CN104044080A - 湿式喷砂用喷射枪 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制在具有浆液流入室的枪主体开孔的湿式喷砂用喷射枪。喷射枪（10）具备：枪主体（11）；气体喷射部件（12）；喷嘴单元（13）。在枪主体（11）形成有浆液流入室（20）。气体喷射部件（12）具有气体喷射孔（53），和与该气体喷射孔（53）连通的气体流通部（55）。喷嘴单元（13）包括由超硬合金构成的喷嘴部件（14）。喷嘴部件（14）具有凸缘部（70）和筒部（71）。在筒部（71）形成有喷射流通部（72），和与喷射流通部（72）连通的浆液投射口（82）。在凸缘部（70）的第一面（70a）形成有具有在周方向上连续的立起壁（76）的凹部（75）。在凹部的底面75a的中央形成有浆液引导孔（80）。凸缘部（70）被具有夹紧部件（91、92）和螺栓（93、94）的紧固机构15紧固于枪主体11。

Description

湿式喷砂用喷射枪

技术领域

本发明涉及一种将使液体中含有研磨剂的浆液（slurry）向工件（work）（目标对象（target））喷射的湿式喷砂（blast）用喷射枪（gun）。

背景技术

工件的表面处理等所使用喷砂装置的一种，例如如专利文献1、2所记载的那样，公知有通过将使液体中含有研磨剂的浆液向工件喷射，来进行工件的表面处理的湿式喷砂装置。湿式喷砂装置所使用的喷射枪包括：具有浆液流入室的枪主体；喷射气体（air）的气体喷射（air jet）部件；与喷射的气体一起喷出浆液的喷嘴（nozzle）部件等。湿式喷砂也被称为水磨（horning）。

专利文献1：日本特开2008－132542号公报

专利文献2：日本特开2012－228743号公报

公知如湿式喷砂用喷射枪的喷嘴部件这样，浆液与喷出的气体一起以高速流动的部件被浆液中的研磨剂磨损。因为在喷嘴部件的内部中浆液与气体一起以高速移动，所以为了防止磨损有时使用超硬合金。与此相对的，炮铜等合金构成的枪主体的浆液流入室因为与喷嘴部件相比浆液比较缓慢地移动，所以没有特别采取耐磨损对策。

但是喷射枪在研磨剂使用氧化铝（aluminum）（铝土（alumina））等陶瓷（ceramics）的情况下，有需要在枪主体的特定位置开比较大的孔的例子。本申请的发明者们锐意研究开这样的孔的原因时，关注到为了浆液从枪主体的浆液流入室高效地被吸入喷嘴部件，在浆液流入室的周壁形成旁路（bypass）孔的喷射枪。认为在这种喷射枪中，特别是在浆液流入室的底壁附近、底壁与周壁相交的角附近等磨损会恶化的可能性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制在具有浆液流入室的枪主体开孔的湿式喷砂用喷射枪。

一个实施方式的湿式喷砂用喷射枪具有：枪主体；气体喷射部件；被紧固元件固定于上述枪主体的喷嘴部件等。上述枪主体具有浆液流入室和在该浆液流入室的周壁开口的浆液流入孔。上述气体喷射部件从上述枪主体的外侧插入上述枪主体的上述浆液流入室，具有：被供给气体的气体流通部；将向该气体流通部供给的气体喷出的气体喷射孔。上述喷嘴部件包括由比上述枪主体硬的耐磨金属（例如超硬合金）构成的凸缘（flange）部和筒部。该喷嘴部件的凸缘部具备：形成上述浆液流入室的底壁的第一面；形成于该第一面并使上述浆液流入室内的浆液流入的例如漏斗形状的浆液引导（slurry guide）孔；与上述第一面相反的一侧的第二面。上述喷嘴部件的筒部设置于上述凸缘部的上述第二面。该筒部具备：供从上述气体喷射孔喷射的气体和流入上述浆液引导孔的浆液的混合流体流动的喷射流通部；从喷射流通部投射上述气体和上述浆液的浆液投射口。

