CN106746569B - 一种玻璃制品切割用水刀的工作方法 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种玻璃制品切割用水刀的工作方法，包括以下步骤：向细砂腔室内填充细砂；转轴旋转，从动齿轮通过连杆带动压杆做往复直线运动，使得第一工作腔室的空间反复的压缩和第二过滤板往复的运动；向转轴的进水孔内通水，水在离心力的作用下喷洒在第一工作腔室内并反复被加压，同时从加砂管排出到第一工作腔室内并与水充分混合；第一工作腔室内的水被加压后将对隔板产生作用力使第一工作腔室和第二工作腔室相通，水和细砂最终从喷嘴处喷出，对玻璃制品进行切割。本方案的水刀能自动对水进行加压并向水中加入细砂，因此本方案的水刀结构简单，使用方便。

Description

一种玻璃制品切割用水刀的工作方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃制品切割水刀。

背景技术

制造玻璃时，切割玻璃是十分重要的一项工艺，玻璃切割采用的方法主要有金刚石锯切割，火焰切割，激光切割和水刀切割等，其中水刀切割以其切割缝隙小，切割表面光滑等优点应用越来越广泛。

水刀切割是以高压的方式对普通水进行增压，让水从一个水刀喷出来后形成高速射流，并利用这种高速射流的力量来切割玻璃制品，这种水刀在切割玻璃制品时时，需要增加额外的加压设备，该加压设备需要事先对水进行加压，然后再将有压力的水通入到水刀内，同时水刀在切割时需要在水里面增加细砂来提高水的锐利度，保障切割的效果，现有的是设置额外的加砂装置，并利用水高速喷射时产生的负压吸入砂子，因此这种结构的水刀在使用时，需配合加压设备，加砂装置等，结构复杂，使用十分不便。

为了解决上述问题，本申请人设计了一种玻璃制品切割用水刀，包括转轴和喷头，喷头包括安装座、弹性件和喷嘴，安装座、弹性件和喷嘴之间形成工作腔室，弹性件上开设有定位槽，定位槽内设有隔板，隔板将工作腔室从上到下分为第一工作腔室和第二工作腔室，在安装座上设有细砂腔室，在第一工作腔室内设有空心状的加砂管，加砂管与细砂腔室相通，在加砂管上开设有安装孔，安装孔处设有与加砂管固定连接的第一过滤板和与加砂装置滑动连接的第二过滤板，第一过滤板上开设有第一过滤孔，第二过滤板上开设有可与第一过滤孔相通的第二过滤孔，还包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧两端分别与第一过滤板和隔板连接，第二弹簧两端分别与第二过滤板和弹性件连接，转轴一端与动力装置连接，转轴另一端与安装座通过轴承连接并伸入第一工作腔室内，在转轴上设有主动齿轮，主动齿轮的两端均啮合有从动齿轮，从动齿轮上设有连杆，连杆上铰接有使弹性件压缩的压杆，从动齿轮、连杆和压杆形成曲柄连杆机构，在转轴上还开设有进水孔，在转轴伸入第一工作腔室的部分还设有若干的排水口，排水口与进水孔相通。本方案的水刀不需要额外的加压设备事先对水进行加压，同时也不需要增设额外的加砂装置，本方案的水刀在切割玻璃制品时能自动对水进行加压并向水中加入细砂，但是本方案的水刀在使用时的方法也很重要，一旦使用方法不对，将不能达到既定的效果。

发明内容

本发明意在提供一种可自动对水进行加压并向水中加入细砂的玻璃制品切割用水刀的工作方法。

本方案中的玻璃制品切割用水刀的工作方法，包括以下步骤：

(1)、向细砂腔室内填充细砂，细砂的填充量大于细砂腔室空间的4/5；

(2)、启动动力装置，在动力装置的带动下，转轴旋转，转轴旋转的转速为3500-4000r/min，转轴旋转的同时将带动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转再带动啮合的从动齿轮旋转，主动齿轮和从动齿轮旋转的转速比为1:10，从动齿轮再通过连杆带动压杆做往复直线运动，压杆在往复直线运动的过程中对弹性件进行反复的压缩，进而使得第一工作腔室的空间反复的压缩和第二过滤板往复的运动；

(3)、向转轴的进水孔内通水，水将随转轴一起旋转，水旋转的同时将在离心力的作用下从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内，随着第一工作腔室的空间在弹性件的作用下反复的压缩，第一工作腔室的水将反复被加压，同时随着第二过滤板在弹性件的作用下往复的移动，第二过滤孔将间歇性的与第一过滤孔相通，当第一过滤孔和第二过滤孔相通时，细砂从加砂管排出到第一工作腔室，排出到第一工作腔室的细砂与水在转轴的旋转作用下充分混合；

