JP2013215854A - Abrasive water jet nozzle, and abrasive water jet machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアブレシブウォータージェットノズル、およびアブレシブウォータージェット加工機に係り、特に研磨材を導通孔に吸い込んで高圧水(ウォータージェット)に混入させるミキシングノズルを備えたアブレシブウォータージェットノズル、およびアブレシブウォータージェット加工機に関する。 The present invention relates to an abrasive water jet nozzle and an abrasive water jet processing machine, and more particularly to an abrasive water jet nozzle having a mixing nozzle that sucks an abrasive material into a conduction hole and mixes it with high pressure water (water jet), and the abrasive water jet processing Related to the machine.
従来、ガラス、石材、合成樹脂、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等の複合材料など、硬い材質や厚みのあるワークに切断加工を施す場合には、200〜400MPaの高圧で供給された高圧水に研磨材(アブレシブ)を混入させたアブレシブウォータージェットをワークの表面に噴射させることによって切断効率を向上させるアブレシブウォータージェット加工装置が知られている。 Conventionally, when cutting a hard material or a thick workpiece such as a composite material such as glass, stone, synthetic resin, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), the high pressure water supplied at a high pressure of 200 to 400 MPa is used. 2. Description of the Related Art An abrasive water jet machining apparatus that improves cutting efficiency by spraying an abrasive water jet mixed with an abrasive (abrasive) onto the surface of a workpiece is known.
従来、アブレシブウォータージェット加工装置では、研磨材によるノズルの損傷を防止するとともに、切削効率を向上させるため、噴射された高圧水に適正な量の研磨材を混入させる種々の手段が採用されている(例えば、特許文献1,2)。
特許文献1に記載のアブレシブノズルは、らせん溝からなる旋回流発生手段により、ノズル本体内に超高圧流体の旋回流を発生させて、研磨材をノズル本体の中心方向へ移動させ研磨材を高圧水の中心部でより高密度に混入させることとしたものである。
特許文献2に記載のアブレシブノズルは、球状ジルコンビーズ供給部12aから供給された球状ジルコンビーズZBと回収球状ジルコンビーズ供給部12bから供給された球状ジルコンビーズ混入水に、高圧水供給部11から供給される高圧水を噴射して高圧水に球状ジルコンビーズを混入させる。
Conventionally, in the abrasive water jet machining apparatus, various means for mixing an appropriate amount of abrasive into the injected high-pressure water have been adopted in order to prevent damage to the nozzle by the abrasive and improve cutting efficiency. (For example,
The abrasive nozzle described in
The abrasive nozzle described in
しかしながら、従来のアブレシブノズルでは、混合室内に高圧水を噴射することにより混合室内に供給された研磨材が直接高圧水内に巻き込まれて吸収されるため、アブレシブノズルの入口に研磨材が重畳的に集中してノズル詰まりやノズルの磨耗が発生しやすいという課題があった。特に、切断加工精度を向上させるためにアブレシブノズルの径を小さくしようとすると、研磨材の量がノズル内部で飽和し、殊更にノズル詰まりが発生しやすい。
また、高圧水に研磨材を混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射するため、適正な量の研磨材を含有したアブレシブウォータージェットで加工を行わないと切断加工精度や加工品質にバラツキが生じるという課題があった。さらに、ノズル内部における研磨材の混入に部分的な偏りが生じれば、ノズルの磨耗を促進させてしまう可能性があった。
However, in the conventional abrasive nozzle, the abrasive supplied to the mixing chamber is directly drawn into the high-pressure water and absorbed by injecting the high-pressure water into the mixing chamber, so that the abrasive is superimposed on the inlet of the abrasive nozzle. There is a problem that nozzle clogging and nozzle wear are likely to occur due to concentration on the nozzle. In particular, when an attempt is made to reduce the diameter of the abrasive nozzle in order to improve the cutting accuracy, the amount of abrasive is saturated inside the nozzle, and nozzle clogging is more likely to occur.
In addition, since an abrasive water jet in which abrasive is mixed with high-pressure water is sprayed onto the workpiece, there is a problem that variations in cutting accuracy and quality will occur unless machining is performed with an abrasive water jet containing an appropriate amount of abrasive. was there. Furthermore, if a partial deviation occurs in the mixing of the abrasive inside the nozzle, there is a possibility of promoting the wear of the nozzle.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ウォータージェット(高圧水)に適正な量の研磨材を混入して、ノズル内部における研磨材の詰まりを抑制し、加工精度および加工効率を向上させることができるアブレシブウォータージェットノズル、およびアブレシブウォータージェット加工機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an appropriate amount of abrasive is mixed in a water jet (high-pressure water) to suppress clogging of the abrasive in the nozzle, and processing accuracy and processing are improved. It is an object of the present invention to provide an abrasive water jet nozzle and an abrasive water jet processing machine capable of improving efficiency.
前記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明は、導入孔に供給された高圧水に研磨材を混入したアブレシブウォータージェットをワークに噴射して加工するアブレシブウォータージェットノズルであって、前記研磨材が供給口から室内に空気とともに吸い込まれて導入される気室からなる混合室と、前記導入孔が形成され前記高圧水を噴出するウォーターノズルと、このウォーターノズルの下流部に配設され、当該ウォーターノズルから噴出されたウォータージェットに前記研磨材を混入させ、前記混合室内に当該ウォータージェットを導通孔から噴出するミキシングノズルと、このミキシングノズルの下流部に配設され前記ウォータージェットを導入して前記アブレシブウォータージェットを前記ワークに噴射するアブレシブノズルと、を備え、前記ミキシングノズルの導通孔の孔径は、前記ウォーターノズルの孔径よりも大きく形成され、当該導通孔を通過するウォータージェットと当該導通孔の内周面との間に形成された隙間に前記混合室内に滞留させた研磨材を空気とともに吸引して当該導通孔内で前記ウォータージェットに混入させること、を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
本発明は、前記研磨材が供給口から室内に空気とともに吸い込まれて導入される気室からなる混合室を備えたことで、ウォーターノズルから噴出されたウォータージェットが仕切られた気室からなる混合室内を通過すると、高速で通過するウォータージェットによって生じる負圧により、研磨材を空気とともに吸い込んで混合室内で滞留させ、この滞留させた研磨材をウォータージェットに効率よく混入させる。
なお、本発明の説明において、慣用的に「ウォーター」や「高圧水」の用語を使用するが、特に「水」に限定する趣旨ではなく、広く「加工用の流体」を意味する。
The present invention comprises a mixing chamber comprising an air chamber into which the abrasive material is sucked and introduced into the room from the supply port, and is composed of an air chamber in which water jets ejected from a water nozzle are partitioned. When passing through the room, the abrasive is sucked together with the air by the negative pressure generated by the water jet passing at high speed and stays in the mixing chamber, and the retained abrasive is efficiently mixed into the water jet.
In the description of the present invention, the terms “water” and “high-pressure water” are conventionally used. However, the term “water” is not intended to be particularly limited, but “working fluid” is widely used.
