CN106695575A - 高压磨料气体射流磨料流量控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置及其控制方法，该装置包括进气管和磨料罐，进气管的右端与高压气源连接，进气管连接有高压控制阀，所述高压控制阀的左侧连接有左端为引射喷嘴的高压气管，引射喷嘴与射流三通的右端口螺接，磨料罐的上端密封且设有连通大气的加料口，磨料罐的下端密封连接有螺杆输送装置，所述磨料罐与螺杆输送装置的连接处设有下料开关，所述螺杆输送装置连接有驱动电机，螺杆输送装置的下方与射流三通的上端口密封连接，螺杆输送装置下端的射流三通右端口连接有引射喷嘴，气流在引射喷嘴上端可以形成负压区可以避免气流逆流向螺杆输送装置阻塞磨料下落，该装置结构简单且工作方法方便可行。
Description
技术领域
本发明涉及磨料射流的技术领域，特别涉及一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置及其控制方法。
背景技术
磨料气体射流是一门新兴的加工工艺，其通过高压空气将磨料加速，进行射流冲击靶体，已在钻孔、切割及去毛刺等领域广泛使用。其磨料可以获得较高速度，加工效率高；磨料气流射流中，只要气流能够到达的地方，都可以给予射流加工，磨料气体射流便可以加工传统工艺无法加工的零部件。对比于磨料水射流而言，磨料水射流以水为介质，其射流加工作业能耗高，同时磨料水射流作业过程产生大量的废水，不易处理，使得作业环境差。而磨料气体射流可以克服水射流的缺点，但是高压磨料气体射流中磨料流量的控制一直是一个问题。磨料的流量对磨料气体射流冲蚀效果起决定性作用，磨料流量过少，虽然磨料可以充分加速，但是由于磨料量过少造成加工效果较差，磨料流量较大时，其磨料不仅不能充分加速，而且还会在加工零部件表面堆积磨料层，影响磨料气体射流加工效果，所以连续顺畅的磨料进给能达到良好的加工效果。磨料气体射流常用的供料方式有重力式、吸入式、直压式、震动式以及搅拌式。这些供料方式经常出现下料不顺畅，易堵塞，不能实现连续、稳定供料，且磨料流量不可控，而且在高压条件下会使目数较大磨料在磨料罐内板结，造成射流过程中磨料较少甚至没有磨料。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置及其控制方法。
本发明的技术方案是：一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置，包括进气管和磨料罐，所述进气管的右端与高压气源连接，所述进气管连接有靠近高压气源的压力表和位于进气管左端的高压控制阀，所述高压控制阀的左侧连接有左端为引射喷嘴的高压气管，所述引射喷嘴的外表面设有螺纹且与射流三通的右端口螺接，所述磨料罐为上端呈圆柱形、下端呈圆锥形的空心结构，所述磨料罐的上端密封且设有连通大气的加料口，所述磨料罐的下端为密封连接有螺杆输送装置的下料口，所述下料口与螺杆输送装置的连接处设有下料开关，所述螺杆输送装置连接有驱动电机，所述螺杆输送装置的下方与射流三通的上端口密封连接，所述射流三通的左端口连接有高压磨料喷管。
优选的，所述螺杆输送装置包括输送筒和位于输送筒内的螺杆，所述输送筒设有位于右上方的磨料入口和位于左下方的磨料出口，所述输送筒的内部设有位于左端的支座和位于右端的密封垫，所述螺杆的左端铰接在支座上，所述螺杆的右端穿过密封垫和输送筒的右壁后通过联轴器与驱动电机连接，所述磨料入口与磨料罐的下端密封连接，所述磨料出口与射流三通的上端口密封连接。
优选的，所述进气管连接有位于压力表和高压控制阀之间的分流三通，所述分流三通的左端口和右端口均与进气管密封连接，所述分流三通的上端口与平衡气管的一端密封连接，所述平衡气管的中间连接有低压控制阀，所述平衡气管的另一端与磨料罐的上端密封连接，所述加料口的开口处密封。
优选的，还包括控制终端，所述下料开关为与控制终端连接的流量电磁阀，所述驱动电机为与控制终端连接的伺服电机，所述控制终端包括控制流量电磁阀的电磁阀控制模块和控制伺服电机的电机控制模块。
一种上述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高压气源通过进气管供气，调节高压控制阀使引流喷嘴向射流三通内输送压力值在1-30MPa之间的高压气体；
步骤二：驱动电机转动且带动螺杆输送装置工作，随即打开下料开关调整下料的流量，磨料进入螺杆输送装置；
步骤三：磨料从螺杆输送装置进入射流三通，高压磨料气体射流工作开始，高压磨料气体经过高压磨料喷管输出；
步骤四：高压磨料气体射流工作结束，关闭下料开关，随即关闭驱动电机，最后关闭高压气源。
优选的，所述进气管连接有位于压力表和高压控制阀之间的分流三通，所述分流三通的左端口和右端口均与进气管密封连接，所述分流三通的上端口与平衡气管的一端密封连接，所述平衡气管的中间连接有低压控制阀，所述平衡气管的另一端与磨料罐的上端密封连接，所述加料口的开口处密封，在步骤一中调节低压控制阀使平衡气管向磨料罐上端的输送压力值在0-1MPa之间的低压气体。
