水射流深穿透射孔装置”样机，正进行室内和现场试验。 高压水射流处理近井地层增产增注技术 该工具由过滤器、单向器、扶正器、阻尼器、旋转喷头和喷嘴组成。施工时利用油管将该工具送至井下射孔层段，地面水泥车开泵打压，高压水通过油管送至喷嘴喷出，喷头旋转速度由阻尼器控制，工具在射孔段边旋转边缓慢上下移动，可产生三种物理作用：低频旋转水力脉冲波，高频空化冲击波，空化噪声超声波。三种效果综合作用，达到解堵增注目的。该工具施工简单、能量集中、处理深度大、无污染，可根据不同堵塞类型选参数. 自1995年以来，该技术已在辽河、胜利、大港、华北、长庆、大庆、新疆等油田推广应用，目前已在油井和注水井中施工近300口，有效率90%以上，油井中平均增油20%-30%，注水井平均增注30%-130%，有效期90天以上，具有良好的经济和社会效益。 自振空化射流技术研究 自振空化射流是根据瞬态流理论和水声学原理将连续射流调制成脉冲射流，并引入空化作用而得到的一种新型射流。这种射流能产生巨大的压力振荡和强烈空化，在相同条件下具有比普通射流更为强的切割、破碎、清洗和除污效果。 高压水射流清洗油管技术
目前，高压清洗机在我国各个工业领域已经逐渐得到推广应用，而且呈逐步扩大 趋势。其重要部件高压喷嘴是高压清洗机应用中获得高能量利用率的关键因素之一,对高压水射流的清洗质量有明显的影响。经过实验，如果喷嘴的质量差或者耐磨性不够，将引起高压水射流质量恶化，最终导致设备大部分功率浪费掉。 首先，喷嘴是流体射流的发生元件，它的功能不但是把高压泵或增压器提供的静压转化为水的动压，而且应保证水射流具有优良的流动特性与动力特性。其次，喷嘴又是清洗除垢的执行元件，其传输功率会影响清洗效果，因此喷嘴在高压清洗机整体中的作用至关重要。 、连续水射流清洗喷嘴的种类及结构介绍: 1、按内孔横截面形状可分为：圆锥收敛形、圆锥圆柱形和流线型喷嘴等； 2、按出水射流形状可分为：圆柱型、扇形、锥形、雾化型等。 其中，圆锥圆柱形喷嘴由于其流量系数大，是目前最常用的高压喷嘴，结构图如下： 锥带岡柱出口段鑒体结构式喷嘴 圆锥收敛形喷嘴 圆锥收敛形喷嘴
rTT7TTTrrrn7T* 圆锥收敛形喷嘴 特点：射流聚集性差，适用于中、低压水射流，制作材料一般采用合金钢。圆锥带圆柱形喷嘴 特点：射流聚集性较好，适用于中、低压水射流，制作材料一般采用合金钢。 收敛扩散形喷嘴
收敛扩散形喷嘴 特点：产生有效的空化作业，适用于中、低压淹没水射流，制作材料一般采用合金钢。喇叭口形喷嘴 喇叭口形喷嘴 特点：射流穿透力强，适用于高压和超高压水射流，制作材料为宝石 流线形喷嘴
流线型喷嘴 特点：射流聚集性好，阻力小，设计、加工难度大，制作材料一般采用合金钢。 二、喷嘴流量、压力、喷孔孔径的关系： 高压清洗机当喷射压力与喷嘴孔径设定后，喷射流量可按照如下公式计算： 公式(1) 公武(1)中，3—喷嘴孑I径* mm; P—为喷射压力k甘Fun?; Q_醱射流蚩L/min； 口一喷嘴个麹 k—喷嘴效率系数* 喷枪喷嘴取1.05-1. I.柔性喷杆取1.2-X乳 喷枪喷嘴取1.05-1.1，柔性喷杆取1.2-1.3 。 通过公式(1)可看出，当喷嘴直径确定后，只有压力达到一定值时，流量才达到泵的排量，其关系曲线如下图：
中国设备工程2013年2月 编者按：为贯彻落实《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《国家环境保护“十二五” 规划》等相关规划，提升工业清洁生产水平，工信部、科技部、财政部在２０１２年联合制定并发布了《工业清洁生产推行“十二五”规划》。明确了“十二五”期间工业清洁生产总体目标和主要任务，包括开展工业产品生态设计、提高生产过程清洁生产技术水平等。工业清洁清洗涉及多学科技术领域，正逐步受到工业企业重视，各行业对工业清洁清洗技术和设备的需求强劲，工业清洁清洗的发展前景十分可观。 高压水射流清洗不仅为企业设备的检修、保洁、节能降耗提供了最佳手段，同时也消除人工清除设备污垢对设备造成的硬力伤害及潜在危害，对工业企业的增效功不可没。但在实际操作中，如何解决和协调好各个设备、技术参数的关系，达到高效清洁的效果，使设备保持清洁如新的状态，应受到相关从业人员的高度关注。 有鉴于此，本期专题就高压水射流清洗技术在国内外的发展现状、清洗设备、清除乙烯裂解设备结焦的案例等进行介绍，以期加深大家对高压水射流清洗的理解，在实际工作中取得更高的效率与收益。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" （策划吴建卿） 高压水射流清洗技术现状及发展前景 北京科技大学机械工程学院／北京亨必通水射流清洗技术有限公司 陈玉凡 简要描述了高压水射流技术在工业清洗中的应用状况以及高压水射流清洗机成为国内外工业清洗中主导设备的原因，阐述了高压水射流清洗技术在我国应用中存在的一些问题及该技术发展前景。