本発明は、前記導通孔を通過する前記ウォータージェットを前記混合室内に噴出するミキシングノズルを備えたことで、前記導通孔を通過するウォータージェットと当該導通孔の内周面との間に形成された隙間に前記研磨材を空気とともに吸引して、ミキシングノズルの導通孔内で研磨材をウォータージェットに吸収するようにして混入させる。 The present invention includes a mixing nozzle that ejects the water jet that passes through the conduction hole into the mixing chamber, and is formed between the water jet that passes through the conduction hole and the inner peripheral surface of the conduction hole. The abrasive is sucked into the gap together with air and mixed so that the abrasive is absorbed by the water jet in the conduction hole of the mixing nozzle.
このため、本発明は、従来のように混合室内に導入された研磨材を直接ウォータージェットに混入させるのではなく、ミキシングノズル内に前記研磨材を空気とともに吸い込んで、ミキシングノズルの導通孔内で研磨材をウォータージェットの流れと逆方向に巻き上げるように吸収して混入させることで、適正な量の研磨材をウォータージェットに混入させることができる。 For this reason, the present invention does not directly mix the abrasive material introduced into the mixing chamber into the water jet as in the prior art, but sucks the abrasive material into the mixing nozzle together with air, and within the conduction hole of the mixing nozzle. By absorbing and mixing the abrasive so as to wind up in the direction opposite to the flow of the water jet, an appropriate amount of the abrasive can be mixed into the water jet.
また、本発明は、ミキシングノズルを備えたことで、混合室内に導入された研磨材をミキシングノズルの開口部(導通孔の先端に形成された開口部)から上流にウォータージェットの流れと逆方向に吸引してウォータージェットに混入させる第1混合ルートと、ミキシングノズルの開口部から下流に噴出されたウォータージェットに混入させる第2混合ルートと、により研磨材をウォータージェットに混入させることができる。 Further, the present invention is provided with the mixing nozzle, so that the abrasive introduced into the mixing chamber is upstream from the opening of the mixing nozzle (the opening formed at the tip of the conduction hole) in the direction opposite to the flow of the water jet. The abrasive can be mixed into the water jet by the first mixing route that is sucked into the water jet and mixed into the water jet and the second mixing route that is mixed into the water jet ejected downstream from the opening of the mixing nozzle.
このようにして、本発明は、研磨材を第1混合ルートと第2混合ルートに分散して混合することで、混合室内の研磨材がアブレシブノズルの入口に集中して引き込まれないようにし、偏りがなくかつ均一な量の研磨材をウォータージェットに混入して、アブレシブノズル内部における研磨材の詰まりを効果的に抑制する。 In this way, the present invention disperses and mixes the abrasive material in the first mixing route and the second mixing route so that the abrasive material in the mixing chamber is not concentrated and drawn into the inlet of the abrasive nozzle, A uniform and uniform amount of abrasive material is mixed in the water jet to effectively suppress clogging of the abrasive material inside the abrasive nozzle.
このため、本発明に係るアブレシブウォータージェットノズルは、アブレシブノズルの詰まりを抑制することで、アブレシブノズルの孔径をより小さくしてアブレシブウォータージェットの流速をより円滑に高めることができるため、研磨材の消費を節約し、かつ小径のアブレシブウォータージェットにより加工精度および加工効率を向上させることができる。
また、本発明は、一般的なアブレシブウォータージェット加工機はもちろんのこと、簡易な構成により加工精度および加工効率を向上させることができるため、ロボットアームの先端部に装着する場合や作業者が手に持って加工するポータブル式のアブレシブウォータージェットノズルにも好適に採用することができる。
For this reason, the abrasive water jet nozzle according to the present invention can suppress the clogging of the abrasive nozzle, thereby reducing the hole diameter of the abrasive nozzle and increasing the flow velocity of the abrasive water jet more smoothly. Consumption can be saved and machining accuracy and machining efficiency can be improved by the small diameter abrasive water jet.
Further, the present invention can improve the processing accuracy and processing efficiency with a simple configuration as well as a general abrasive water jet processing machine. It can also be suitably used in a portable abrasive water jet nozzle that is processed by holding it.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のアブレシブウォータージェットノズルであって、前記ミキシングノズルの導通孔の孔径は、前記ウォーターノズルの孔径の5〜25倍であること、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成によれば、前記ミキシングノズルの導通孔の孔径を前記ウォーターノズルの孔径の5〜25倍とすることで、前記導通孔の内周面に形成された隙間に前記研磨材をより効率的に吸引して混入させることができる。 According to this configuration, the diameter of the conduction hole of the mixing nozzle is 5 to 25 times the diameter of the water nozzle, so that the abrasive is more efficiently put into the gap formed on the inner peripheral surface of the conduction hole. Can be sucked and mixed.
つまり、前記隙間が小さすぎると吸引される研磨材の量が減少し、また、前記隙間が大きすぎると負圧が低下して同様に吸引される研磨材の量が減少するため、前記ミキシングノズルの導通孔の孔径を前記ウォーターノズルの孔径の5〜25倍の間で吸引される研磨材の量が極値となり、この範囲内で適宜調整することが望ましい。 That is, if the gap is too small, the amount of abrasive that is sucked decreases, and if the gap is too large, the negative pressure decreases and the amount of abrasive that is similarly sucked decreases. The amount of abrasive that is sucked between 5 to 25 times the hole diameter of the water nozzle is an extreme value, and it is desirable to adjust it appropriately within this range.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載のアブレシブウォータージェットノズルであって、前記ミキシングノズルの導通孔の長さは、当該導通孔の先端部に形成された開口部から前記アブレシブノズルまでの距離よりも長いこと、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成によれば、前記ミキシングノズルの導通孔の長さを当該ミキシングノズルの開口部から前記アブレシブノズルまでの距離よりも長くすることで、第2混合ルートの長さを短く設定することができるため、混合室内の研磨材がアブレシブノズルの入口に集中して引き込まれないようにして研磨材の詰まりをより効果的に抑制し、適正な量の研磨材を安定して混入させることができる。 According to this configuration, the length of the second mixing route can be set short by making the length of the conduction hole of the mixing nozzle longer than the distance from the opening of the mixing nozzle to the abrasive nozzle. Therefore, the abrasive in the mixing chamber is prevented from being concentrated and drawn into the inlet of the abrasive nozzle, so that clogging of the abrasive can be more effectively suppressed, and an appropriate amount of abrasive can be mixed stably.
つまり、ミキシングノズルの開口部から下流に噴出されたウォータージェットに研磨材を混入させる第2混合ルートは、混合室に導入された研磨材をアブレシブノズルの入口に引き込むように作用するため、研磨材がアブレシブノズルの入口に集中して密度が偏って高くなり、研磨材の詰まりを誘引しやすくなる。このため、第2混合ルートの長さを短くして、その分第1混合ルートの長さを長くすることが好適である。 In other words, the second mixing route for mixing the abrasive into the water jet ejected downstream from the opening of the mixing nozzle acts to draw the abrasive introduced into the mixing chamber into the inlet of the abrasive nozzle. However, it is concentrated at the inlet of the abrasive nozzle and the density becomes unevenly high, and it becomes easy to induce clogging of the abrasive. For this reason, it is preferable to shorten the length of the second mixing route and increase the length of the first mixing route accordingly.