上述枪主体的一个例子是具有在上述浆液流入室的上述周壁的局部开口的上述浆液流入孔，并且在上述周壁的与上述浆液流入孔不同的位置形成有旁路孔，在该旁路孔具有用于连接浆液返回流路的连接部。上述气体喷射部件的一个例子是包括筒形的喷射体（jet body），和设置于该喷射体前端的耐磨金属（例如超硬合金）构成的喷射前端部件，该喷射前端部件的前端进入上述浆液引导孔。另外，在成为上述浆液流入室的底壁的上述凸缘部的上述第一面形成有具有在周方向上连续的立起壁的凹部，并且，在该凹部的中央形成漏斗形状的上述浆液引导孔也可以。并且在上述浆液流入室的上述周壁的内侧配置耐磨套环（collar）也可以。

根据本发明的湿式喷砂用喷射枪，能够抑制具有浆液流入室的枪主体被浆液磨损并且抑制开孔，能够提供长寿命的喷射枪。

附图说明

图1是一个实施方式的湿式喷砂用喷射枪的立体图。

图2是图1所示的喷射枪的主视图。

图3是图1所示的喷射枪的后视图。

图4是沿图3中的F4－F4线的喷射枪的剖视图。

图5是图1所示的喷射枪的俯视图。

图6是耐磨套环的立体图。

图7是喷嘴部件的立体图。

(符号说明)

10…喷射枪

11…枪主体

12…气体喷射部件

13…喷嘴单元

14…喷嘴部件

15…紧固机构（紧固元件）

20…浆液流入室

20a…周壁

21…浆液流入孔

22…浆液供给口

31…浆液供给机构

40…旁路孔

40a…连接部

41…浆液返回流路

42…耐磨套环

51…喷射体

52…喷射前端部件

53…气体喷射孔

55…气体流通部

60…气体供给系统

70…凸缘部

70a…第一面

79b…第二面

71…筒部

72…喷射流通部

75…凹部

75a…底面

76…立起壁

80…浆液引导孔

82…浆液投射口

91…第一夹紧部件

92…第二夹紧部件

具体实施方式

以下参照图1至图7对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是湿式喷砂用喷射枪10的立体图。此外，湿式喷砂用喷射枪10以下仅称为喷射枪10。喷射枪10具备：中空的枪主体11；气体喷射部件12；喷嘴单元（nozzle unit）13等。喷嘴单元13包括后面进行详细说明的喷嘴部件14，和作为用于将喷嘴部件14固定于枪主体11的紧固元件起作用的紧固机构15。

图2是喷射枪10的主视图，图3是喷射枪10的后视图。图4是喷射枪10的剖视图，图5是喷射枪10的俯视图。气体喷射部件12从枪主体11的一方侧（图1～图4中上侧）插入枪主体11。喷嘴部件14设置于枪主体11的另一侧（图1～图4中下侧）。

枪主体11例如为炮铜构成的铸造品。炮铜是青铜的一种，是含锡10％左右，含锌1％～9％左右的铜合金。炮铜的材料容易得到，并且成形性、加工性良好，对于水也具有耐腐蚀性等，适合作为枪主体11的材料。此外，枪主体11的材料也可以是炮铜以外的材料，例如也可以是黄铜、铸铁、不锈（stainless）钢等。

在枪主体11的内部形成有浆液流入室20。如图4所示那样浆液流入室20具有大致圆筒状的周壁20a，以及在图4中位于上侧的上壁20b。浆液流入室20的底壁由形成在后述的喷嘴部件14的凸缘部70的第一面70a上的凹部75的底面75a构成。

在浆液流入室20的周壁20a形成有浆液流入孔21。浆液流入孔21与和枪主体11一体形成的浆液供给口22的浆液流路23连通。浆液供给口22的轴线X2（图4所示）与枪主体11的轴线X1成为角度θ而倾斜。浆液供给口22包括与浆液流入室20连通的浆液流路23，和形成于浆液流路23的入口侧的浆液用连接口24。

如图1所示，在浆液用连接口24连接有浆液供给管30。浆液供给管30与浆液供给机构31连接。浆液供给机构31的一个例子具备：开闭阀32；泵33；收容浆液34的箱体35。浆液34是使研磨剂与液体（例如水）混合而成的。研磨剂的一个例子为由平均颗粒直径从数十μm到数百μm的铝等陶瓷构成的研磨剂，也可以使用金属、玻璃或者是树脂制研磨剂。图1中的箭头Q表示浆液在浆液供给管30内的流动方向。