高压水射流清洗技术是近年来发展起来的一门新兴科学，它利用高压水发生设备产生高压水，通过喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流动能完成清洗、切割、破碎等各种工艺的技术。高压水射流清洗技术适用于冶金、石油、化工、电力、交通、国防、市政环卫、矿山等多行业、多领域各类管线、热交换器、容器、船舶、车辆及大型设备的内外清洗。 随着现代社会对清洗行业提出的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流清洗技术的普及应用成为工业清洗的必然趋势。 一、高压水射流清洗技术的特点 美国、德国、日本、英国、法国、澳大利亚等发达国家利用高压水射流进行清洗已占到工业清洗８０％￣９０％的市场份额。作为一种先进的物理清洗方法，高压水射流清洗具有多方面的优势： （１）无环境污染。高压水射流以自来水或工业用水为介质，无味、无色、无臭、无毒，对环境没有任何污染，属于环保型清洗方法。 （２）不腐蚀金属。水射流中没有任何酸、碱药剂等添加 剂，既不腐蚀金属，又不损坏管路及设备，延长了设备的使用寿命。 （３）应用范围广泛。凡是水射流直接射到的部位，不论是管道、容器罐体的内外壁、建筑物的表面，还是坚硬结垢物、致密堵塞物，皆可迅即被击碎剥落，脱离粘结母体，清洗干净。对设备、设施大小、形状、材质及垢物种类均无特殊要求，故其应用范围极其广泛。 （４）打击效率高、清洗成本低。以廉价的水为介质，对任何结垢物及堵塞物，只要水射流的压力、流量选择合适，喷射枪具选型合理，就能进行高速有效清洗，获得低成本、高效率的双重效果。 （５）节水又节能。水射流清洗属于高压细射流清洗。喷嘴喷头的孔径只有０．５￣２．５ｍｍ，射流直径也以毫米计算，每小时只消耗３￣５ｍ３的水，用过的水还可以回收。故高压水射流清洗机属节水节能设备。 由于上述高压水射流清洗的特性，高压水射流清洗在国内外，无论是在工矿企业还是在市政工程，无论在服务行业还是在机关单位，都能获得广泛的应用。 二、高压水射流清洗技术在发达国家中的发展状况 6
高压水射流技术应用规定 C.1适用范围 C.1.1本技术适用于工程结构加固工程中对已有混凝土、钢构件和砌体的界面处理及残损劣化部位的剔除。 C.1.2高压水射流处理的具体内容包括： 1混凝土结构加固前的表面清洗或打毛，剔除饰面层、保护层，以及劣化区混凝土；也可用于混凝土表面开槽或钢筋除锈。 2钢结构加固前的钢板、型钢的除漆、除锈，去除焊疤、毛刺、飞溅物等。 3砌体结构加固前剔除饰面层、勾缝砂浆以及已风化的块材和砂浆层。 C.2操作要求 C.2.1当用于混凝土结构构件界面处理时，应根据基材状况，包括：混凝土强度、混凝土劣化状况、钢筋排列情况及钢筋直径大小和预定的界面处理要求，选择合适的使用压力、流量和相应附件，具体可参照表.2.1建议值进行设计。 表.2.1混凝土界面处理参数的建议值 混凝土强度使用压力（MPa）流量（l/min）喷嘴类型处理深度（mm）≤255015～30单向旋转表层打毛1～3 30～35120404向旋转表层打毛3～5 30～3512040单向旋转去除保护层 30～3512040双向旋转去除保护层 40～4520023.54向旋转表层打毛3～5 40～4520023.5单向旋转去除保护层 >5028018双向旋转表层打毛3～5 >5028018单向旋转去除保护层，除锈>5028018双向旋转去除保护层，除锈
C.2.2当用于钢结构构件的表面除漆、除锈时，宜参照下列建议值进行设 计： 1采用压力50MPa、流量30l/min的高压水设备和喷沙系统，此喷沙系统需采用0.7mm～1.2mm的石英砂作为研磨剂。 2采用压力280MPa、流量18l/min的高压水设备和4向旋转喷嘴，进行钢筋除锈。 C.2.3当用于砌体表面处理时，宜采用压力为35MPa～50MPa、流量为（15～21） l/min的高压水进行清洗和打毛。 C.2.4若需为高压水射流设备提供大功率、大压力和相应的流量时， 建议采用柴油驱动。 C.2.5射流设备用水必须使用自来水或水质符合现行行业标准 《混凝土拌合用水》JGJ63规定的洁净天然水。 C.2.6人员 高压水射流设备必须由经过严格培训的人员操作，同时必须严格遵守操作程序。 操作过程中，操作人员必须配戴专用头盔、耐压围裙、安全保护背心、手部保护套、耐压保护鞋或安全保护靴。这些安全装备应由高压水射流机械生产厂家负责提供。
整体解决方案系列 高压水清洗施工安全技术 措施 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-46444高压水清洗施工安全技术措施 Safety technical measures for high pressure water cleaning construction 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定 一、作业前的准备 1.制定计划每项作业都应事先制定计划，客户与承包商针对需清洗的设备及作业场地，分析场地对作业有无影响、作业可能带来的环境问题、作业的安全问题，并就此制定出相应的防患措施。 1.(1)腐蚀性等有害物质的清洗作业客户须向作业队事先说明，以使操作者在作业前做必要的特殊防护，同时做好对废料的收集处理，以免造成环境污染。应向操作者说明清洗作业中有可能产生毒气或毒物。 1.(2)确定作业工况客户和作业队在清洗作业前必须对清洗对象及其垢层做必要的分析，确定清洗作业所必须的工作压力和流量。在流量条件许可的情况下，尽可能以较低的