このようにして、本発明に係るアブレシブウォータージェットノズルは、混合室内に導入された研磨材をミキシングノズルの開口部から上流に吸い込んで混入させる第1混合ルートの長さを長くして、第2混合ルートの長さを短くすることで、研磨材の詰まりをより効果的に抑制して、均一に適正な量の研磨材を安定して混入させることができる。 In this way, the abrasive water jet nozzle according to the present invention increases the length of the first mixing route in which the abrasive introduced into the mixing chamber is sucked and mixed upstream from the opening of the mixing nozzle. By shortening the length of the mixing route, it is possible to more effectively suppress clogging of the abrasive and stably mix an appropriate amount of abrasive.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のアブレシブウォータージェットノズルであって、前記アブレシブノズルの孔径は、前記ミキシングノズルの孔径よりも小さく、前記ウォーターノズルの孔径よりも大きいこと、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成によれば、前記アブレシブノズルの孔径を前記ミキシングノズルの孔径よりも小さくすることで、小径のアブレシブノズルを適用することができるため、加工精度および加工効率を向上させることができる。そして、前記アブレシブノズルの孔径を前記ウォーターノズルの孔径よりも大きくすることで、研磨材の詰まりを抑制することができる。 According to such a configuration, by making the hole diameter of the abrasive nozzle smaller than the hole diameter of the mixing nozzle, it is possible to apply a small diameter abrasive nozzle, and therefore it is possible to improve processing accuracy and processing efficiency. And the clogging of an abrasive | polishing material can be suppressed by making the hole diameter of the said abrasive nozzle larger than the hole diameter of the said water nozzle.
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアブレシブウォータージェットノズルであって、前記ミキシングノズルは、略円筒形状をなし、前記ミキシングノズルの外周部には、前記アブレシブノズルの方向に向かうように先端部が縮径されたテーパが前記供給口に対面する位置から前記先端部まで形成されていること、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成によれば、前記ミキシングノズルの外周面の先端部に前記テーパを設けたことで、前記供給口から前記混合室に空気とともに導入された研磨材が前記ミキシングノズルの外周部に沿って先端部まで円滑に流れるように吸い込まれる。
このため、ミキシングノズルの先端部に形成されたウォータージェットの開口部から導通孔の内周面に形成された隙間に前記研磨材を空気とともに効率よく吸い込んで、当該導通孔内で前記ウォータージェットに吸収して混入させることができる。
According to this configuration, since the taper is provided at the distal end portion of the outer peripheral surface of the mixing nozzle, the abrasive introduced together with air from the supply port into the mixing chamber is advanced along the outer peripheral portion of the mixing nozzle. It is sucked so that it flows smoothly to the part.
For this reason, the abrasive is efficiently sucked together with air into the gap formed on the inner peripheral surface of the conduction hole from the opening of the water jet formed at the tip of the mixing nozzle, and is introduced into the water jet in the conduction hole. Can be absorbed and mixed.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5に記載されたアブレシブウォータージェットノズルと、前記混合室に所定量の研磨材を供給する研磨材供給装置と、を有するアブレシブウォータージェット加工機であって、前記研磨材供給装置は、前記研磨材が貯留された貯留部と、この貯留部の下部に配設された流出孔と、この流出孔の下流に所定の隙間を設けて配設され、水平方向の回転軸の回りに回転駆動する搬送ロータと、前記搬送ロータの下流に配設された受け部と、この受け部に形成された排出口と、を備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an abrasive water jet processing machine comprising: the abrasive water jet nozzle according to any one of the first to fifth aspects; and an abrasive material supply device that supplies a predetermined amount of abrasive material to the mixing chamber. The abrasive supply device is provided with a storage section in which the abrasive is stored, an outflow hole disposed in a lower portion of the storage section, and a predetermined gap provided downstream of the outflow hole. And a transport rotor that rotates around a horizontal rotation shaft, a receiving portion disposed downstream of the transport rotor, and a discharge port formed in the receiving portion. .
かかる構成によれば、流出孔の下流に所定の隙間を設けて搬送ロータを備えたことで、流出孔から流出した研磨材は、搬送ロータが回転することで搬送される。
つまり、流出孔と搬送ロータとの間に所定の隙間を設けたことで、搬送ロータが停止しているときには、この隙間に研磨材が粒子間の摩擦抵抗により搬送ロータとの間で留まった状態になる。一方、搬送ロータが回転しているときには、前記隙間に留まった研磨材が搬送ロータの外周面に沿って搬送されることで、流出孔から新たな研磨材が再び隙間に流出する。このようにして、搬送ロータの回転により、その回転速度に応じて前記隙間に流出した研磨材が搬送ロータの外周面に沿って搬送され、下流に配設された研磨材の受け部に収容され、受け部に形成された排出口から排出される。
According to this configuration, the predetermined gap is provided downstream of the outflow hole and the conveyance rotor is provided, so that the abrasive that has flowed out of the outflow hole is conveyed by the rotation of the conveyance rotor.
In other words, by providing a predetermined gap between the outflow hole and the transfer rotor, when the transfer rotor is stopped, the abrasive remains in the gap with the transfer rotor due to the frictional resistance between the particles. become. On the other hand, when the conveying rotor is rotating, the abrasive remaining in the gap is conveyed along the outer peripheral surface of the conveying rotor, so that a new abrasive flows out again into the gap from the outflow hole. In this way, due to the rotation of the transport rotor, the abrasive that has flowed out into the gap according to the rotation speed is transported along the outer peripheral surface of the transport rotor, and is accommodated in the receiving portion of the abrasive disposed downstream. And is discharged from an outlet formed in the receiving portion.
このため、本発明に係るアブレシブウォータージェット加工機は、搬送ロータの回転により混合室に適量の研磨材を偏りがなく円滑に供給することができるため、ウォータージェットに均一に研磨材を混入して、ノズル内部における研磨材の詰まりを抑制し、加工精度および加工効率を向上させることができる。 For this reason, the abrasive water jet processing machine according to the present invention can smoothly supply an appropriate amount of abrasive to the mixing chamber without rotation by the rotation of the transport rotor, so that the abrasive is uniformly mixed in the water jet. The clogging of the abrasive inside the nozzle can be suppressed, and the processing accuracy and processing efficiency can be improved.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載のアブレシブウォータージェット加工機であって、前記搬送ロータは、当該搬送ロータの外周部に形成された凹凸部を備えたこと、を特徴とする。
かかる構成によれば、搬送ロータの外周部に凹凸部を備えたことで、前記隙間に流出した研磨材を保持し自由落下を抑制して搬送ロータの外周部に沿って円滑に搬送することができる。
The invention according to claim 7 is the abrasive water jet processing machine according to
According to such a configuration, by providing an uneven portion on the outer peripheral portion of the transport rotor, the abrasive that has flowed out into the gap can be held, and free fall can be suppressed and transported smoothly along the outer peripheral portion of the transport rotor. it can.
本発明によれば、ウォータージェット(高圧水)に均一に研磨材を混入して、ノズル内部における研磨材の詰まりを抑制し、加工精度および加工効率を向上させることができるアブレシブウォータージェットノズル、およびアブレシブウォータージェット加工機を提供することができる。 According to the present invention, an abrasive water jet nozzle that uniformly mixes an abrasive into a water jet (high-pressure water), suppresses clogging of the abrasive inside the nozzle, and can improve processing accuracy and processing efficiency, and An abrasive water jet processing machine can be provided.