在构成浆液流入室20的周壁20a形成有旁路孔40。如图4所示的旁路孔40的一个例子形成于隔着后述的喷射前端部件52而与浆液流入孔21对置的位置。在该旁路孔40形成有连接有浆液返回流路41（图1所示的配管）的一端41a的内螺纹等连接部40a。浆液返回流路41的另一端41b面对箱体35开口。

此外，旁路孔40的数量、旁路孔40的位置并不限于实施方式。根据需要参照浆液返回流路41的布局等，只要在周壁20a的至少1处在与旁路孔40不同的位置形成就可以。例如也可以在周壁20a的周方向上留有间隔地形成两个以上的旁路孔40。在形成有多个旁路孔40的情况下，也可以使用适合浆液返回流路41的布局（layout）等的旁路孔40，而将其以外的旁路孔40用栓子堵塞。

在浆液流入室20的周壁20a的内侧，配置有耐磨套环42（如图4和图6所示）。耐磨套环42的一个例子是在不锈钢钢制的圆筒形套环主体43的内表面例如涂装（coating）了金刚石涂层（diamond coat）等硬质层44。在该耐磨套环42上，在与浆液流入孔21对应的位置形成有第一开口45，并且，在与旁路孔40对应的位置形成有第二开口46。

在枪主体11的外表面形成有具备螺纹孔48的安装部49。例如利用该安装部49，能够将喷射枪10保持于保持机构的机臂（air）等。此外，也可通过保持机构、机器人机臂来保持在安装部49以外的位置形成的被保持部。

如图4所示，在枪主体11的第一端面11a附近形成有沿轴线X1的孔50。在该孔50中，从枪主体11的外侧向浆液流入室20插入有气体喷射部件12。而且，气体喷射部件12的从前端起的规定长度部分位于浆液流入室20内。该气体喷射部件12具有筒形的喷射体51，和设置于喷射体51的前端的、由耐磨金属构成的喷射前端部件52。喷射前端部件52形成为前端侧变细的圆锥台这样的形状。

喷射前端部件52由比喷射体51硬的金属，例如超硬合金（含钨（tungsten）碳化物的烧结合金）构成，在前端开口有气体喷射孔53。喷射前端部件52的一个例子是在嵌合于喷射体51的前端的状态下，通过粘合以及销（pin）等固定方式固定于喷射体51。

在喷射体51的内部形成有沿轴线X1的气体流通部55。在气体流通部55的一端侧（图4中上侧）形成有气体用连接口54。气体流通部55的另一端侧（图4中下侧）与气体喷射孔53连通。气体喷射部件12插入孔50中，直到形成于喷射体51的长度方向中途的大径部51a与枪（gun）主体11的第一端面11a抵接的深度。而且，通过螺栓（bolt）等固定用部件56（图5所示）固定于枪主体11的规定位置。固定用部件56设置为一对，从喷射体51的两侧夹持气体喷射部件12。

在气体喷射部件12的气体用连接口54连接有气体供给管60（图1所示）。气体供给管60经由包括开闭阀61的气体供给系统62，与压缩气体的供给源63连接。该实施方式所说的气体（air）是空气，但也可以使用作为空气的主成分的氮气，或者是使用化学性质不活泼的气体。图1中的箭头G表示气体供给系统62中气体流动的方向。

在枪主体11的第二端面11b安装有喷嘴部件14。喷嘴部件14由比枪主体11硬的耐磨金属，例如与喷射前端部件52相同的超硬合金构成。图7是将喷嘴部件14单独表示的立体图。喷嘴部件14具有凸缘部70和筒部71。换言之，凸缘部70与筒部71通过耐磨金属相互一体地成形。耐磨金属是烧结金属等超硬合金。

凸缘部70具有成为浆液流入室20的底壁的第一面（第一端面）70a，和与第一面70a相反的一侧的第二面（第二端面）70b。筒部71在凸缘部70的第二面70b与凸缘部70一体形成。凸缘部70向筒部71的径向遍及整周地突出。在筒部71的内侧形成有喷射流通部72。从气体喷射孔53喷射的气体与从浆液流入室20流入的浆液的混合流体在喷射流通部72流动。

在凸缘部70的第一面70a形成有浅的凹部75。凹部75的底面75a实际成为浆液流入室20的底壁。而且，在该凹部75的周围，形成有与轴线X1同心状地在周方向上连续的立起壁76。立起壁76在凹部75的整周上圆环状地连续。