工作压力来完成清洗作业。 1.(3)作业空间限制当清洗作业必须受到空间限制时，客户与作业队应拟定一套特殊的作业方案和安全防护措施，首先应妥善清理并明确界定作业场地。 2.作业场地作业对象可以移动的情况下，最好将其运至高压水射流设备特定的场地内作业;否则，只能现场作业。这样，必须经客户和作业队双方制定出具体的作业措施后方可开始作业。 2.(1)警示型护栏护栏应设置在任何情况下射流都不会达到的地方，护栏可以是栅栏、绳索、网带等，以起到有效的阻碍和警示作用。 2.(2)防护型护栏当场地受到限制，不具备在射流射程外设置警示型护栏时，必须在作业对象周围设置防护型护栏，其作用是将射流或飞溅的碎屑挡在限定的作业场地内。 3.作业清单应将作业程序和所需设备列出详细清单，以确保清洗作业有序进行。 4.电气设备作业现场的所有电气设备都必须绝缘完好，带有屏蔽防护罩或其他防护装置，以防止其对工作人员造成
水射流常用术语词汇表 A Abrasion 磨耗，磨损Abrasive 磨料Abrasive jet 磨料射流Abrasive nozzle 磨料喷嘴Abrasive particle 磨料颗粒Abrasive suspension jet 磨料浆体射流Advanced ceramics 高级陶瓷 Air jet 空气射流Autoclave 蒸压器，高压釜 B Back thrust 后推力，后座力Blasting 喷射Borehole 扩孔，孔眼Breaking 破裂，碎裂Brinell hardness 布式硬度Brittle material 脆性材料 Bur 毛刺，鳞片 C Cannon 炮，短粗管Carbon dioxide 二氧化碳Cavitation 空化Cavitation erosion 空蚀，汽蚀Cavitating jet 空化射流Centrifugal pump 离心泵Chemical erosion 化学冲蚀Check valve 单向阀Chipping 碎片，碎屑Cleaning 清洗，清净CMC 羧甲基纤维素Coal mining 采煤，采矿Coating removal 涂层清除Composite 复合物，复合材料Compressive strength 抗压强度Concrete 混凝石，混凝土Continuous jet 连续射流Contraction 收缩 Control valve 控制阀Culmination 顶点，极点 Cut 切割，切削Cutting 切割，切屑 D Deburring 去毛刺，除鳞Decommissioning 拆除Decontamination 净化，清除Descaling 除垢，除锈Discharge 排出，排量Discharge coefficient 流量系数Dismantling 拆卸，拆除Disposal 处理，废弃Drilling 钻进，钻孔Droplet impact 液滴冲击Ductile material 塑(韧)性材料Dump valve 卸荷阀，切断阀Dwell time 停滞时间Dynamic pressure 动压力 E EDM machining 点火花加工Elasto-plastic method 弹塑性方法
高压水射流清洗技术是近年来在国际上兴起的一门高科技清洗技术。高压水射流清洗具有清洗成本低、速 度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。自80年代中期传入我国以来，逐渐 得到了工业界的普遍认同与重视。 在传统的清洗作业中采用的清洗技术有机械钻孔清洗、蒸汽清洗、化学清洗、超声波清洗、以及水射 流清洗等几十种形式。到目前为止，高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术，占到了清洗 业市场份额的80%以上。 我国的清洗行业多年来一直处于化学和手工清洗的落后状态，无论是化学清洗还是人工清洗都存在着 清洗成本高、效率低、污染环境等问题，远远不能满足现代社会日益增长的工业及民用清洗要求。 高压水射流清洗技术90年代中期得到迅速普及。目前，高压水射流清洗在我国工业清洗中已超过10%，并且正在迅速增长。随着现代社会对清洗行业提出的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流清 洗技术在我国的普及应用是必然趋势。 