高壓水射流切割機用磨料供給裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種高壓水射流切割機用磨料供給裝置，它由上端外螺紋連接在磨料罐蓋板中心的固定螺母上的底部封閉的外套管，緊靠外套管底板的管壁分布的若干個磨料進口，連接在外套管上端外螺紋上的倒凹字形調節螺母，位于外套管管腔內連接在倒凹字形調節螺母中心螺孔中的內套管，固定于內套管底部管壁外的定位翼，設置于外套管上部管壁上的空氣調節閥組成。本實用新型專利技術結構簡單，能使磨料完全流化，磨料濃度穩定并可以連續調節。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及高壓水射流切割技術，特別是高壓水射流切割機用磨料供給裝置。
技術介紹
高壓水射流切割技術具有切縫窄、無毛刺、無熱應力、無粉塵、易實現異形切割等優點，對于用傳統切割方法無法或難以加工的復合材料、石材、特種玻璃、高硬度材料等，高壓水射流切割幾乎是唯一經濟可行的方法。高壓水射流切割機是將普通水壓經增壓器加至150～38MPa的高壓從水噴嘴中噴出形成高速水射流，依靠水的動能進行切割的設備。為增強切割能力，往往在水噴嘴之后加入磨料，被高速水射流吸卷的磨料和水一起進入磨料噴嘴中混合并被加速后從磨料噴嘴中噴射出去形成磨料射流。由于磨料射流的切割能力是純水射流的幾倍至幾十倍，因此廣泛應用到航空、軍工、有色冶金、石化、機械、建材及輕工等行業。磨料射流的技術難點主要在于磨料供給，目前使用的高壓水射流切割機用磨料供給裝置都是利用磨料的自重來供料，由高速水射流吸卷所產生的真空和(或)壓縮空氣動力來輸送，其結構示意圖如圖4所示，主要由混合室12、磨料控制調節閥13和磨料罐14組成。磨料罐14中的磨料15在自重的作用下自流通過磨料控制調節閥13進入混合室12，磨料和空氣在混合室中混合，然后在水噴頭高速噴射產生的真空和(或)壓縮空氣動力的作用下被輸往磨料噴頭?；旌鲜?2相當于一個三通，它的三個口分別為磨料入口、空氣入口和混合流出口，磨料在其空腔中被混合和流化。為了加強混合和流化的效果，空氣入口一般比混合流出口要小，同時，采用固定節流口調節進入混合室的空氣流量。在有些系統中，采用在空氣入口再接入0.3～0.5MPa的壓縮空氣進一步強化流化效果。磨料控制調節閥13一般采用錐閥，片閥等可截止流量閥。這種磨料供給裝置的主要問題是磨料流量不均勻，其原因在于控制調節閥13的特性。由于高壓水射流切割機用磨料量很少，約為0.5Kg/min，控制調節閥的閥口開口度勢必很小，磨料在閥口處的流動狀態不是一個流量恒定的連續流，而是一個不斷地“拱頂”和“塌方”的過程，當“拱頂”形成時，磨料的流量為零；而當“拱頂”“塌方”時，磨料的流量又非常大，這樣，當磨料和空氣混合后被輸往噴頭的過程中就形成一種非恒定流，其外部表現就是“柱塞流”，如圖5所示，在混合室12和磨料噴頭間連接管道的長度方向，某一小段磨料濃度非常低，形成“空泡”16；另一小段則磨料濃度非常大，形成“柱塞”17，由于磨料加入不均勻，直接影響切割效果。由于“柱塞流”中的“柱塞”處磨料濃度非常大，當連接管道進水或潮濕時，磨料極容易粘附在管內壁上，造成管路堵塞。此外，由于是通過磨料的自重給料，當磨料比較潮濕時，磨料容易板結在控制調節閥13的閥口上，造成閥口過流面積的變化，嚴重時會造成磨料堵塞在閥口上。同時，磨料罐的裝料量即磨料的裝料高度對磨料濃度也有影響，裝料高度較高時，由于磨料自重的作用，磨料濃度較大，反之較稀。實踐證明，即使磨料采用振動給料方式，由于磨料流量小，均勻給料也有很多問題難解決。
技術實現思路
本技術的目的在于克服上述靠磨料自重供料方式存在的缺陷，設計一種利用空氣的流動從磨料罐中主動取料的高壓水射流切割機用磨料供給裝置，既解決磨料均勻供給的問題，還可實現磨料濃度連續可控。為實現本專利技術目的采用的技術方案是高壓水射流切割機用磨料供給裝置主要包括安裝在磨料罐內的外套管和內套管，外套管由其上端外螺紋連接在固接于磨料罐蓋板中心的固定螺母上，它的底部封閉；內套管外徑小于外套管的內徑，由其上部外螺紋連接在倒凹字形調節螺母的中心螺孔中，位于外套管管腔內；倒凹字形調節螺母由其內螺紋連接在外套管上端外螺紋上，將內套管和外套管連為一體，并可調節二者的底部間隙；緊靠外套管底板的管壁上均勻分布若干個磨料進口，磨料通過該進口自流入外套管內；內套管底部管壁外固定有定位翼，定位翼的伸出臂緊貼外套管內壁，以保證二者的同心度；外套管上部管壁上設置一個空氣調節閥，調節空氣輸入量以調節磨料濃度。