CN1042108A - 前混合式磨料射流清洗-切割机 - Google Patents

Abstract

本发明属一种磨料射流清洗、切割装置。前混合式磨料射流清洗—切割机由高压水泵、喷嘴、管路、混合腔、阀门、电控开关装置及由一根导管引高压水进入内有一螺旋防堵装置的磨料供应装置构成。本发明结构简单、价格低廉、控制、使用、安装方便，采用机械防堵措施，疏导磨料效果好，使其极易与高压水在喷射前均匀混合，提高打击效果。适用于对各种材料的切割、钻削及表面清洗、除锈、打毛等。

Description

本发明涉及一种利用高压水与磨料在喷射前均匀混合形成磨料射流来清洗、切割或钻削金属及非金属材料的装置。

现有的磨料射流发生装置，一般均为后混合式，即在高压水喷射后再进行水与磨料的混合。这种方法的缺点是磨料不易与水均匀混合，混合射流中的磨料含量少。另外，在进行切割时所需的射流压力较高（需采用高于70MPa的泵）。因此，对高压水发生装置的要求及对系统中各元、器件的密封性要求较高，这将导致射流元件的寿命较短、维护困难，以致增加使用成本。

在英国流体力学研究公司申请的我国专利（CN86107576A）中揭示了一种“磨料水喷射切割装置”，它目的是利用水利学原理，以附加管路的高压水冲击高压容器内的磨料，产生旋流，使其易与高压水在喷射前均匀混合，再将此混合浆液供给喷嘴产生高压磨料射流，以解决对高压水泵压力等级，元、器件密封性要求过高，元、器件寿命短、维护困难等问题。其构成是由高压水泵一端置入水箱，另一端泵出的高压水经连接有压力计的高压管路、流过节流阀供给混合腔，混合腔出口再连到压力计上，并通过一柔性软管连到喷咀上。同时在节流阀前端引出一旁路至磨料供给装置，该装置出料口经过一个阀与混合腔相通，以使装置内的磨料进入混合腔形成磨料浆液。磨料供给装置包括一个由上园柱和下园锥组成的高压容器，由旁路导管从高压泵引来的水经阀进入两平行管臂中，每一臂均由节流阀、液量计和单向阀组成。上臂引高压水供给高压容器的上园柱部分，使上园柱部分含有的静止磨料向下园锥部分运动;下臂引高压水冲击高压容器锥部磨料，形成旋流，使磨料易于进入混合腔并与高压水均匀混合，以实现该发明的目的。该装置的不足之处是结构复杂，高压容器园锥部分内的管路安装精度要求高，不易实施，所用成本依旧较高。

本发明的目的是在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种结构更加简单，造价低廉，控制、使用方便，安全可靠，在大大降低压力等级的情况下，清洗、除锈、钻削效果好，并采用机械方法引导磨料使之与高压水均匀混合的磨料供给装置，并以此形成前混合式磨料射流清洗-切割机。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

前混合式磨料射流清洗-切割机的磨料供给装置特征在于仅有一根导管直接将高压水引入磨料供应装置，而这装置中的磨料仅靠用一螺旋防堵装置便可自由、通畅地向下运动，使磨料与主回路高压水在混合腔内可靠地预先在喷射前均匀混合，并设置有一个能对已经混合的磨料浆液的流动实现开启或截止的电控开关装置。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

螺旋防堵装置可为一大升角的螺旋导杆，其一端固定在高压容器的顶盖内侧中心，另一端穿过高压容器的园柱形上部及园锥形下部，一直伸至导管内螺旋阀的上端。

电控开关装置可由开关与电磁阀组成，通过控制开关的开启或关闭来导通或截止电磁阀，以此来控制混合浆液的喷射与停止。

附图的图面说明如下：

图1为前混合式磨料射流清洗-切割机工作系统原理图;

图2为前混合式磨料射流清洗-切割机磨料供给装置的结构示意图。

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，前混合式磨料射流清洗-切割机工作系统由高压水泵、磨料供应装置、混合腔、电控开关装置、喷咀及管路、阀门组成。高压水泵（1）的吸水管置入水箱，出水口与接有卸荷阀（2）、压力计（3）的高压管路（11）相连，高压管路（11）亦通过单向阀（14）、电磁阀（15）与节流阀（12）通到混合腔（10）的入水口。在高压管路（11）上用软管（4）从节流阀（12）的前端接出一旁路至图2所示的磨料供应装置，该装置出料口通过导管（19）、螺旋阀（20）与混合腔（10）的进料口相连。混合腔（10）出浆口通过接有开关（8）的软管（5）与喷咀（9）相连。