一、高压水射流清洗技术的特点高压水射流清洗属于物理清洗方法，与传统的人工、机械清洗及化学清洗 相比，有如下优点： ①水射流的压力与流量可以方便地调节，因而不会损伤被清洗物的基体。 ②高压水射流清洗不会造成二次污染，清洗过后如无特殊要求，不需要进行洁净处理。 ③洗形状和结构复杂的物件，能在空间狭窄或环境恶劣的场合进行清洗作业。④高压水射流清洗快速、 彻底。 ⑤清洗成本低，大约只有化学清洗的1/3左右。 ⑥高压水射流清洗用途广泛。高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求，只 要求水射流能够达到即可。 ⑦高压水射流清洗无有害物质排放与环境污染问题，水射流物化后还能降低作业区的空气粉尘浓度， 保护环境。 二、高压水射流清洗技术的应用 在我国，高压水射流清洗技术已经在包括石油、化工、冶金、煤炭、交通、船舶、建筑、市政工程以 及核能军工等许多部门得到了应用。 适用于高压水射流清洗的结垢物的类型包括：各种机械堵塞物、各类盐碱结垢物、氧化铁、金属锈蚀物、 油脂及油污凝结物、油漆、焦炭、石蜡、沥青、石灰、石子、沉渣、淤泥、船体上的附着物及海洋生物等。 三、便携式水切割系统 "便携式水切割系统"配有低压供水，高压管线等相关部件， "便携式水切割系统"的标准机型为电动机驱动，也可提供柴油机驱动型以适应野外工作的要求。主机 的设计适应于各种环境，可由两个人进行搬运工作。 最佳靶距： 水射流对物体表面的作用力不仅与射流密度、速度有关，而且还与水射流离该表面的距离有关，根据
射流曝气器 射流曝气器是向曝气池内曝气的废水装置，是废水活性污泥法生物处理系统曝气装置的一种类型。由水泵将泥、水混合液打入射流曝气器喷嘴，并高速喷出，在射流曝气器内，氧转移过程的实现是在这个射流曝气器喷嘴周围使压缩空气（或空气直接吸入）与泥水混合液混合并在吼管中强烈搅动，气泡被粉碎成雾状，继而在扩散管中由于速头变成压头，微细气泡进一步被压缩，氧即迅速转移到混合液，从而强化了氧的转移过程，氧转移效率可提高到30-35%以上。思源水业工程射流曝气器。 结构参数： 1、喷嘴形状。喷嘴形状有多种，如圆薄壁孔板形、流线形、圆锥形收缩及多孔喷嘴等。其中以流线形喷嘴效率最好，但因其加工困难，所以不如圆锥形喷嘴使用范围广泛。圆薄壁孔板形喷嘴的射流紧密段较短，射流具有较高的破裂率，所以其喉嘴距较短。由于喷嘴口径的尺寸对射流器的影响很敏感，因此要考虑防锈问题，一般喷嘴的材料常用不锈钢、铜或者其它材料进行镀铬处理。 2、喷嘴收缩角(对圆锥形收缩喷嘴而言)或喷嘴直径。由于射流器的工作介质为污水或污水与活性污泥的混合物，从防止喷口堵塞方面来考虑，喷口直径不宜太小，但从射流器在整个曝气池中曝气与气液的均匀性以及在操作运转的灵活性等方面考虑，喷口直径也不宜过大。一般直径为25mm左右为宜。 3、吸气室。它是喷嘴和喉管共同的固定基础，进气管与之相连。吸气室一般为圆筒状，气体截面积为喷嘴出口面积的6～10倍。根据吸入流体与工作液体的流动方向可把吸气管设计成与工作液体平行或斜交(垂直)两种。一般认为吸入气体的进入方向和工作水的进入方向之夹角以40～60°为好，夹角线与喷嘴管轴线交点宜在喷嘴之前，这样可防止进气直径冲击入射水。 4、喉管进口段。它把吸气室与喉管连接起来。为了减少被吸入气体的能量损失，一般采用收缩圆锥形或光滑曲线形，其收缩角在13～120°之间。当喉管喷嘴面积比m(m指喉管截面与喷口截面之比)小时，收缩角取小值；喉管喷嘴面积比m大时，收缩角取大值。也有人认为收缩角宜在30～60°之间。 5、喉嘴距，即喷嘴出口断面到喉管入口断面之间的距离。这段距离对射流器充氧效果来说是不利的，故要求做得越短越好。它一般在(0.5～2)d喷嘴的范围内。当喉管较短时，适当增大喉嘴距，可以防止射流穿透喉管而不起混合作用。 6、喉管长径比(L/D)及喉管喷嘴面积比(m)。用射流器来曝气，喉管是一个关键部件。由于引射介质为空气，按照曝气充氧的要求，一方面希望气泡被“切割”越小越好，这就要求工作介质与引射介质之间要进行剧烈的紊动混合作用。喉管的适当长度及大小(一般用喉管截面与喷口截面之比m来表示)，对加强氧的转移作用以及为充分发挥活性污泥的生物学特性具有重要作用。另一方面也希望能抽吸更多的气体，以满足废水生物处理的供氧要求，前者要求混合管的直径偏小为佳，而后者要求偏大为好，两者之间的要求看似矛盾，但从氧的转移及动力消耗这两方面来考虑，两者之间又存在着一个最佳值，因为自吸充氧，混合管直径要求不宜过大，否则高速射流在混合管部分不起紊动混合作用，而同时混合管的长度也不宜过小，否则射流会直接穿透混合管而不起混合、掺混作用。喉管的长度不但影响其本身的工作，而且影响在它后面的扩散管的工作：喉管越长，其中的摩擦损失越大，出口处速度分布越均匀，扩散管中的损失就越小：喉管越短，其中的摩擦损失越小，它的出口处速度越不均匀，它后面的扩散管中的损失就越大；为了减少摩擦损失和扩散损失，这样就存在一