本技術的外套管管壁上分布的磨料進口最好為為4～6個。本技術的內套管的內徑最好為為4～8mm。本技術的優點在于能使磨料完全流化，磨料濃度穩定，并可以連續調節；結構簡單，無需額外的控制裝置和動力源，而且遇到磨料或磨料輸送管潮濕時，供料裝置也能正常工作。附圖說明圖1為本技術磨料供給裝置結構原理圖；圖2為本技術磨料供給裝置下部的局部放大圖；圖3為圖1中A-A剖面的仰視圖；圖4為現有技術采用自重供料的磨料供給裝置結構原理圖；圖5為現有技術采用自重供料的磨料供給裝置管道中形成柱塞流示意圖。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本技術作進一步說明。本技術的磨料供給料裝置由內套管調節螺母1、空氣調節閥2、外套管固定螺母3、外套管4、磨料罐5、內套管6組成。外套管4是一根上端管壁有外螺紋，底部一端封閉的圓管，在外套管4緊靠封閉底板的管壁上均勻地開有若干個磨料進口7，磨料進口7最好為4～6個，并應確保磨料進口7有一定的高度，這樣磨料罐5中的磨料在自重作用下能自由地流進外套管4的管內，由于磨料進口7的面積較大，不會形成“拱頂”，磨料在磨料進口處的流動狀態是一個流量恒定的連續流。同時，較大的磨料進口面積也使磨料罐5中磨料的料位高度對磨料的流動影響比較小。外套管固定螺母3固結在磨料罐5的頂部蓋板中心，外套管4上端管壁外螺紋與外套管固定螺母3連接，依靠固定螺母3的支撐，外套管4被固定在磨料罐5的中心，且距離罐底有一定距離。內套管6依靠其上端管壁的外螺紋連接在倒凹字形內套管調節螺母1的中心螺孔內，內套管調節螺母1再由其內壁螺紋與外套管4上端管壁外螺紋連接，固定在外套管4的頂端，從而把內套管6固定在外套管4的管腔內。內套管調節螺母1還具有調整內套管6和外套管4底部間隙的作用，該間隙的大小應與外套管4的磨料進口7高度相匹配，間隙太大，空氣流的速度不夠，磨料的濃度??；間隙太小，空氣流的流量不夠，容易產生“柱塞流”。內套管6的頂部通過管路與高壓水射流切割機的磨料噴頭連接，底部做成向管壁外擴口的喇叭口形，以改善混合區10內空氣的流動方式。為保證內套管6與外套管4的同心度，在內套管6的底部管壁外固定有定位翼8，定位翼8的有多個相同的伸出臂，每個伸出臂端部都緊貼外套管4的內管壁，從而保證內套管6與外套管4的同心度。內套管6外圓直徑小于外套管4的內圓直徑，使內套管6外壁和外套管4內壁之間形成一個環形間隙，但此環形面積不宜過大，以免使空氣的流速太低。內套管6的內徑不能太大，最好為4～8mm。在外套管4上部側璧上設置一個空氣調節閥2，它是一個普通的流量閥，用于調節經內套管6外壁和外套管4內壁之間的環形間隙進入內套管6底部磨料混合區10的空氣流量。本技術的工作原理是磨料罐5中的磨料在自重作用下通過外套管4底部的磨料進口7從四周進入到外套管4底部的磨料堆積區9中，此時磨料的運動趨勢是堆滿整個堆積區，其形態是未流化的。與此同時，在水噴頭產生的真空作用下，空氣經空氣調節閥2、外套管4內壁和內套管6外壁之間的環形間隙進入到堆積區的上方。由于空氣的攪動，堆積區的磨料被空氣“吹起”，在堆積區的上方形成了磨料和空氣的混合區10，此時磨料的形態是半流化的，其濃度是自下而上漸變的，也是不穩定的。隨著空氣的進一步流動，混合區中的一部分磨料被帶至混合區的上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓水射流切割機用磨料供給裝置，其特征在于它是由靠其上端外螺紋連接在固接于磨料罐（５）蓋板中心的固定螺母（３）上的底部封閉的外套管（４），緊靠外套管（４）底板的管壁均勻分布的若干個磨料進口（７），連接在外套管（４）上端外螺紋上的倒凹字形調節螺母（１），位于外套管（４）管腔內并由其上部外螺紋連接在倒凹字形調節螺母（１）中心螺孔中的內套管（６），固定于內套管（６）底部管壁外且其伸出臂緊貼外套管（４）內壁的定位翼（８），設置于外套管（４）上部管壁上的空氣調節閥（２）組成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖興斌，祝爽，林峰，劉小林，
申請(專利權)人：長沙礦山研究院，
類型：實用新型
國別省市：43[中國|湖南]