本発明の実施形態に係るアブレシブウォータージェット加工機100について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
アブレシブウォータージェット加工機100は、200〜400MPaの高圧で供給された高圧水Qに研磨材Gを混入し、アブレシブウォータージェットAWJを噴射させて、ワーク(不図示)を切断加工する加工装置である。そして、アブレシブウォータージェット加工機100は、アブレシブウォータージェットAWJを音速以上の高速で噴射させることができるため、ガラス等の硬い材質であっても、合成樹脂等の比較的柔らかい材質であっても、硬い材料と柔らかい材料等の多種類の材料からなる複合材料であっても高品質な形状切断加工ができる。
An abrasive water
The abrasive water
アブレシブウォータージェット加工機100は、図1に示すように、研磨材Gが混入されたアブレシブウォータージェットAWJを噴射するアブレシブウォータージェットノズル1と、アブレシブウォータージェットノズル1に高圧配管102から高圧水Qを供給する高圧水供給装置101と、アブレシブウォータージェットノズル1に適量の研磨材Gを供給する研磨材供給装置8と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the abrasive water
なお、本実施形態では、図1において、アブレシブウォータージェット加工機100は、アブレシブウォータージェットAWJの噴射方向を下方にして図示したが、これに限定されるものではなく、水平方向や噴射方向が自在に変化するロボットアームの先端部に装着する場合や作業者が手に持って加工するポータブル式のアブレシブウォータージェット加工機であってもよい。
In the present embodiment, in FIG. 1, the abrasive water
研磨材Gは、ガーネット、サファイア、超硬合金等の一般的なものを適宜、ワークの種類等に応じて使用することができる。研磨材Gは、ワークの種類や用途に応じて適宜粒度を設定するが、微細なものやコーティングを施したものも用いることができる。 As the abrasive G, a general material such as garnet, sapphire, cemented carbide or the like can be appropriately used according to the type of workpiece. The abrasive G has a particle size appropriately set according to the type and application of the workpiece, but a fine one or a coated one can also be used.
アブレシブウォータージェットノズル1は、図2に示すように、ノズル本体2と、ノズル本体2内に形成された混合室3と、導入孔41が形成され高圧水(ウォータージェットWJ)を噴出するウォーターノズル4と、ウォーターノズル4から噴出されたウォータージェットWJに研磨材Gを混入させて研磨材を混入させた状態のウォータージェットAW(以下、単に「ウォータージェットAW」という。)を生成するミキシングノズル5と、ワーク(不図示)を加工するアブレシブウォータージェットAWJを噴射するアブレシブノズル6と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the abrasive
なお、図2において、例えば、ウォーターノズル4の径とウォータージェットWJの径の関係は、説明の便宜上、視認性の観点から簡略化して表示したものであり、一般的には、ノズルの径よりも噴射されたジェットの径が小さくなることが想定される。また、図1や図2において、研磨材Gの粒径は誇張して表現したものであり、混合室3内では研磨材Gが空気中に浮遊して流れる状態を示し、研磨材供給装置8では粒状物が流動して搬送される状態を示す。
In FIG. 2, for example, the relationship between the diameter of the
ノズル本体2は、上部ボディ21と下部ボディ22からなり、ウォーターノズル4やミキシングノズル5等の各構成部材を高精度に位置決めして配設するための部材であり、中央部に中空の混合室3が形成されている。
The
なお、ノズル本体2の構成は、説明の便宜上、各ノズル部等のレイアウトを明示するために、ミキシングノズル5を埋め込み式にして図示したが、製作性等の観点からノズル本体2(上部ボディ21)とミキシングノズル5を一体として構成する方が一般的である。
一方、ミキシングノズル5を上部ボディ21から取り外し可能な埋め込み式にすることで、ミキシングノズル5のサイズや材質等の変更が容易になる。また、本実施形態においては、上部ボディ21と下部ボディ22を分離構造としたが、一体として構成することもできる。
Note that the configuration of the
On the other hand, by making the mixing
混合室3は、略円柱形状をなし、混合室3の中央部にはミキシングノズル5が入り込むように配設され、ミキシングノズル5内を通ってウォーターノズル4から噴出された高圧水(ウォータージェットWJ)が混合室3内を通過してアブレシブノズル6に導入されるようになっている。
The mixing
混合室3は、研磨材Gが導入される供給口31を備えている。研磨材供給装置8(図1参照)から排出された研磨材Gは、供給口31から空気とともに吸い込まれて混合室3内に導入される。また、混合室3は、仕切られた気室からなり、導入された研磨材Gを十分に減速して室内で滞溜させることができる空間である。このため、混合室3内に導入された研磨材Gは、ウォータージェットWJに混入されて、研磨材Gが混入されたアブレシブウォータージェットAWJが生成される。研磨材供給装置8(図1参照)は、適量の研磨材Gを供給口31に向けて排出するようになっている。
The mixing
なお、「気室からなる混合室」とは、混合室内で研磨材を滞溜させるように仕切られた空間であることを意味し、例えばピアス加工時等に負圧を補助的に発生させる真空吸引装置等の他の付属機器を装着する開口部等が形成されていない密閉された気密空間に限定したものではない。 Note that the “mixing chamber consisting of air chambers” means a space partitioned so as to stagnate the abrasive in the mixing chamber, for example, a vacuum that supplementarily generates a negative pressure during piercing. It is not limited to a sealed airtight space in which an opening or the like for mounting other accessory devices such as a suction device is not formed.