运转开始时，高压水泵（1）将高压水经过卸荷阀（2）、电磁阀（3）送至系统管路中。系统中的水压可通过卸荷阀（2）及压力表（3）进行调节。在高压水经高压管路（11）和节流阀（12）进入混合腔（10）前，用软管（4）接出一旁路使高压水流至磨料供应装置的压力容器（6）中。压力容器（6）中的磨料与高压水混合后，经螺旋阀（7）进入混合腔（10）形成磨料与水的混合浆液。混合浆液中的磨料含量可通过螺旋阀（7）的调节来获得。开关（8）及电磁阀（13）为控制混合浆液喷射与停止的控制开关装置。接通开关（8）电磁阀（13）即导通，此时开启螺旋阀（7）则混合腔（10）中的浆液可通过软管（5）从喷咀（9）处喷射进行清洗或切割，关闭螺旋阀（7）则喷咀（9）处为纯水射流。若关闭开关（8）则电磁阀（13）截止水流，喷咀（9）停止喷射。

图2为本发明的磨料供应装置结构示意图。该装置由高压容器（6）、固定在高压容器（6）内的螺旋防堵装置、螺旋阀（20）及导管（19）组成。高压容器（6）系由顶盖（15）、园柱形上部（16）、园锥形下部（17）构成。螺旋防堵装置为一大升角的螺旋导杆（18），其一端固定在高压容器（6）的顶盖中心凸台部位，另一端穿过高压容器（6）的园柱形上部（16）、园锥形下部（17），一直伸至导管（19）内螺旋阀（20）的上端。进入工作状态前，磨料可通过开启顶盖（15）以干式或湿式供至高压容器（6）内。工作时，由软管（4）从压力容器（6）的顶部引入高压水，使高压容器（6）内的磨料与水混合，磨料靠自来水的静压力和自重向高压容器（6）的锥形底部及导管（19）运动。这时，若开启螺旋阀（20），高压容器（6）中的磨料即自行沿着螺旋导杆（18）在导管（19）内形成的螺旋通道向下运动。向下运动的磨料在直径远远小于高压容器（6）的导管（19）中受到较大的摩擦阻力，本极易发生堵塞，却由于螺旋导杆（18）的分层及疏导作用，大大减小了磨料向下运动时受到的摩擦阻力，使磨料可十分自由、通畅地向下运动直至进入混合腔（10）。本发明的压力容器（6）可以单个或多个利用串联或并联方式接入磨料供应装置的回路系统中。

按照本发明实施方案制造的前混合式磨料射流清洗-切割机，其高压泵（1）的最高工作压力仅为2～10MPa。被切工作可安放在可移工作台上。工作台采用机械运动方式，可实现前后、左右移动，分别用于调节喷射靶距和切割速度。该机在2～10MPa压力范围中，已采用定点喷射、移动喷射方法对诸如玻璃、瓷砖、大理石等脆性材料及对2mm～8mm厚钢板、铝板进行了钻孔和切割试验，并利用过手控喷射方法进行了清洗和除锈试验。均取得了令人满意的结果。尤其是采用此装置进行清洗或切割时，其压力等级要比利用后混合式磨料射流发生装置达同样效果的清洗或切割时低十倍。

本发明的突出特点是整机结构简单，价格低廉、控制、使用、安装方便，采用机械防堵措施，不仅疏导磨料效果好，而且大大地简化了现有技术中为解决此类堵塞问题而采用的各种方法，实现了本发明的目的。

本发明适用于无粉尘、无火焰及不受热的工作环境，可用于对各种材料的切割、钻削及表面清洗、除锈、打毛等。特别适用于脆性材料、极薄材料和诸如海绵等松软材料的切割和钻孔。

Claims (3)

1、一种前混合式磨料射流清洗-切割机，由高压泵、磨料供应装置、混合腔、喷咀及管路、阀门所组成的系统回路，能使磨料与主回路高压水在喷射前在混合腔内均匀混合，并在高压下将此混合浆液通过软管供给喷咀产生高压磨料喷射流，对准所要清洗或切割的工件或材料进行清洗或切割，其特征在于：仅有一根导管(4)直接将高压水引入磨料供应装置，而这装置中的磨料仅靠用一螺旋防堵装置便可自由、通畅地向下运动，使磨料与主回路高压水在混合腔(10)内可靠地予先在喷射前均匀混合，并设置有一个能对已经混合的磨料浆液的流动实现开启或截止的电控开关装置。

2、按照权利要求1所说的前混合式磨料射流清洗-切割机，其特征在于所说的螺旋防堵装置为一大升角的螺旋导杆（8），其一端固定在高压容器（6）的顶盖内侧中心，另一端穿过高压容器（6）的园柱形上部（16）、园锥形下部（17），一直伸至导管（19）内螺旋阀（20）的上端。

3、按照权利要求1或2所说的前混合式磨料射流清洗-切割机，其特征在于所说的电控开关装置由开关（8）与电磁阀（13）组成，通过控制开关的开启或关闭来导通或截止电磁阀（15），以此来控制混合浆液的喷射与停止。