高压水射流技术概述 高压水射流是近几十年来得以迅速发展的一项新技术，作为清洗、切割、破碎工具，水射流具有其独特的优越性。近年来，随着大型化、智能化、专用化的高压水射流装备的迅速发展，该技术已渗透到众多应用领域：从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗，从机场跑道除胶到船舶除锈，从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割，从水力采煤到开采岩石，从喷射注浆到破碎路面，从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉……，林林总总。 高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，广泛应用在轻工、机械、建筑、采矿、石油、化工、核能、军工、航天、航空、汽车、铁道、船舶、海洋、冶金、市政工程以及医学等部门。特别适宜于自然环境恶劣、工作危险等场合作业，能大大减轻劳动强度、改善劳动环境、降低和防止危险事故的发生。 高压水射流与激光束、电子束和等离子束统称为高能束加工技术，其中高压水射流足唯一的冷切割加工技术。高压水射流不仅可以切割各类金属、非金属、塑性或脆性硬材料，而且工艺简单，工件材料的物理、机械性能不会破坏。在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代，高压水射流的冷切割性能是无与伦比的。 一、高压水射流 所谓高压水射流，是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴（孔径只有1-2毫米），以极高的速度（200-500米/秒）喷出的一股能量高度集中的水流。这一股一股的小水流如同小子弹一样具有巨大的打击能量，它能够进行钢板切割、铸件清砂、金属除锈，更能除去管子内壁的盐、碱、垢及各种堵塞物。利用这股具有巨大能量的水流进行清洗即为高压水射流清洗。 二、高压水射流主要优势： 成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。 三、清洗范围： 各类例管式热交换器、双效吸收式溴化锂制冷机、立及卧式冷凝器、空气预热器、复水器、除尘器、蒸发器、反应釜、锅炉、罐体、容器、加热装置；各类上下水管道、工业用水管道、输油管道及两相流输送管道、排污管道、排渣管道、煤气管道、烟道、雨水管道、大型楼房、建筑物及设备内外表面的附着物等。 四、清洗内容： （一）各类规格的上下水管道、工业用水管道、工矿企业及居民区排污管道、排渣管、雨水管、煤气管道、烟道、输油管道及两相流输送管道的堵塞物；
9 前言 目前，随着我国１５０ＭＰａ高压力柱塞泵面市，１５０ＭＰａ压力的高压水射流清洗机的应用也逐渐增多，但在使用中由于存在压力、流量、喷嘴直径及胶管直径的不匹配问题，从而使高压水射流清洗机的技术性能不能很好发挥，同时还会带来不必要的能量损失。因此，不能只单纯通过提高清洗机的压力而获得最优的清洗效果，同时还要合理匹配相关的技术参数。本文通过对清洗机的相关参数的分析来论述相关参数合理匹配的重要性。 １．影响高压水射流清洗机能量损失的参数分析 １．１ 喷嘴直径、胶管内径与射流打击力的关系 在胶管长度、清洗机的压力和流量一定的情况下，适当地调整喷嘴直径与胶管内径可以提高射流的打击力。如清洗机的压力为１５０ＭＰａ，流量 为４０Ｌ／ｍｉｎ，胶管长度为２０ｍ，相关参数如图１图２、所示。收稿日期：２００４．６．２０ 作者简介：刘庭成 （１９４９－），男，河北玉田人。 １９７６年毕业于北京钢铁学院，留校任教，从事教学及液压传动技术及设备的科研工作。１９８５年开始从事高压水射流课题的探究。１９９３年任北京科技大学高压水射流研究所所长。 高压水射流清洗机 参数分析 的 刘庭成 程 骏 （北京科大九阳科技有限公司 北京 １０００８３） 中图分类号ＴＫ７９ 文献标识码 Ａ 文章编号 １６７２－２２４８（２００４）０９－０００９－０３ 从上图可知，在胶管内径一定的情况下，合理选择喷嘴直径可以提高射流的打击力。如当胶管内径为１０ｍｍ，喷嘴直径由０．９ｍｍ调整为与清洗机参数相匹配的１．３ｍｍ时，射流打击力可提高一倍。 在喷嘴直径一定的情况下，增大胶管内径可以提高射流的打击力。如当喷嘴直径为１．３ｍｍ，胶 第２卷第９期 ２００４年９月 Vol.2 No.9 Sep. 2004 洗净技术 技术