如图4所示那样，立起壁76形成为以内径从凹部75的底面75a向浆液流入室20的周壁20a慢慢变大的方式描绘平滑的曲面而成的立起形状。在该凹部75的底面75a的中央形成有漏斗形状的浆液引导孔80。浆液引导孔80与气体喷射孔53以及喷射流通部72相同，形成于枪主体11的轴线X1上（气体喷射部件12的轴线上）。

浆液引导孔80与上述浆液流入室20连通。该浆液引导孔80形成为内径从浆液流入室20向筒部71的喷射流通部72变小的漏斗形状（以轴线X1为中心的倾斜面的旋转体形状）。喷射前端部件52的前端进入浆液引导孔80的内侧。并且，喷射前端部件52的前端在稍微离开入口侧开口72a的位置与该入口侧开口72a对置，以在喷射前端部件52的前端与喷射流通部72的入口侧开口72a之间形成宽度能供浆液流入的间隙。

形成于喷嘴部件14的筒部71的喷射流通部72的一端（图4中上侧）与浆液引导孔80连通。喷射流通部72沿上述轴线X1的方向延伸。喷射流通部72的另一端（图4中下侧）作为浆液投射口82在筒部71的前端面开口。能够将在喷射流通部72流动的气体与浆液的混合流体向喷砂对象的工件（目标对象）投射。

喷嘴部件14被作为紧固元件起作用的紧固机构15紧固于枪主体11。紧固机构15包括：配置于枪主体11的第一端面11a的第一夹紧（clamp）部件91；配置于凸缘部70的第二面70b的第二夹紧部件92；作为紧固用螺栓起作用的一对短螺栓93；同样作为紧固用螺栓起作用的一对长螺栓94等。第一夹紧部件91被螺栓等固定用部件95固定于枪主体11的第一端面11a。

凸缘部70和第二夹紧部件92被一对短螺栓93固定于枪主体11。即在枪主体11的第二端面11b与第二夹紧部件92之间夹持有凸缘部70。而且短螺栓93插入第二夹紧部件92的螺栓插入孔96（图2所示）和凸缘部70的螺栓插入孔97（图2和图7所示），短螺栓93的前端与枪主体11的螺纹孔98螺合。

一对长螺栓94将第一夹紧部件91和第二夹紧部件92结合。即在夹紧部件91、92之间夹有枪主体11和凸缘部70的状态下，夹紧部件91、92通过长螺栓94相互结合。这些长螺栓94插入形成于第二夹紧部件92的螺栓插入孔100（图3所示），并且，通过使螺纹部94a与第一夹紧部件91的螺纹孔101螺合，使夹紧部件91、92相互结合。在枪主体11的第二端面11b与凸缘部70的第一面70a之间设置有密封部件110（图4所示）。

接下来对上述构成的喷射枪10的作用进行说明。

收容于箱体35（图1所示）的浆液34被浆液供给机构31向浆液供给管30压送。该浆液经由枪主体11的浆液流路23和浆液流入孔21流入浆液流入室20。另外，被气体供给系统62压送的气体向气体喷射部件12的气体流通部55供给。如图4中箭头A所示那样，向气体流通部55供给的气体从气体喷射部件12的气体喷射孔53向喷嘴部件14的喷射流通部72喷出。

若这样气体从气体喷射孔53向喷射流通部72被喷射，则浆液流入室20内的浆液如箭头B所示那样顺着气体的流动从浆液引导孔80进入喷射流通部72内。而且，该气体与浆液的混合流体经由喷射流通部72从浆液投射口82向工件（目标对象）如箭头C所示那样喷出，成为湿式喷砂。

本实施方式的喷射枪10因为在枪主体11的浆液流入室20的周壁20a形成有旁路孔40，因此，从浆液流入孔21流入浆液流入室20的浆液的一部分流向旁路孔40。由此，浆液流入室20内的浆液没有停滞而在浆液流入室20内而流动，浆液流入室20内的浆液能够顺着从气体喷射孔53向喷射流通部72喷出的气体流高效地流入浆液引导孔80，气体与浆液的混合流体从浆液引导孔80流向喷射流通部72。因此，能够从浆液投射口82向工件投射所希望量的浆液。浆液流入室20内的浆液的一部分通过旁路孔40，如图4中箭头R所示那样流入浆液返回流路41（图1所示），回收到箱体35。