优选的，还包括控制终端，所述下料开关为与控制终端连接的流量电磁阀，所述驱动电机为与控制终端连接的伺服电机，所述控制终端包括控制下料开关的电磁阀控制模块和控制驱动电机的电机控制模块，在步骤二中，通过控制终端打开伺服电机并调节伺服电机的转速，通过控制终端打开流量电磁阀并调节下料的流量。
本发明的有益效果是：
本发明为高压磨料气体射流磨料流量控制提供了一种装置和方法；本发明的高压磨料气体射流磨料流量控制装置通过下料开关和驱动电机共同控制和调节磨料的下料流量，螺杆输送装置下端的射流三通右端口连接有引射喷嘴，气流在引射喷嘴上端可以形成负压区可以避免气流逆流向螺杆输送装置阻塞磨料下落；设置通向磨料罐上端的平衡气管，可以使磨料顺利下料，避免磨料堵塞、板结；下料开关采用流量电磁阀、驱动电机采用伺服电机控制磨料流量，流量电磁阀和驱动电机由控制终端统一控制，实现了电子化控制，采用流量电磁阀可以实现下料开关的瞬间启闭；采用螺杆输送装置推送可以使磨料供给连续、定量、稳定；该装置结构简单且工作方法方便可行，可以实现石英砂、石榴石和棕刚玉等不同磨料及不同目数（36#、80#、120#、200#和280目等）的供料，可以满足不同射流压力条件下的连续、稳定供料，磨料流量可控，具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为螺杆输送装置的结构示意图；
图中：1.进气管、2.压力表、3.分流三通、4.平衡气管、5.低压控制阀、6.高压控制阀、7.高压气管、8.驱动电机、9.控制终端、10.磨料罐、11.下料开关、12.螺杆输送装置、13.射流三通、14.引射喷嘴、15.高压磨料喷管、16.联轴器、10-1.加料口、10-2.下料口、12-1.输送筒、12-2.磨料入口、12-3.磨料出口、12-4.螺杆、12-5.支座、12-6.密封垫。
具体实施方式
本发明的具体实施方式参见图1-2：
实施例一，如图1，一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置，包括进气管1和磨料罐10，所述进气管1的右端与高压气源连接，所述进气管1连接有靠近高压气源的压力表2和位于进气管1左端的高压控制阀6，所述高压控制阀6的左侧连接有左端为引射喷嘴14的高压气管7，所述引射喷嘴14的外表面设有螺纹且与射流三通13的右端口螺接，所述磨料罐10为上端呈圆柱形、下端呈圆锥形的空心结构，所述磨料罐10的上端密封且设有连通大气的加料口10-1，所述磨料罐10的下端为密封连接有螺杆输送装置12的下料口10-2，所述下料口10-2与螺杆输送装置12的连接处设有下料开关11，所述螺杆输送装置12连接有驱动电机8，所述螺杆输送装置12的下方与射流三通13的上端口密封连接，所述射流三通13的左端口连接有高压磨料喷管15。
实施例二，如图1-2，与实施例一基本相同，不同之处在于，所述螺杆输送装置12包括输送筒12-1和位于输送筒12-1内的螺杆12-4，所述输送筒12-1设有位于右上方的磨料入口12-2和位于左下方的磨料出口12-3，所述输送筒12-1的内部设有位于左端的支座12-5和位于右端的密封垫12-6，所述螺杆12-4的左端铰接在支座12-5上，所述螺杆12-4的右端穿过密封垫12-6和输送筒12-1的右壁后通过联轴器16与驱动电机8连接，所述磨料入口12-2与磨料罐10的下端密封连接，所述磨料出口12-3与射流三通13的上端口密封连接。
实施例三，如图1-2，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述进气管1连接有位于压力表2和高压控制阀6之间的分流三通3，所述分流三通3的左端口和右端口均与进气管1密封连接，所述分流三通3的上端口与平衡气管4的一端密封连接，所述平衡气管4的中间连接有低压控制阀5，所述平衡气管4的另一端与磨料罐10的上端密封连接，所述加料口10-1的开口处密封。
实施例四，如图1-2，与实施例三基本相同，不同之处在于，还包括控制终端9，所述下料开关11为与控制终端9连接的流量电磁阀，所述驱动电机8为与控制终端9连接的伺服电机，所述控制终端9包括控制流量电磁阀的电磁阀控制模块和控制伺服电机的电机控制模块；值得一提的是，此处的电磁阀控制模块和电机控制模块均是现有技术，市场上可以很容易买到包括电磁阀控制模块和电机控制模块的控制终端9。
实施例五，一种如实施例一或实施例二所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高压气源通过进气管1供气，调节高压控制阀6使引射喷嘴14向射流三通13内输送压力值在1-30MPa之间的高压气体；
步骤二：驱动电机8转动且带动螺杆输送装置12工作，随即打开下料开关11调整下料的流量，磨料进入螺杆输送装置12；