供給口31は、ミキシングノズル5の開口部53、およびアブレシブノズル6に対して適正な位置、例えば、ミキシングノズル5の開口部53よりもウォータージェットWJの噴出方向に対して上流側になるように配設されている。
つまり、供給口31は、口径とも関係するが、供給口31の位置がミキシングノズル5の開口部53に対して高すぎると、研磨材Gが円滑に開口部53まで供給されず供給口31の付近で研磨材Gが詰まりやすくなり、供給口31の位置がミキシングノズル5の開口部53に対して低すぎると(例えば、開口部53よりもウォータージェットWJの噴出方向に対して下流側)、アブレシブノズル6が詰まりやすくなるため、適正な口径に設定され適正な位置になるように調整される。
The
That is, the
このようにして、ウォーターノズル4から噴出された高圧水(ウォータージェットWJ)が混合室3内を通過すると、高速で通過するウォータージェットWJによって生じる負圧により、適正な量の研磨材Gが供給口31から好適に空気とともに吸い込まれる。このため、供給口31の付近の研磨材Gの詰まりを効果的に回避することができる。
そして、供給口31から吸い込まれた研磨材Gは、気流に乗って浮遊し滞溜しながら、混合室3内でウォータージェットWJに引き込まれて混入され、適正な量の研磨材Gが混入されたウォータージェットAWが生成される。
In this way, when high-pressure water (water jet WJ) ejected from the
Then, the abrasive G sucked from the
ウォーターノズル4は、上部ボディ21の上流部(図2の上部)に埋め込まれて配設された胴部42と、胴部42に埋設されたノズル部43と、を備え、高圧配管102から導入孔41に供給された高圧水Qをノズル部43からミキシングノズル5内に噴出する部材である。
このため、ウォーターノズル4(ノズル部43)の孔径D1は、ミキシングノズル5の孔径D3やアブレシブノズル6の孔径D2よりも小さく設定されている。
The
For this reason, the hole diameter D1 of the water nozzle 4 (nozzle portion 43) is set smaller than the hole diameter D3 of the mixing
ミキシングノズル5は、ウォーターノズル4の下流部に配設され、略円筒状の形態をなし、ウォーターノズル4から噴出された高圧水(ウォータージェットWJ)が通過する導通孔51と、外周面に形成されたテーパ52と、導通孔51を通過したウォータージェットWJを混合室3内に噴出する開口部53と、を備えている。
ミキシングノズル5は、研磨材Gが接触する部材であるため、研磨材供給量との兼ね合いもあるが、研磨材Gよりも硬い材質にしてもよいし、内周部にコーティングを施して耐久性、耐摩耗性を向上させることもできる。
The mixing
The mixing
なお、本実施形態においては、ミキシングノズル5を円筒形状にしたが、外周部は多角形状にしてもよい。
In the present embodiment, the mixing
<第1混合ルート>
ミキシングノズル5は、ウォーターノズル4から噴出された高圧水(ウォータージェットWJ)が導通孔51を通過して開口部53から噴出することで、導通孔51内に負圧が発生し、導通孔51を通過するウォータージェットWJと導通孔51の内周面との間に形成された隙間δ1に開口部53から研磨材Gを空気とともに吸引する(図2の矢印R1参照)。
<First mixed route>
In the mixing
ミキシングノズル5は、このようにして導通孔51内に研磨材Gを開口部53からの高さH3まで吸引した後、導通孔51内で研磨材GをウォータージェットWJに混入させる(第1混合ルートR1)。研磨材Gを吸引する開口部53からの高さH3は、隙間δ1とも関係するが、高さH3が大きくなれば混入される研磨材Gの量が多くなる傾向を示す。
In this way, the mixing
ミキシングノズル5の外周部には、アブレシブノズル6の方向に向かうように先端部が縮径されたテーパ52が形成され、このテーパ52は供給口31に対面する位置からミキシングノズル5の先端部まで形成されている。
かかる構成により、供給口31から混合室3に空気とともに導入された研磨材Gは、ミキシングノズル5の外周部に形成されたテーパ52の形状に沿って先端部の開口部53まで円滑に流れるように吸い込まれる。
The outer periphery of the mixing
With this configuration, the abrasive G introduced into the mixing
なお、本実施形態においては、テーパ52を形成したが、これに限定されるものではなく、断面が多角形状で先端部に行くにしたがって多角形状が小さくなるようにしてもよいし、上流側から先端部に行く間に段差を設けてしだいに多角形状が小さくなるようにしてもよい。また、ミキシングノズル5の外周部にテーパ52を設けずにストレート形状にしてもよい。また、ストレート形状の外周部の場合には、外周部の径を小さくすることで、供給口31から混合室3に空気とともに導入された研磨材Gをミキシングノズル5の先端部の開口部53まで円滑に流れるようにすることができる。
また、本実施形態においては、ミキシングノズル5の外周部にテーパ52を形成したが、これに限定されるものではなく、外周部と同様に内周部にもテーパを形成することができる。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
<隙間δ1の設定>
アブレシブウォータージェットノズル1は、ウォータージェットWJと導通孔51の内周面との間に形成された隙間δ1の大きさを適宜設定することで、ウォータージェットWJに適正な量の研磨材Gを好適に混入することができる。以下、この隙間δ1について、図3を参照しながら説明する。図3は、横軸にミキシングノズル5の孔径D3とウォーターノズル4の孔径D1の比(D3/D1)をとり、縦軸にピアス加工時間をとって隙間δ1とピアス加工時間の関係を示すグラフである。
<Setting of gap δ1>
The abrasive
なお、ピアス加工は、アブレシブウォータージェット加工における切断加工の前加工として行われるアブレシブウォータージェット加工であり、ウォータージェットWJの圧力を一定にしてピアス加工時間を計測することにより、ウォータージェットWJに適正な量の研磨材Gが混入されたことを検証するために、アブレシブウォータージェット加工における加工効率を計る基準としたものである。 The piercing process is an abrasive water jet process performed as a pre-processing of the cutting process in the abrasive water jet process. By measuring the piercing process time with the water jet WJ pressure kept constant, In order to verify that an amount of abrasive G has been mixed, this is a standard for measuring the processing efficiency in the abrasive water jet processing.
ミキシングノズル5の導通孔51の孔径D3は、ウォーターノズル4の孔径D1の5〜25倍になるように設定されるのが望ましい。
ここで、δ1=(D3−D1)/2であるから、D3/D1=5のときには、
δ1=(5D1−D1)/2=2D1 である。
また、D3/D1=25のときには、
δ1=(25D1−D1)/2=24D1/2=12D1 である。
つまり、導通孔51内に形成された隙間δ1は、片側でウォーターノズル4の孔径D1の2〜12倍に設定されている。
The hole diameter D3 of the
Here, since δ1 = (D3−D1) / 2, when D3 / D1 = 5,
δ1 = (5D1−D1) / 2 = 2D1.
When D3 / D1 = 25,
δ1 = (25D1-D1) / 2 = 24D1 / 2 = 12D1.
That is, the gap δ1 formed in the
隙間δ1は、ウォータージェットWJの流速や圧力、およびウォーターノズル4の径D1とも関係するが、小さすぎると吸引される研磨材Gの量が減少し、大きすぎると負圧が低下して同様に吸引される研磨材Gの量が減少する傾向を示す。そして、図2に示すように、研磨材Gが上流に吸い込まれる高さH3が大きくなれば混入される研磨材Gの量も増大する傾向を示す。
ウォータージェットWJに吸引されて混入された研磨材Gの量が適正であることを検証するため、図3を参照しながら、ピアス加工時間と隙間δ1との関係を説明する。アブレシブウォータージェットAWJの流速を一定にすれば、一般的に混入された研磨材Gの量が多いと加工効率が向上して加工時間が短縮され、混入された研磨材Gの量が少ないと加工時間が増大する傾向を示す。
The gap δ1 is related to the flow velocity and pressure of the water jet WJ and the diameter D1 of the
In order to verify that the amount of the abrasive G sucked and mixed in the water jet WJ is appropriate, the relationship between the piercing time and the gap δ1 will be described with reference to FIG. If the flow rate of the abrasive water jet AWJ is constant, generally, if the amount of the abrasive G mixed is large, the processing efficiency is improved and the processing time is shortened. If the amount of the abrasive G mixed is small, the processing is performed. Shows a tendency to increase in time.