本科毕业设计（论文）通过答辩 摘要： 高压水射流技术是近三十年来发展起来的一项新技术，在采矿、冶金、石油、建筑、化工、市政建设及医学领域得到广泛应用并取得可喜的成果。从原理上讲，它与世隔绝我国煤矿中使用已久的水力采煤技术基本相同，都是把具有一定压力的水通过直径较小的喷嘴形成射流，将这股射流作为工具进行切割、破碎和清洗物料。所不同的只是高压水射流的水压更高、喷嘴直径更细而已。水力采煤中使用的水压通常为5~15MP，水枪出口直径为15~30mm；而高水射的水压一般在30MP以上，有的高达数百兆帕，喷嘴直径则在2mm以下，最小的可达0.1mm。因此高压水射流可以在很小的区域内集中极大的能量，例如100MP的高压水射流的能量束密度可以与激光束相匹敌。 本毕业设计题目是水射流采煤机切割装置设计。主要阐述了高压水射流技术在采煤机上的应用之背景，优缺点和所需要解决的问题等方面的内容。 高压水射流和采煤机联合进行破煤是一门新技术，需要解决的问题还很多。本设计主要是关于喷嘴在滚筒上的布置，水路控制系统和高压旋转密封等方面作初步的尝试。设计了一种用高压水射流控制水路，水射流辅助截齿破煤的滚筒结构。 关键词：水射流；截齿；喷嘴；滚筒
1 水射流采煤综述 1.1高压水射流概述 煤炭作为我国一次能源的主体,它的持续、稳定和协调发展,无疑具有重大意义。采掘机械的技术水平则是发展煤炭工业中的关键环节。加强采掘机械的科学技术研究工作是煤炭工业增产、节约能源消耗、保障工人安全、高效率等方面的发展的重要技术手段。 高压水射流技术是近几十年来逐渐发展起来的一门新兴技术。它的应用发展日趋成熟和广泛。在这种形式下，人们试途将高压水射流技术应用于矿山机械中，特别是采掘机械中，已经取得初步成果。这必将推动煤炭工业的进一步发展。 高压水射流的基本原理是将具有一定的压力水通过直径较小的喷嘴形成的射流，并将这股射流作为工具进行破碎、切割和清洗等工作。一般水压在30MP以上，而喷嘴的直径仅在2mm以下。这样形成的水射流具有极高的能量，从而具有很强的打击力。高压水射流系统一般有如下几部分组成：压力源、喷嘴及其控制装置和连接它们的高压管以及其它。其附示意图如下： 图1-1
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920571332.3 (22)申请日 2019.04.25 (73)专利权人 江苏中能赛创智能装备科技有限 公司 地址 215600 江苏省苏州市张家港市杨舍 镇高新区华昌路沙洲湖科创园江苏中 能赛创智能装备科技有限公司 (72)发明人 陈冬尧 朱敏舟 (74)专利代理机构 苏州市港澄专利代理事务所 (普通合伙) 32304 代理人 马丽丽 (51)Int.Cl. B08B 9/093(2006.01) (54)实用新型名称 一种高压水射流式储罐清洗装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种高压水射流式储罐 清洗装置，主要内容为：所述的高压水管安装在 上弧形轮的进水口上，上弧形轮通过销轴安装在 下弧形轮上，扶持架安装在导向架上且扶持架顶 在上弧形轮的弧形底面上，主动带轮安装在驱动 电机输出轴上，所述的轴承座固定安装在托架 上，从动带轮通过转轴安装在轴承座上，支座固 定安装在托架底面上，导向架铰接安装在支座 上，喷头安装在下弧形轮底部出水口处，支撑架 固定安装在托架底面上，安装架固定安装在支撑 架上，滑轮通过转轴安装在安装架上，下弧形轮 外侧面安装有凸轮且凸轮顶在滑轮上。本实用新 型结构简单，安装维护方便快捷，工作稳定可靠 且弧形轮可以折叠，降低了装置的整体高度，不 受厂房限制， 成本低。权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 209866884 U 2019.12.31 C N 209866884 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209866884 U 1.一种高压水射流式储罐清洗装置，其特征在于：包括高压水管(1)、上弧形轮(2)、托架(3)、从动带轮(4)、轴承座(5)、齿轮(6)、扶持架(7)、下弧形轮(8)、驱动电机(9)、主动带轮(10)、支座(11)、同步齿形带(12)、支撑架(13)、安装架(14)、滑轮(15)、喷头(16)和导向架(17)，所述的高压水管(1)安装在上弧形轮(2)的进水口上，所述的上弧形轮(2)通过销轴安装在下弧形轮(8)上且下弧形轮(8)安装在导向架(17)里，所述的扶持架(7)安装在导向架(17)上且扶持架(7)顶在上弧形轮(2)的弧形底面上，所述的驱动电机(9)固定安装在托架(3)上，所述的主动带轮(10)安装在驱动电机(9)输出轴上，所述的轴承座(5)固定安装在托架(3)上，所述的从动带轮(4)通过转轴安装在轴承座(5)上，所述的同步齿形带(12)安装在从动带轮(4)和主动带轮(10)上，所述的支座(11)固定安装在托架(3)底面上，所述的导向架(17)铰接安装在支座(11)上，所述的喷头(16)安装在下弧形轮(8)底部出水口处，所述的支撑架(13)固定安装在托架(3)底面上，所述的安装架(14)固定安装在支撑架(13)上，所述的滑轮(15)通过转轴安装在安装架(14)上，所述的下弧形轮(8)外侧面安装有凸轮且凸轮顶在滑轮(15)上。 2.根据权利要求1所述的一种高压水射流式储罐清洗装置，其特征在于：所述的导向架(17)的弧形内侧面上设有弧形凹槽且弧形凹槽内的下弧形轮(8)与齿轮(6)啮合。 3.根据权利要求1所述的一种高压水射流式储罐清洗装置，其特征在于：所述的导向架(17)底部安装在容器内。 4.根据权利要求1所述的一种高压水射流式储罐清洗装置，其特征在于：所述的扶持架(7)采用弹簧钢板制作而成。 2