步骤三：磨料从螺杆输送装置12进入射流三通13，高压磨料气体射流工作开始，高压磨料气体经过高压磨料喷管15输出；
步骤四：高压磨料气体射流工作结束，关闭下料开关11，随即关闭驱动电机8，最后关闭高压气源。
实施例六，与实施例五基本相同，不同之处在于，所述进气管1连接有位于压力表2和高压控制阀6之间的分流三通3，所述分流三通3的左端口和右端口均与进气管1密封连接，所述分流三通3的上端口与平衡气管4的一端密封连接，所述平衡气管4的中间连接有低压控制阀5，所述平衡气管4的另一端与磨料罐10的上端密封连接，所述加料口10-1的开口处密封，在步骤一中调节低压控制阀5使平衡气管4向磨料罐10上端输送压力值在0-1MPa之间的低压气体。
实施例七，与实施例六基本相同，不同之处在于，还包括控制终端9，所述下料开关11为与控制终端9连接的流量电磁阀，所述驱动电机8为与控制终端9连接的伺服电机，所述控制终端9包括控制下料开关11的电磁阀控制模块和控制驱动电机8的电机控制模块，在步骤二中，通过控制终端9打开伺服电机并调节伺服电机的转速，通过控制终端9打开流量电磁阀并调节下料的流量。
Claims (7)
1.一种高压磨料气体射流磨料流量控制装置，其特征在于，包括进气管和磨料罐，所述进气管的右端与高压气源连接，所述进气管连接有靠近高压气源的压力表和位于进气管左端的高压控制阀，所述高压控制阀的左侧连接有左端为引射喷嘴的高压气管，所述引射喷嘴的外表面设有螺纹且与射流三通的右端口螺接，所述磨料罐为上端呈圆柱形、下端呈圆锥形的空心结构，所述磨料罐的上端密封且设有连通大气的加料口，所述磨料罐的下端为密封连接有螺杆输送装置的下料口，所述下料口与螺杆输送装置的连接处设有下料开关，所述螺杆输送装置连接有驱动电机，所述螺杆输送装置的下方与射流三通的上端口密封连接，所述射流三通的左端口连接有高压磨料喷管。
2.根据权利要求1所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置，其特征在于，所述螺杆输送装置包括输送筒和位于输送筒内的螺杆，所述输送筒设有位于右上方的磨料入口和位于左下方的磨料出口，所述输送筒的内部设有位于左端的支座和位于右端的密封垫，所述螺杆的左端铰接在支座上，所述螺杆的右端穿过密封垫和输送筒的右壁后通过联轴器与驱动电机连接，所述磨料入口与磨料罐的下端密封连接，所述磨料出口与射流三通的上端口密封连接。
3.根据权利要求1或2所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置，其特征在于，所述进气管连接有位于压力表和高压控制阀之间的分流三通，所述分流三通的左端口和右端口均与进气管密封连接，所述分流三通的上端口与平衡气管的一端密封连接，所述平衡气管的中间连接有低压控制阀，所述平衡气管的另一端与磨料罐的上端密封连接，所述加料口的开口处密封。
4.根据权利要求3所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置，其特征在于，还包括控制终端，所述下料开关为与控制终端连接的流量电磁阀，所述驱动电机为与控制终端连接的伺服电机，所述控制终端包括控制流量电磁阀的电磁阀控制模块和控制伺服电机的电机控制模块。
5.一种如权利要求1或2所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高压气源通过进气管供气，调节高压控制阀使引流喷嘴向射流三通内输送压力值在1-30MPa之间的高压气体；
步骤二：驱动电机转动且带动螺杆输送装置工作，随即打开下料开关调整下料的流量，磨料进入螺杆输送装置；
步骤三：磨料从螺杆输送装置进入射流三通，高压磨料气体射流工作开始，高压磨料气体经过高压磨料喷管输出；
步骤四：高压磨料气体射流工作结束，关闭下料开关，随即关闭驱动电机，最后关闭高压气源。
6.根据权利要求5所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置工作方法，其特征在于，所述进气管连接有位于压力表和高压控制阀之间的分流三通，所述分流三通的左端口和右端口均与进气管密封连接，所述分流三通的上端口与平衡气管的一端密封连接，所述平衡气管的中间连接有低压控制阀，所述平衡气管的另一端与磨料罐的上端密封连接，所述加料口的开口处密封，在步骤一中调节低压控制阀使平衡气管向磨料罐上端的输送压力值在0-1MPa之间的低压气体。
7.根据权利要求6所述的高压磨料气体射流磨料流量控制装置工作方法，其特征在于，还包括控制终端，所述下料开关为与控制终端连接的流量电磁阀，所述驱动电机为与控制终端连接的伺服电机，所述控制终端包括控制下料开关的电磁阀控制模块和控制驱动电机的电机控制模块，在步骤二中，通过控制终端打开伺服电机并调节伺服电机的转速，通过控制终端打开流量电磁阀并调节下料的流量。
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