図3に示すように、例えば、ウォータージェットWJの圧力を300MPa、ウォーターノズル4の孔径D1を0.1〜0.15で設定した場合には、D3/D1が約13倍で加工効率が極値になり、混入された研磨材Gの量が最大になると推測される。
実際には、ウォータージェットWJの流速や圧力やウォーターノズル4の孔径D1等の種々の条件が考慮されるため、この極値を挟んでD3/D1が5〜25倍の範囲内で適宜設定することが好ましい。
As shown in FIG. 3, for example, when the pressure of the water jet WJ is set to 300 MPa and the hole diameter D1 of the
Actually, since various conditions such as the flow velocity and pressure of the water jet WJ and the hole diameter D1 of the
<第2混合ルート>
一方、ミキシングノズル5の開口部53から混合室3内に噴出されたウォータージェットWJは、混合室3内のミキシングノズル5の開口部53からアブレシブノズル6まで通過する際にも負圧を発生するため、研磨材Gが混入される(図2の矢印R2参照)。
<Second mixed route>
On the other hand, the water jet WJ ejected into the mixing
<第1ルートと第2ルートの関係>
ミキシングノズル5の開口部53は、ミキシングノズル5の先端部に配設され、アブレシブノズル6から所定の高さH1になるように配設されている。
アブレシブノズル6からミキシングノズル5の開口部53までの高さH1は、ミキシングノズルの導通孔51の長さH2よりも小さくなるように設定されている。
<Relationship between the first route and the second route>
The
The height H1 from the
つまり、ミキシングノズル5の開口部53から下流に噴出されたウォータージェットAWに混入させる第2混合ルートは、混合室3に導入された研磨材Gをアブレシブノズル6の入口に引き込むように作用するため、研磨材Gがアブレシブノズル6の入口に集中して密度が偏って高くなり、研磨材Gの詰まりを誘引しやすくなる。このため、第2混合ルートの長さH1を短くして、その分第1混合ルートの長さH3を長くすることが好適である。
That is, the second mixing route for mixing the water jet AW ejected downstream from the
アブレシブノズル6は、ミキシングノズル5の下流部に配設されている。アブレシブノズル6は、第1の混合ルートR1および第2の混合ルートR2から研磨材Gが混入されたウォータージェットAWを導入してアブレシブウォータージェットAWJをワーク(不図示)に噴射する部材である。
そして、アブレシブノズル6の孔径D2は、一般的には0.3〜0.5mm程度に設定されるが、ミキシングノズル5の孔径D3よりも小さく、ウォーターノズル4の孔径D1よりも大きく設定することが望ましい。
つまり、アブレシブノズル6の孔径D2をミキシングノズル5の孔径D3よりも小さくすることで、小径のアブレシブノズル6を設定することができるため、加工精度および加工効率を向上させることができる。そして、アブレシブノズル6の孔径D2をウォーターノズル4の孔径D1よりも大きくすることで、アブレシブノズル6内における研磨材Gの詰まりを抑制する効果が期待される。
The
The hole diameter D2 of the
That is, by making the hole diameter D2 of the
なお、本実施形態においては、本発明を理解しやすくするために単純化して、第1混合ルートR1と第2混合ルートR2に分けて説明したが、混合室3内には飛散したウォータージェットに混合される研磨材Gも存在するため、混合室3に供給された研磨材Gがすべて第1混合ルートおよび第2混合ルートからウォータージェットに混入されることを意味するものではない。また、第1混合ルートR1では研磨材Gを上流に巻き上げるときに旋回流が発生することがあり、このような旋回流が第1混合ルートR1の長さH3に影響を及ぼす場合がある。
In the present embodiment, the first mixing route R1 and the second mixing route R2 have been described in a simplified manner for easy understanding of the present invention. Since the abrasive G to be mixed also exists, it does not mean that all the abrasive G supplied to the mixing
<研磨材供給装置>
研磨材供給装置8は、図1に示すように、研磨材Gが貯留された貯留部81と、貯留部81の下部に配設された流出孔82と、流出孔82の下方に所定の隙間δ2(図4参照)を設けて配設され、水平方向の回転軸83aの回りに回転駆動する搬送ロータ83と、搬送ロータ83を回転駆動するモータ84と、モータ84の回転を制御する制御装置(不図示)と、搬送ロータ83の下方に配設された受け部85と、受け部85に形成された排出口86と、を備えている。
<Abrasive supply device>
As shown in FIG. 1, the abrasive supply device 8 includes a
搬送ロータ83は、図4に示すように、外周部に形成された凹凸部である凸部83bと、周方向に形成された壁部83cと、を備えている。凸部83bは、軸方向に沿って直線状に形成され、円周方向に渡って等間隔で複数が水車の羽根のように形成されている。壁部83cは、外周部の両縁部から径方向に突出するように鍔状に形成されている。
かかる構成により、搬送ロータ83は、流出孔82から流出した研磨材Gが飛散しないように保持して、必要な量の研磨材Gを適正なタイミングで受け部85まで搬送できるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
With this configuration, the conveying
なお、本実施形態においては、搬送ロータ83の外周部に凸部83bを設けたが、研磨材Gを外周部に所定の時間、所定の量だけ留まらせることができる形状であれば特に限定されるものではなく、凹部であってもよく、凹部と凸部で構成してもよく、このような凹凸部を形成しなくてもよい。
In this embodiment, the
研磨材供給装置8は、図1に示すように、貯留部81の下部に配設された流出孔82から所定の量の研磨材Gを下方に流出し、流出孔82から流出した研磨材Gを搬送ロータ83によって受け部85まで搬送し、受け部85に形成された排出口86から混合室3の供給口31まで研磨材Gを供給する装置である。
As shown in FIG. 1, the abrasive material supply device 8 causes a predetermined amount of the abrasive material G to flow downward from an
図4に示すように、研磨材供給装置8は、流出孔82と搬送ロータ83との間に所定の隙間δ2を設けたことで、搬送ロータ83を停止させた状態では、この隙間に研磨材Gを粒子間の摩擦抵抗により搬送ロータ83との間で留まった状態に保持することができる(図4(a)参照)。
As shown in FIG. 4, the abrasive supply device 8 provides a predetermined gap δ2 between the
一方、研磨材供給装置8は、搬送ロータ83を回転させると、隙間δ2に留まった研磨材Gを搬送ロータ83の外周面に沿って搬送することで、流出孔82から新たな研磨材Gを再び隙間に流出させる(図4(c)参照)。
On the other hand, when the abrasive material supply device 8 rotates the
このようにして、研磨材供給装置8は、図1に示すように、搬送ロータ83の回転により、その回転速度に応じて、隙間δ2に流出した研磨材Gを搬送ロータ83の外周面に沿って搬送し、下方に配設された研磨材Gの受け部85に収容して、受け部85に形成された排出口86から混合室3の供給口31まで研磨材Gを供給する。
研磨材供給装置8は、制御装置(不図示)により、搬送ロータ83の回転速度を適宜制御することで、混合室3に適量の研磨材Gを偏りがなく円滑に適正なタイミングで供給することができる。
In this way, as shown in FIG. 1, the abrasive supply device 8 causes the abrasive G that has flowed out into the gap δ <b> 2 along the outer peripheral surface of the
The abrasive material supply device 8 supplies the appropriate amount of abrasive material G to the mixing
以上のように構成された本実施形態に係るアブレシブウォータージェットノズル1を搭載したアブレシブウォータージェット加工機100は、以下のような効果を奏する。
アブレシブウォータージェットノズル1は、混合室3内に導入された研磨材Gをミキシングノズル5の開口部53から上流に吸引してウォータージェットWJに混入させる第1混合ルートと(図2のH3参照)、ミキシングノズル5の開口部53から下流に噴出されたウォータージェットWJに混入させる第2混合ルートと(図2のH1参照)、に分散して混合することができる。
このため、アブレシブウォータージェットノズル1は、混合室3内の研磨材Gがアブレシブノズル6の入口に集中して引き込まれないようにし、偏りがなくかつ均一な量の研磨材GをウォータージェットWJに混入して、アブレシブノズル6内部における研磨材Gの詰まりを効果的に抑制する。
The abrasive water
The abrasive
For this reason, the abrasive
アブレシブウォータージェット加工機100は、研磨材供給装置8により、混合室3に適量の研磨材Gを偏りがなく円滑に供給することができるため、ウォータージェットWJに均一に研磨材Gを混入して、アブレシブノズル6内部における研磨材Gの詰まりをより効果的に抑制し、加工精度および加工効率を向上させることができる。
The abrasive water
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、搬送ロータ83で研磨材Gを供給する研磨材供給装置8を使用したが、これに限定されるものではなく、流出孔82の口径を可動式のニードルバルブで調整して研磨材Gの供給量を制御することもできる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.