(4)、第一工作腔室内的水被加压后将对隔板产生作用力，当水被加压到30-40MPa时，水对隔板的作用力使隔板克服第一弹簧的作用力并向下移动时，第一工作腔室和第二工作腔室相通，第一工作腔室内的水和细砂进入到第二工作腔室内，进入到第二工作腔室内的水和细砂最终从喷嘴处喷出，对玻璃制品进行切割。

本方案的效果在于：1、本方案在步骤(1)中先向细砂腔室内填充细砂，并使细砂填充量大于4/5，若是细砂的填充量过小，则不能满足切割过程中对细砂的需求，若是细砂的填充量过大，则会导致细砂不容易排出。

2、本方案的步骤(2)和步骤(3)中，利用转轴的旋转将水喷洒在第一工作腔室内，一方面转轴旋转时还将带动与主动齿轮两端啮合的曲柄连杆机构的压杆做往复直线运动，压杆的往复直线运动将作用在弹性件上，利用弹性件的压缩实现第一工作腔室空间的减小，进而对第一工作腔室的水进行加压，另一方面弹性件在压缩的同时，在第二弹簧的作用下，第一过滤孔和第二过滤孔间歇性相通，从而使得加砂管中的细砂间歇性的自动加入到第一工作腔室内，因此本方案中的水刀喷出的水不需要增设额外的加压设备即可具有较高的压力，同时加砂管中的细砂能自动进入到第一工作腔室内，故本方案的水刀在加工玻璃制品时，不需要额外的加压设备事先对水进行加压，同时也不需要增设额外的加砂装置，本方案的水刀能自动对水进行加压并向水中加入细砂，因此本方案的水刀结构简单，使用方便。

3、本方案步骤(3)中，利用转轴旋转时产生的离心力将水喷洒在第一工作腔室内，同时转轴旋转时还能对第一工作腔室内的水和细砂进行搅拌，使水和细砂进行充分的混合，保证了从喷嘴喷出的水中均匀的混合有细砂，从而保证对玻璃制品的切割效果。

4、本方案步骤(2)中，将主动齿轮和从动齿轮的齿数比设为10:1，主动齿轮和从动齿轮的转速比为1:10，动力装置只需要以较低的转速带动主动齿轮旋转，从动齿轮就可获得较高的转速，若是主动齿轮与从动齿轮的齿数比过低，则需要动力装置提供较高的转速，若是齿数比过高，则压杆对弹性件压缩频率过高，弹性件在高频率的压缩情况下使用寿命将大大降低，因此本方案中主动齿轮和从动齿轮10:1的齿数比即不需要动力装置提供过高的转速就可使压杆以较高的频率压缩弹性件，保证对第一工作腔室的水的加压效果，同时又不会使得弹性件承受过高的频率而降低使用寿命。

5、本方案中步骤(4)中，当第一工作腔室内的水的压力较小时，该压力将不足以使隔板克服第一弹簧的作用力，水将不会进入到第二工作腔室内，因此本方案通过隔板的设置，使得第一工作腔室内的水的压力足够大时才能进入到第二工作腔室，保证了从喷嘴处喷出的水的压力，进而保证了对玻璃制品的切割效果。

6、在主动齿轮的两端均啮合有从动齿轮，从动齿轮再带动压杆从两端对弹性件进行压缩，压缩的效果好，从而保证了对水的增压效果。

进一步，在步骤(2)中，压杆在滑槽内做往复直线运动并对弹性件进行压缩。当压杆在对弹性件进行压缩时，弹性件沿滑槽滑动，滑槽对弹性件的运动起导向作用。

进一步，动力装置为变频电机。本方案利用变频电机带动转轴转动，当对不同玻璃制品进行切割时，需要水刀喷嘴喷出的水具有不同的压力并加入不同量的细砂，此时只需要改变变频电机的供电频率即可改变变频电机的转速，进而改变转轴的转速，转轴的转速改变，使得压杆在从动齿轮的带动下对弹性件的压缩频率改变，从而使得第一工作腔室的水具有不同的压力，同时弹性件压缩频率的改变，第一过滤孔和第二过滤孔相通的频率也会改变，从而使得细砂从加砂管进入第一工作腔室内的量发生改变，最终从水刀喷嘴喷出的水具有不同的压力和细砂含量，因此本方案只需要改变变频电机的供电频率即可满足对不同玻璃制品的切割需求，操作简单。

