CN104827409A - 超高压水切割机喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压水切割机技术领域，尤其公开了一种超高压水切割机喷嘴，包括锥形的中空喷嘴本体，用于运输磨料的磨料装置，磨料装置包括螺旋铰刀、传动齿轮和锥形的中空筒体，所述中空筒体上设有进料口和出料管，出料管与喷嘴本体相通，螺旋铰刀设置在中空筒体内；传动轴的一端与螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮，驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮和第一传动轴和第二传动轴上的传动齿轮相互啮合，导向通道与喷嘴本体出液口连通，导向通道的孔径等于喷嘴本体出液口的孔径，导向通道的长度等于其孔径的2-3倍。与传统的超高压水切割机喷嘴相比，本切割机喷嘴巧妙的将磨料与高压水混合，将水和磨料一起作为切割介质，增加了切割效率。

Description

超高压水切割机喷嘴

技术领域

本发明属于高压水切割机技术领域，尤其涉及一种超高压水切割机喷嘴。

背景技术

超高压水切割又称水刀和水射流，它是将普通的水经过多级增压后产生的高能量水流，再通过一个极细的红宝石喷嘴(Φ0.1-0.35mm)，以每秒近千米的速度喷射切割，这种切割方式称为超高压水切割。其工作原理是：储存在水箱中的水，经过过滤器处理后，由水泵抽出并送至蓄能器中，液压机构驱动增压器，使水压增高，高压水经控制器阀门和喷嘴喷射到工件上的加工部位，进行切割。

与传统的切割方式相比，超高压水切割机的优点为：超高压水切割机以水作为切割介质，在切割过程中有良好的冷却作用，且不会产生灰尘、弧光及有毒气体；另外，水具有良好的冲刷除屑功能，切割时不必专设排屑装置。然而，超高压水切割机的缺点也非常明显，主要在于：其以水作为切割介质，水的比重小，硬度低，从而导致切割效率不高，特别是在切割厚度较大的工件时，切割速度低，仅为电火花切割速度 的1%～10%。

发明内容

本发明的目的是提供一种可增加切割效率的超高压水切割机喷嘴。

为了达到上述目的，本发明提供一种可增加切割效率的超高压水切割机喷嘴，其中，还包括有：

用于运输磨料的第一磨料装置，第一磨料装置包括螺旋铰刀、传动齿轮和锥形的中空筒体，所述中空筒体上设有进料口和出料管，出料管与喷嘴本体相通，螺旋铰刀设置在中空筒体内；

第二磨料装置，第二磨料装置与第一磨料装置的结构相同，第一磨料装置和第二磨料装置沿导向通道的中心轴对称；

第一传动轴，第一传动轴的一端与第一磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮；

第二传动轴，第二传动轴的一端与第二磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮；

驱动电机，驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮和第一传动轴和第二传动轴上的传动齿轮相互啮合；

导向通道，导向通道与喷嘴本体出液口连通，导向通道的孔径等于喷嘴本体出液口的孔径，导向通道的长度等于其孔径的2-3倍。

本文所述的受料端是指螺旋铰刀设有螺旋叶片的相对端，所述导向通道与喷嘴本体一体成型。

本发明的原理以及有益效果在于：

当水射流以极快的速度通过喷嘴本体内时，导致喷嘴本体内形成局部真空，磨料在大气压和磨料装置作用下由出料管进入喷嘴本体内，磨料与水射流混合形成磨料水射流。在高压磨料水射流中，水作为载体使磨料粒子加速，由于磨料粒子比重大，硬度高，较之纯水射流具有更强的冲蚀和去除材料的能力，增加了切割效率。

第一磨料装置包括螺旋铰刀、传动齿轮和锥形的中空筒体，所述中空筒体上设有进料口和出料管，出料管与喷嘴本体相通，螺旋铰刀设置在中空筒体内；螺旋铰刀具有良好的挤压和运输作用，可以将磨料从出料管运输至喷嘴本体中。第一传动轴的一端与第一磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮，第二传动轴的一端与第二磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮；驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮和第一传动轴和第二传动轴上的传动齿轮相互啮合；则驱动电机转动时可以同时带动个第一磨料装置和第二磨料装置中的螺旋铰刀转动，达到第一磨料装置和第二磨料装置同时运输磨料。导向通道与喷嘴本体出液口连通，导向通道的孔径等于喷嘴本体出液口的孔径，导向通道的长度等于其孔径的2-3倍，在相同的压力下，此尺寸的喷嘴喷射出的水射流速度最大。