For example, in the present embodiment, the abrasive material supply device 8 that supplies the abrasive material G with the
また、本実施形態においては、混合室3に供給口31を1箇所設けた場合について説明したが、複数個所設けてもよく、複数の供給口31に対応させて研磨材供給装置8を複数設けてもよい。
In the present embodiment, the case where one
1 アブレシブウォータージェットノズル
2 ノズル本体
3 混合室
4 ウォーターノズル
5 ミキシングノズル
6 アブレシブノズル
8 研磨材供給装置
31 供給口
41 導入孔
51 導通孔
52 テーパ
53 開口部
81 貯留部
82 流出孔
83 搬送ロータ
83a 回転軸
83b 凸部(凹凸部)
83c 壁部
84 モータ
85 受け部
86 排出口
100 アブレシブウォータージェット加工機
AW 研磨材を混入させた状態のウォータージェット
AWJ アブレシブウォータージェット
D1 ウォーターノズルの孔径
D2 アブレシブノズルの孔径
D3 ミキシングノズルの孔径
G 研磨材
Q 高圧水
R1 第1混合ルート
R2 第2混合ルート
WJ ウォータージェット(高圧水)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記研磨材が供給口から室内に空気とともに吸い込まれて導入される気室からなる混合室と、
前記導入孔が形成され前記高圧水を噴出するウォーターノズルと、
このウォーターノズルの下流部に配設され、当該ウォーターノズルから噴出されたウォータージェットに前記研磨材を混入させ、前記混合室内に当該ウォータージェットを導通孔から噴出するミキシングノズルと、
当該ウォーターノズルから噴出されたウォータージェットが通過する導通孔から前記混合室内に当該ウォータージェットを噴出して当該ウォータージェットに前記研磨材を混入させるミキシングノズルと、
このミキシングノズルの下流部に配設され前記ウォータージェットを導入して前記アブレシブウォータージェットを前記ワークに噴射するアブレシブノズルと、を備え、
前記ミキシングノズルの導通孔の孔径は、前記ウォーターノズルの孔径よりも大きく形成され、当該導通孔を通過するウォータージェットと当該導通孔の内周面との間に形成された隙間に前記混合室内に滞留させた研磨材を空気とともに吸引して当該導通孔内で前記ウォータージェットに混入させること、を特徴とするアブレシブウォータージェットノズル。 An abrasive water jet nozzle that injects and processes an abrasive water jet in which abrasive is mixed into high-pressure water supplied to an introduction hole,
A mixing chamber composed of an air chamber in which the abrasive is sucked and introduced into the room through a supply port;
A water nozzle for forming the introduction hole and ejecting the high-pressure water;
A mixing nozzle disposed downstream of the water nozzle, mixing the abrasive into a water jet ejected from the water nozzle, and ejecting the water jet from a conduction hole into the mixing chamber;
A mixing nozzle that ejects the water jet into the mixing chamber from a conduction hole through which the water jet ejected from the water nozzle passes, and mixes the abrasive into the water jet;
An abrasive nozzle disposed downstream of the mixing nozzle to introduce the water jet and inject the abrasive water jet onto the workpiece,
A hole diameter of the conduction hole of the mixing nozzle is formed larger than a hole diameter of the water nozzle, and a gap formed between a water jet passing through the conduction hole and an inner peripheral surface of the conduction hole is formed in the mixing chamber. An abrasive water jet nozzle, wherein the retained abrasive is sucked together with air and mixed into the water jet in the conduction hole.
前記ミキシングノズルの外周面の先端部には、前記アブレシブノズルの方向に向かうように先端部が縮径されたテーパが前記供給口に対面する位置から前記先端部まで形成されていること、を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアブレシブウォータージェットノズル。 The mixing nozzle has a substantially cylindrical shape,
The tip of the outer peripheral surface of the mixing nozzle is formed with a taper having a diameter reduced at the tip so as to go in the direction of the abrasive nozzle from the position facing the supply port to the tip. The abrasive water jet nozzle according to any one of claims 1 to 4.
前記混合室に所定量の研磨材を供給する研磨材供給装置と、を有するアブレシブウォータージェット加工機であって、
前記研磨材供給装置は、
前記研磨材が貯留された貯留部と、
この貯留部の下部に配設された流出孔と、
この流出孔の下方に所定の隙間を設けて配設され、水平方向の回転軸の回りに回転駆動する搬送ロータと、
前記搬送ロータの下方に配設された受け部と、
この受け部に形成された排出口と、
を備えたことを特徴とするアブレシブウォータージェット加工機。 The abrasive water jet nozzle according to claim 1,
An abrasive water jet processing machine having an abrasive supply device for supplying a predetermined amount of abrasive to the mixing chamber,
The abrasive supply device
A reservoir in which the abrasive is stored;
An outflow hole disposed in the lower portion of the reservoir,
A conveying rotor that is disposed below the outflow hole with a predetermined gap and is driven to rotate around a horizontal rotation axis;
A receiving portion disposed below the transfer rotor;
A discharge port formed in the receiving portion;
Abrasive water jet processing machine characterized by comprising
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JP (1) | JP2013215854A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019130614A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 三菱重工業株式会社 | Processing device and processing method |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9108297B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-08-18 | Omax Corporation | Systems for abrasive jet piercing and associated methods |
US9283656B2 (en) | 2011-04-01 | 2016-03-15 | Omax Corporation | Systems and methods for fluidizing an abrasive material |
US9586306B2 (en) | 2012-08-13 | 2017-03-07 | Omax Corporation | Method and apparatus for monitoring particle laden pneumatic abrasive flow in an abrasive fluid jet cutting system |
US8904912B2 (en) | 2012-08-16 | 2014-12-09 | Omax Corporation | Control valves for waterjet systems and related devices, systems, and methods |
US9050704B1 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-09 | Omax Corporation | Abrasive-delivery apparatuses for use with abrasive materials in abrasive-jet systems and related apparatuses, systems, and methods |
CN104056865B (en) * | 2013-03-19 | 2017-02-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | Steel plate surface treatment method and device |
JP6322553B2 (en) * | 2014-11-07 | 2018-05-09 | 株式会社スギノマシン | Abrasive nozzle head |
JPWO2016136443A1 (en) * | 2015-02-25 | 2017-11-30 | 新東工業株式会社 | Nozzle assembly and surface treatment method using the nozzle assembly |
CN105234832B (en) * | 2015-10-26 | 2018-08-10 | 武汉大学苏州研究院 | A kind of abradant jet mixing arrangement |
US11577366B2 (en) | 2016-12-12 | 2023-02-14 | Omax Corporation | Recirculation of wet abrasive material in abrasive waterjet systems and related technology |
US11554461B1 (en) | 2018-02-13 | 2023-01-17 | Omax Corporation | Articulating apparatus of a waterjet system and related technology |
US11224987B1 (en) | 2018-03-09 | 2022-01-18 | Omax Corporation | Abrasive-collecting container of a waterjet system and related technology |
US11904494B2 (en) | 2020-03-30 | 2024-02-20 | Hypertherm, Inc. | Cylinder for a liquid jet pump with multi-functional interfacing longitudinal ends |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62246500A (en) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | 川崎重工業株式会社 | Nozzle for water jet cutting |
JPH0259268A (en) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Kenzo Hoshino | Abrasive jet method |