超高压水射流清洗技术 超高压水射流清洗技术是近年来在国际上发展起来的一门高科技技术，该技术主要利用高速水射流的动能来剥离表面顽垢，它是以水为介质，通过柴油机组或电机组驱动大流量增压器，将水加压至40000PSI（300Mpa）的压力，再通过呈圆周排列的多个宝石喷嘴喷射而出，喷嘴由油压或者气压驱动旋转，形成多束、多角度、强度各异的超高压旋转水射流。对需要清洁的表面、设备内结垢和附着物以及堵塞物进行超高压清洗工作。该系统一般由柴油机组作为动力源，只需要提供水源即可运行，因此机动性能较强，可以很容易地实现车载或制成超高压清洗车。不管什么结垢沉积物，超高压水射流清洗技术都能使这些问题迎刃而解，将污垢彻底清除，留下清洁、光滑的表面。它比人工清洗快的多，不需要化学药品、溶剂或腐蚀剂（也不需要同时采用成本很高的安全措施），使之更洁净、更环保。“超高压水射流清洗设备”与“超高压水射流切割设备”同属于“超高压水射流技术”的具体应用，只是前者流量较大，压力较低。 超高压水射流清洗与其他清洗方式比较 超高压水射流清洗属于物理清洗方法，与传统的人工、机械清洗及化学清洗、生物清洗等其他清洗方式相比，有如下优点： 1.水射流的压力与流量可以方便地调节，因而不会损伤被清洗物的基体； 2.超高压水射流不会造成二次污染，清洗过后如无特殊要求，不需要进行清洁处理； 3.洗形状和结构复杂的物件，能在空间狭窄或环境恶劣的场合进行清洗作业； 4.与化学清洗、生物清洗不同，超高压水射流清洗无有害物质排放与环境污染问题； 5.超高压水射流清洗快速、彻底。如热交换器的清净率为95%以上，锅炉除垢率达95%以上； 6.清洗成本低，大约只有化学清洗的1/3左右，即超高压水射流清洗属于细射流，属于节能型设备； 7.超高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求，只要求水射流能达以即可。 发布时间：2010-12-3 16:22:11点击率：644[返回上一
4清洗作业队 4.1人员 4.1.1队长 2 人。作业队应设队长一 清洗作业队人数应视工程大小、难易和环境等情况而定，至少 名，其职责为： a）协调做好全队的工作 b）做好作业前准备工作（见第五章） c）安排好具体作业程序（见第六章） d）清理好作业场地并确保在清晰作业期间不被占用、 4.1.2喷枪操作者 直接操作喷枪、喷头进行射流清洗作业的人员。 4.1.3泵操作者 在清洗作业期间监控泵压力的升降，一旦喷枪操作者发现问题或发出疲劳信号时能立即作 出反应；防止非作业人员进入作业现场或出现其他隐患。一旦出现任何意外情况，泵操作者应立即降低泵压力或停机。泵操作者在降低泵压力时应发出警告，以免喷枪操作者应反冲力 的突然消失而失去平衡。 4.1.4其他操作者 按作业具体情况，清洗作业队可能还需要其他操作者： a)当刚性喷枪或柔性喷枪不断向前进给时，喷枪操作者应再配一名助手： b)当泵的位置距喷枪操作者较远，则需一名队员监视整改清洗作业现场，在喷枪操作者 与泵操作者之间联络。 4.1.5身体状况 所有队员应具备担任其作业任务的体力。 4.1.6岗位轮流 队员应该实行岗射流反冲力及射流作业环境（如反溅水）容易使喷枪操作者疲劳。因此， 位轮换制度。 4.1.7信号 水射流噪声及一些用品可能会影响队员见用声音联络。全队作业的美不操作（尤其是开 泵、升压、降压、停泵）必须有明确的约定信号，作业前每个队员必须明确这些信号的意义。 4.2培训 4.2.1合格的操作者 高压水射流操作者应经过培训，掌握操作知识和技能。 4.2.2伤害形式 高压水射流的切割作用及其对人体所带来的潜在危险性可通过视听演示或设备的实际使 用（切割木材、混泥土等）得到证实。 4.2.3人身防护品 必须明确最少的人生防护用品。根据作业类别及如何穿戴人生防护用品，均需在昨夜规程中加以明确。 4.2.4姿势 必须确定站稳脚步的正确姿势和如何使用喷头、各种刚性喷枪、柔性喷枪等，受训者必须在密切监督下完成设备处于缓慢升压至额定工况下的昨夜训练。 4.2.5设备运行 必须强调设备运行压力不得高必须指出高压水流设备运行潜在的问题和相应的正确动作， 于其额定工作压力。