这里如果没有旁路孔40的话，则从气体喷射孔53向浆液引导孔80急速流动的气体正好阻挡浆液引导孔80，所以会产生浆液流入室20内的浆液不能充分流入浆液引导孔80的现象。但是，在本实施方式中，在浆液流入室20的周壁20a形成有旁路孔40，从浆液流入孔21流入浆液流入室20的浆液的一部分在浆液引导孔80附近活跃地流动，有助于向浆液引导孔80流入。

在使用不具有凸缘部70的圆筒形的喷嘴部件的以往喷射枪的情况下，若在浆液流入室的周壁形成有上述旁路孔，则虽然浆液流入室内的浆液会高效地流入浆液引导孔，但浆液流入室的底壁附近、周壁的一部分，或者是底壁与周壁相交的角（corner）部附近等会磨损。

然而本实施方式的喷射枪10的浆液流入室20的底壁由超硬合金构成的喷嘴部件14的凸缘部70的第一面70a（凹部75的底面75a）构成，所以即使流入浆液流入室20的浆液沿凹部75的底面75a、立起壁76流动，也能够抑制枪主体11由于浆液中的研磨剂而磨损。并且因为在浆液流入室20的周壁20a配置有耐磨套环42，因此，也能够抑制周壁20a的磨损。由此，能够抑制在枪主体11上开孔，能够大幅延长喷射枪10的寿命。

另外在实施本发明过程中，以构成喷射枪的枪主体、气体喷射部件以及喷嘴部件为首的各部分的具体形状、配置等当然能够适当的实施变更。另外，构成浆液的液体也可以是水以外的液体，研磨剂也能够使用陶瓷以外的研磨剂，例如树脂、玻璃珠（glass beads）等。另外，上述喷射枪可以配置为从工件的上方投射浆液以外，也可以配置为从工件的下方或者是水平方向、倾斜方向等投射浆液等，喷射枪的姿势是任意的。

Claims (8)

1.一种湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，具有：

枪主体，该枪主体具有浆液流入室和在该浆液流入室的周壁开口的浆液流入孔；

气体喷射部件，该气体喷射部件从所述枪主体的外侧插入所述枪主体的所述浆液流入室，具备被供给气体的气体流通部和将向该气体流通部供给的气体喷出的气体喷射孔；以及

喷嘴部件，该喷嘴部件被紧固元件固定于所述枪主体，

所述喷嘴部件包括由比所述枪主体硬的耐磨金属构成的凸缘部以及筒部，

所述凸缘部具有：形成所述浆液流入室的底壁的第一面；形成于该第一面并使所述浆液流入室内的浆液流入的浆液引导孔；以及与所述第一面相反的一侧的第二面，

所述筒部设置于所述凸缘部的所述第二面，该筒部具备：供从所述气体喷射孔喷射的气体与流入所述浆液引导孔的浆液的混合流体流动的喷射流通部；以及从喷射流通部投射所述气体和所述浆液的浆液投射口。

2.根据权利要求1所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

所述枪主体具有在所述浆液流入室的所述周壁的局部开口的所述浆液流入孔，并且在所述周壁的与所述浆液流入孔不同的位置形成有旁路孔，该旁路孔具备用于连接浆液返回流路的连接部。

3.根据权利要求1或者2所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

所述气体喷射部件具备筒形的喷射体和设置于该喷射体前端的耐磨金属构成的喷射前端部件，该喷射前端部件的前端进入所述浆液引导孔。

4.根据权利要求2所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

在形成所述浆液流入室的底壁的所述凸缘部的所述第一面，形成有具有在周方向上连续的立起壁的凹部，并且在该凹部的中央形成有漏斗形状的所述浆液引导孔。

5.根据权利要求3所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

在形成所述浆液流入室的底壁的所述凸缘部的所述第一面，形成有具有在周方向上连续的立起壁的凹部，并且在该凹部的中央形成有漏斗形状的所述浆液引导孔。

6.根据权利要求1所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

在所述浆液流入室的所述周壁的内侧配置有耐磨套环。

7.根据权利要求2所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

在所述浆液流入室的所述周壁的内侧配置有耐磨套环。

8.根据权利要求3所述的湿式喷砂用喷射枪，其特征在于，

在所述浆液流入室的所述周壁的内侧配置有耐磨套环。