US4945688A (en) * | 1985-10-22 | 1990-08-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Nozzle for entraining abrasive granules within a high pressure fluid jet and process of using same |
JPH0724735A (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-27 | Nippon Steel Corp | Nozzle assembly for abrasive water jet |
JP2000052251A (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-22 | Shibuya Kogyo Co Ltd | Blasting device |
US20030224704A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | James Shank | Rotary media valve |
JP2005523168A (en) * | 2002-04-17 | 2005-08-04 | コールド・ジェット・インコーポレイテッド | Feeder assembly for particle blasting system |
JP2007313626A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Shibuya Kogyo Co Ltd | High-pressure water jetting nozzle |
JP2009078334A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Sintokogio Ltd | Direct-pressure continuous-jet air-blast grinding device |
JP2013146850A (en) * | 2011-03-17 | 2013-08-01 | Sintokogio Ltd | Nozzle for wet abrasive blasting and blasting device including the same |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2092201A (en) * | 1936-05-25 | 1937-09-07 | W W Sly Mfg Company | Abrasion method and apparatus |
US4478368A (en) * | 1982-06-11 | 1984-10-23 | Fluidyne Corporation | High velocity particulate containing fluid jet apparatus and process |
DK550884A (en) * | 1984-11-20 | 1986-05-21 | Knud Erik Westergaard | PROCEDURE AND APPARATUS FOR PARTICULATE BLASTING WITH PARTICLES OF A MATERIAL CHANGING CONDITION FORM |
KR930008692B1 (en) * | 1986-02-20 | 1993-09-13 | 가와사끼 쥬고교 가부시기가이샤 | Abrasive water jet cutting apparatus |
US4707952A (en) * | 1986-10-01 | 1987-11-24 | Ingersoll-Rand Company | Liquid/abrasive jet cutting apparatus |
US5799688A (en) * | 1990-12-20 | 1998-09-01 | Jetec Company | Automatic flow control valve |
DE4120613A1 (en) * | 1991-06-20 | 1992-03-05 | Suesse Harald | High pressure water jet for cleaning rock or other materials - has composite nozzle with centre cone and mixing chamber supplied with air and water |
US5445553A (en) * | 1993-01-22 | 1995-08-29 | The Corporation Of Mercer University | Method and system for cleaning a surface with CO2 pellets that are delivered through a temperature controlled conduit |
JPH081515A (en) | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Nozzle structure of abrasive type water jet |
US5626508A (en) * | 1995-04-20 | 1997-05-06 | Aqua-Dyne, Inc. | Focusing nozzle |
US5851139A (en) * | 1997-02-04 | 1998-12-22 | Jet Edge Division Of Tc/American Monorail, Inc. | Cutting head for a water jet cutting assembly |
US6601783B2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-08-05 | Dennis Chisum | Abrasivejet nozzle and insert therefor |
US6837775B2 (en) * | 2001-12-06 | 2005-01-04 | Umang Anand | Porous, lubricated mixing tube for abrasive, fluid jet |
JP4653962B2 (en) | 2004-03-29 | 2011-03-16 | グランデックス株式会社 | Abrasive jet machining method and abrasive jet machining apparatus |
US20060223423A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | United Materials International, Llc | High pressure abrasive-liquid jet |
EP1980365B1 (en) * | 2007-04-05 | 2010-12-29 | Rosa Rotstein | Device and method for processing surfaces or surface processing using dry ice granules |
JP5678380B2 (en) * | 2007-08-21 | 2015-03-04 | アブレイシブ・カッティング・テクノロジー・リミテッドAbrasive Cutting Technology Ltd | Cutting head and cutting nozzle for liquid / abrasive jet cutting device |
US8834232B2 (en) * | 2007-08-21 | 2014-09-16 | Abrasive Cutting Technology Ltd. | Fluid/abrasive jet cutting arrangement |
US8448880B2 (en) * | 2007-09-18 | 2013-05-28 | Flow International Corporation | Apparatus and process for formation of laterally directed fluid jets |
FR2942159B1 (en) * | 2009-02-17 | 2011-03-25 | Jedo Technologies | HIGH PRESSURE LIQUID PROJECTION GUN FOR VERY HIGH PRESSURE LIQUID PROJECTION MACHINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
GB0921681D0 (en) * | 2009-12-11 | 2010-01-27 | Miller Donald S | Structural waterjet element |
DE202011102957U1 (en) * | 2011-07-07 | 2011-08-19 | Tq-Systems Gmbh | Processing machine for dry ice |
US9446500B2 (en) * | 2012-09-25 | 2016-09-20 | G.D.O. Inc. | Underwater abrasive entrainment waterjet cutting method |
-
2012
- 2012-04-10 JP JP2012089748A patent/JP2013215854A/en active Pending
-
2013
- 2013-04-08 EP EP13162744.0A patent/EP2650083A1/en not_active Withdrawn
- 2013-04-09 US US13/859,501 patent/US20130267152A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4945688A (en) * | 1985-10-22 | 1990-08-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Nozzle for entraining abrasive granules within a high pressure fluid jet and process of using same |
JPS62246500A (en) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | 川崎重工業株式会社 | Nozzle for water jet cutting |
JPH0259268A (en) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Kenzo Hoshino | Abrasive jet method |
JPH0724735A (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-27 | Nippon Steel Corp | Nozzle assembly for abrasive water jet |
JP2000052251A (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-22 | Shibuya Kogyo Co Ltd | Blasting device |
JP2005523168A (en) * | 2002-04-17 | 2005-08-04 | コールド・ジェット・インコーポレイテッド | Feeder assembly for particle blasting system |
US20030224704A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | James Shank | Rotary media valve |
JP2007313626A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Shibuya Kogyo Co Ltd | High-pressure water jetting nozzle |
JP2009078334A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Sintokogio Ltd | Direct-pressure continuous-jet air-blast grinding device |
JP2013146850A (en) * | 2011-03-17 | 2013-08-01 | Sintokogio Ltd | Nozzle for wet abrasive blasting and blasting device including the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019130614A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 三菱重工業株式会社 | Processing device and processing method |
WO2019150893A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 三菱重工業株式会社 | Machining apparatus and machining method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2650083A1 (en) | 2013-10-16 |
US20130267152A1 (en) | 2013-10-10 |
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