高压水射流清洗技术 近年来，高压水射流清洗技术发展很快，在石油、化工、电力，冶金等工业部门中得到了广泛的应用。它可用于清洗容器，如高压釜、反应器、冷却塔、贮罐、槽车等；也可用于清洗各种设备。管道、煤气管道及换热器；还可用于清洗船舶上积附的海洋生物相铁锈、钢铁铸件上的清砂等。高压水射流清洗可除去下列污垢层；水垢、铁垢、油类烃类残渣结焦、各种涂层、混凝土、树脂层、颜料、橡胶、石膏、塑料等，其清洗效果颇佳。高压水射流不影响环境，效率高，容易满足清洗要求。 (1)高压水射流清洗原理及特点。高压水射流清洗原理是用高压泵打出高压水，并使其经管子到达喷嘴再把高压低流速的水转换为低压高流速的射流；然后射流以其很高的冲击动能，连续不断地作用在被清洗表面，从而使垢物脱落，达到清洗目的。 高压水射流清洗与传统的水射流冲洗、机械方式清洗、化学清洗相比，具有以下优点。 ①若选择适当的压力等级，高压水射流清洗不会损伤被清洗管道、设备的基体。
②高压水射流清洗是用普通自来水于高速度下的冲刷清洗，所以它不污染环境，不腐蚀管道设备，不会造成任何机械损伤，清洗效率高，节省能源，还可除去用化学清洗难溶或；能溶的特殊垢。 ③洗后的管道、设备和零件，不用进行清净处理。 ④能在环境恶劣的场合进行清洗。 ⑤易于实现机械化、自动化，便于数字程控。 ⑥节省能源，清洗效率高，成本低。 (2)高压水射流清洗装置。称为高压水射流清洗机，主要由高压柱塞泵、动力部分、喷嘴、高压软管及工作附件等组成。高压水射流清洗机主机的额定参数见表6—10。 表6-l0 高压水射流清洗机主机的额定参数 参数型号S×25/50S×35/50S×5/50额定压力/MPa253552额定流量/L·min-1505050电机功率/kW303755外形尺寸/mm1450×950×7401470×950×7401610×940×840质量/kg8009501250 (3)高压水射流清洗过程中几个主要参数的确定
机构必须解决的安全问题。 五、我国高压水射流工业清洗的发展前景 工业厂房的维护、设备的运行与维修都离不开工业清洗。采用高压水射流的方法进行清洗，目前在国际和国内都处于主导地位，清洗所占比重约为整体清洗的８０％￣９０％。因此，高压水射流技术的进一步研究、高压水射流理论深入发展都显得十分重要。 在今后较长一段时间内要强化高压水射流理论的研究，要进一步应用和发展更强更大打击力度的磨料高压水射流理论和技术，使我国设备工程和工业清洗的管理和技术水平处于世界领先地位。 ［编辑：吴建卿］ 高压水射流清洗设备的应用 北京科技大学高压水射流研究所刘庭成 北京北科威斯迈技术发展有限公司范晓红 高压水射流清洗以水为介质，无污染、无腐蚀，已被广泛应用。本文对高压水射流清洗设备的特点及其在设备节能环保方面的应用进行了介绍。 “十二五”规划纲要将绿色低碳发展作为我国经济社会发展的重大战略任务，明确了降低能耗、碳排放及污染物减排等约束性指标。低碳经济催生节能环保产业的迅猛发展，其中就包括工业清洗行业。一方面，随着低碳意识的不断深入，工业清洗作为节能手段将更加经常化和习惯化，另一方面，工业清洗也将产生深刻变革，低碳的高压水射流清洗技术将获得更快的发展。 一、我国高压水射流清洗技术发展概况 高压水射流清洗技术是从２０世纪７０年代迅速发展起来的一项技术，以前发达国家主要采用化学方法清洗。目前，高压水射流清洗已经成为发达国家的主流清洗技术，占到了清洗业市场份额的８０％以上。 国内开发应用高压水射流清洗技术是在２０世纪８０年代，主要应用于石油化工、电力、煤炭、机械制造、涂装及核能军工等领域。经过３０多年的研究和实践，我国高压水射流清洗技术的研究取得了很大进展，研制开发出了一批新产品，有些已处于国际领先水平，特别是１５０ＭＰａ高压泵和清洗机的成功应用，对促进我国高压水射流清洗技术的发展具有重要意义。 二、高压水射流清洗技术和典型设备 １．高压水射流清洗的基本原理 高压水射流技术就是将水通过高压柱塞泵或是增压器升压至３０￣４００ＭＰａ，经过控制系统，通过喷嘴喷出能量高度集中的高速水流，速度一般接近声速或超过声速，甚至是声速的几倍，这种水流称为高压水射流，目前最高水压可达到５６００ＭＰａ。将这种高速水射流用来完成各种清洗作业的技术称为高压水射流清洗技术。高压水射流清洗技术的作用机理十分复杂，当高压水射流作用在被清洗面上时，高压水射流具有的冲击、动压力、水楔、空化、磨削等作用对物体表面将产生冲蚀、渗透、剪切、压缩、剥离、破碎并引起裂纹扩散和水楔等效果，达到清洗的目的。高压水射流清洗的应用包括冲洗、除油泥污垢、除漆、除锈、除鳞、去毛刺、洗屑等。 ２．高压水射流清洗典型设备 （１）设备制造。 目前，国内各种清洗设备生产企业总和已达１０００多家，其中，高压水射流清洗机生产企业有７００多家。国产清洗机压力大多在１５０ＭＰａ以下，１５０ＭＰａ以上的清洗机主要靠进口。目前国内已有公司研制出了２００ＭＰａ以上的超高压清洗设备，正处于推广应用阶段。 （２）典型设备和应用。 高压水射流清洗设备的种类有很多，现就３种典型高压水射流清洗设备进行介绍。 ①纯水射流清洗设备。 纯水射流在清洗领域中应用非常普遍，例如，石化企业换热器结垢物清洗、火力发电冷凝器结垢物清洗、热轧钢材除鳞等。纯水射流清洗设备根据压力、流量、功率的大小，大致可分为如表１所示的４类。对于不同的清洗对象和结垢种类，匹配合理的射流压力和流量，能以较低的能耗获得良好的清洗效果。小型清洗机主要清除物体表面软 8 中国设备工程2013年2月