与传统的超高压水切割机喷嘴相比，本发明新增独特的磨料装置，巧妙的将磨料与高压水混合，将水和磨料一起作为切割介质，增加了切割介质的比重和硬度。

进一步，还包括密封套和转动盘，所述喷嘴本体的侧壁上设有供磨料进入的进料孔，密封套套设在喷嘴本体的侧壁，出料管固定在密封套上，所述第一传动轴和第二传动轴均固定在转动盘的端面上。密封套将喷嘴本体的侧壁密封同时还可以绕着喷嘴本体转动，出料管固定在密封套上，与喷嘴本体相通，转动盘转动，带动密封套转动，磨料可以从不同方位进入高压水中并与高压水混合，混合更加均匀，效果更好。

进一步，出料管向下倾斜设置。当磨料从出料管中进入到喷嘴本体时，除了螺旋铰刀的挤压力外，倾斜设置能利用磨料自身的重力，使磨料进入喷嘴本体的速度增加。

进一步，转动盘上设有手柄或者转动盘上连接有伺服电机。转动手柄或者通过伺服电机带动转盘转动，以带动出料管沿着喷嘴本体转动，使磨料较均匀的混合于水流中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明超高压水切割机喷嘴的实施例1的结构示意图；

图2为图1中喷嘴本体和密封套的结构示意图；

图3为图1中中空筒体的结构示意图；

图4为本发明超高压水切割机喷嘴的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

附图说明中的附图标记为：喷嘴本体1，密封套2，出料管3，中空筒体4，传动轴5，传动齿轮6，主动齿轮7，驱动电机8，高压水管9，导向通道10，螺旋铰刀11，旋转盘12。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种超高压水切割机喷嘴，包括中空的喷嘴本体1，喷嘴本体1为锥形，如图2所示，其侧壁加工有若干的通孔。密封套2套设在喷嘴本体1上，密封套2可以转动，并将喷嘴本体1的外壁密封，喷嘴本体1的出液口（下端）设有导向通道10，导向通道10的孔径等于喷嘴本体1出液口的孔径，导向通道的长度等于其孔径的2-3倍。喷嘴本体1的上端与高压水管9相通。

如图1和图3所示，磨料装置包括螺旋铰刀11、传动齿轮6和锥形的中空筒体4，中空筒体4上设有进料口和出料管3，出料管3向下倾斜的安装在密封套2上，并与喷嘴本体1相通。螺旋铰刀11安装在中空筒体4内，螺旋铰刀11的上端焊接有传动轴5，传动轴5通过齿轮键与传动齿轮6固定。磨料装置的数量可为2个，两个磨料装置沿导向通道10的中心轴对称。

具体操作时，调整好喷嘴和工件的位置，开启水泵，水泵将过滤后的水抽出并送至蓄能器中，液压机构驱动增压器，使水压增高，高压水经控制器阀门通过高压水管9进入喷嘴本体1中，同时，驱动电机8驱动螺旋铰刀11转动，将中空筒体4中的磨料挤压至喷嘴本体1中，磨料与高压水混合后，从导向通道10喷射到工件上需加工部位，进行切割。

实施例2：

    如图4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，出料管3为硬度较高的管道，两个转动轴5和驱动电机10均焊接在转动盘12上，转动盘12焊接有转动把手或者转动电机。

操作时，由于密封套2套设在喷嘴本体1上，且可以转动，旋转转动盘12则可带动磨料装置转动，所以，出料管3在出料的同时还在旋转，磨料可以从不同方位混入高压水中，混合更加均匀，效果更好。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种超高压水切割机喷嘴，包括锥形的中空喷嘴本体，其特征在于，还包括有：

用于运输磨料的第一磨料装置，第一磨料装置包括螺旋铰刀、传动齿轮和锥形的中空筒体，所述中空筒体上设有进料口和出料管，出料管与喷嘴本体相通，螺旋铰刀设置在中空筒体内；

第二磨料装置，第二磨料装置与第一磨料装置的结构相同，第一磨料装置和第二磨料装置沿导向通道的中心轴对称；

第一传动轴，第一传动轴的一端与第一磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮；

第二传动轴，第二传动轴的一端与第二磨料装置上的螺旋铰刀的受料端固定连接，另一端设有传动齿轮；

驱动电机，驱动电机的输出端设有主动齿轮，主动齿轮和第一传动轴和第二传动轴上的传动齿轮相互啮合；

导向通道，导向通道与喷嘴本体出液口连通，导向通道的孔径等于喷嘴本体出液口的孔径，导向通道的长度等于其孔径的2-3倍。

2.如权利要求1所述的超高压水切割机喷嘴，其特征在于，还包括密封套和转动盘，所述喷嘴本体的侧壁上设有供磨料进入的进料孔，密封套套设在喷嘴本体的侧壁，出料管固定在密封套上，所述第一传动轴和第二传动轴均固定在转动盘的端面上。

3.如权利要求1或2所述的超高压水切割机喷嘴，其特征在于，所述出料管向下倾斜设置。

4.如权利要求2所述的超高压水切割机喷嘴，其特征在于，转动盘上设有手柄或者转动盘上连接有伺服电机。