进一步，变频电机的供电频率为50Hz。50Hz是工频电流，因此当变频电机的供电频率为50Hz时，直接通入工频电流即可，不需要额外使用变频器对电流进行变频处理，使用方便简单。

附图说明

图1为本发明实施例玻璃制品切割用水刀的结构示意图。

图2为图1中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：转轴1、进水孔11、主动齿轮12、从动齿轮13、连杆14、压杆15、滑槽16、安装座21、弹性件22、喷嘴23、细砂腔室24、加砂管25、第一过滤板26、第二过滤板27、第二弹簧28、隔板3、第一弹簧31。

本方案中使用的水刀结构基本如附图1和附图2所示：一种玻璃制品切割用水刀，包括喷头，喷头从上到下依次包括安装座21、弹性件22和喷嘴23，安装座21、喷嘴23和弹性件22之间形成工作腔室，在弹性件22上还开设有定位槽，定位槽内设有隔板3，隔板3轴向宽度小于定位槽轴向宽度，隔板3将工作腔室分为第一工作腔室和第二工作腔室，其中第一工作腔室在上，第二工作腔室在下，在安装座21上还对称设有两个细砂腔室24，细砂腔室24内填充有细砂，在第一工作腔室内还设有两个加砂管25，加砂管25为空心状结构，加砂管25与细砂腔室24一一对应并相通，在加砂管25上还开设有安装孔，安装孔处设有与加砂管25固定连接的第一过滤板26和与加砂管25滑动连接的第二过滤板27，其中第一过滤板26与加砂管25之间通过焊接的方式进行固定，在第一过滤板26上还开设有第一过滤孔，在第二过滤板27上开设有第二过滤孔，其中第一过滤板26在下，第二过滤板27在上，在第一过滤板26的下侧设有第一弹簧31，第一弹簧31的上端与第一过滤板26连接，第一弹簧31的下端与隔板3连接，在第二过滤板27的右端设有凸起，第二过滤板27的左端设有第二弹簧28，第二弹簧28的左端与弹性件22连接，第二弹簧28的右端与第二过滤板27连接，当弹性件22未处于压缩状态时，在第二弹簧28的作用下，第二过滤板27上的凸起与加砂管25相抵，此时第一过滤孔和第二过滤孔相互错开。

喷嘴23为锥形的喷嘴23，喷嘴23的上端为锥形结构的大端，喷嘴23的下端为锥形结构的小端，喷嘴23的上端与弹性件22连接，在喷嘴23上开设有锥形的喷孔，喷孔的上端为锥形结构的大端。

在喷头的上部还设有转轴1，转轴1的上端与变频电机连接，改变变频电机的频率即可方便的改变变频电机的转速，从而使得转轴1具有不同的转速，转轴1的下端伸入第一工作腔室内，在转轴1上开设有进水孔11，在转轴1伸入第一工作腔室的部分还开设有若干的排水口，排水口与进水孔11相通，在转轴1伸出第一工作腔室的上侧安装有主动齿轮12，在主动齿轮12的两侧分别啮合有从动齿轮13，主动齿轮12和从动齿轮13的齿数比为10:1，主动齿轮12与从动齿轮13啮合时，齿数越多，转速越慢，当主动齿轮12和从动齿轮13的齿数比为10:1时，主动齿轮12和从动齿轮13的转速比为1:10，使得从动齿轮13比主动齿轮12具有更高的转速。

在从动齿轮13上设有连杆14，连杆14上铰接有横向设置的压杆15，压杆15处设有滑槽16，压杆15在滑槽16内左右滑动，压杆15在滑动的过程中将对弹性件22进行压缩，弹性件22在被压缩的过程中，弹性件22将推动第二过滤板27沿加砂管25向右滑动，从而使得第一过滤孔和第二过滤孔相通，同时弹性件22在压缩过程中，使得第一工作腔室的空间减小，进而对第一工作腔室内的水进行加压。

采用上述结构的水刀对玻璃制品进行加工时，包括以下步骤：

(1)、向细砂腔室24内填充细砂，细砂的填充量大于细砂腔室24空间的4/5；

(2)、向变频电机通入50Hz的工频电流，启动变频电机，在变频电机的带动下，转轴1旋转，转轴1旋转的同时将带动主动齿轮12旋转，主动齿轮12旋转再带动啮合的从动齿轮13旋转，主动齿轮12和从动齿轮13旋转的转速比为1:10，从动齿轮13再通过连杆14带动压杆15沿滑槽16做往复直线运动，压杆15在往复直线运动的过程中对弹性件22进行反复的压缩，进而使得第一工作腔室的空间反复的压缩和第二过滤板27往复的运动；

(3)、向转轴1的进水孔11内通水，水将随转轴1一起旋转，水旋转的同时将在离心力的作用下从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内，随着第一工作腔室的空间在弹性件22的作用下反复的压缩，第一工作腔室的水将反复被加压，同时随着第二过滤板27在弹性件22的作用下往复的移动，第二过滤孔将间歇性的与第一过滤孔相通，当第一过滤孔和第二过滤孔相通时，细砂从加砂管25排出到第一工作腔室，排出到第一工作腔室的细砂与水在转轴1的旋转作用下充分混合；

(4)、第一工作腔室内的水被加压后将对隔板3产生作用力，当水被加压到30-40MPa时，水对隔板3的该作用力使隔板3克服第一弹簧31的作用力并向下移动时，第一工作腔室和第二工作腔室相通，第一工作腔室内的水和细砂进入到第二工作腔室内，进入到第二工作腔室内的水和细砂最终从喷嘴23处喷出，对玻璃制品进行切割。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。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。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种玻璃制品切割用水刀的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备一种玻璃制品切割用水刀，包括转轴和喷头，喷头包括安装座、弹性件和喷嘴，安装座、弹性件和喷嘴之间形成工作腔室，弹性件上开设有定位槽，定位槽内设有隔板，隔板将工作腔室从上到下分为第一工作腔室和第二工作腔室，在安装座上设有细砂腔室，在第一工作腔室内设有空心状的加砂管，加砂管与细砂腔室相通，在加砂管上开设有安装孔，安装孔处设有与加砂管固定连接的第一过滤板和与加砂装置滑动连接的第二过滤板，第一过滤板上开设有第一过滤孔，第二过滤板上开设有可与第一过滤孔相通的第二过滤孔，还包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧两端分别与第一过滤板和隔板连接，第二弹簧两端分别与第二过滤板和弹性件连接，转轴一端与动力装置连接，转轴另一端与安装座通过轴承连接并伸入第一工作腔室内，在转轴上设有主动齿轮，主动齿轮的两端均啮合有从动齿轮，从动齿轮上设有连杆，连杆上铰接有使弹性件压缩的压杆，从动齿轮、连杆和压杆形成曲柄连杆机构，在转轴上还开设有进水孔，在转轴伸入第一工作腔室的部分还设有若干的排水口，排水口与进水孔相通；

(1)、向细砂腔室内填充细砂，细砂的填充量大于细砂腔室空间的4/5；

(2)、启动动力装置，在动力装置的带动下，转轴旋转，转轴旋转的转速为3500-4000r/min，转轴旋转的同时将带动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转再带动啮合的从动齿轮旋转，主动齿轮和从动齿轮旋转的转速比为1:10，从动齿轮再通过连杆带动压杆做往复直线运动，压杆在往复直线运动的过程中对弹性件进行反复的压缩，进而使得第一工作腔室的空间反复的压缩和第二过滤板往复的运动；

(3)、向转轴的进水孔内通水，水将随转轴一起旋转，水旋转的同时将在离心力的作用下从排水口排出并喷洒在第一工作腔室内，随着第一工作腔室的空间在弹性件的作用下反复的压缩，第一工作腔室的水将反复被加压，同时随着第二过滤板在弹性件的作用下往复的移动，第二过滤孔将间歇性的与第一过滤孔相通，当第一过滤孔和第二过滤孔相通时，细砂从加砂管排出到第一工作腔室，排出到第一工作腔室的细砂与水在转轴的旋转作用下充分混合；

(4)、第一工作腔室内的水被加压后将对隔板产生作用力，当水被加压到30-40MPa时，水对隔板的作用力使隔板克服第一弹簧的作用力并向下移动时，第一工作腔室和第二工作腔室相通，第一工作腔室内的水和细砂进入到第二工作腔室内，进入到第二工作腔室内的水和细砂最终从喷嘴处喷出，对玻璃制品进行切割。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃制品切割用水刀的工作方法，其特征在于：在步骤(2)中，压杆在滑槽内做往复直线运动并对弹性件进行压缩。

3.根据权利要求2所述的一种玻璃制品切割用水刀的工作方法，其特征在于：动力装置为变频电机。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃制品切割用水刀的工作方法，其特征在于：变频电机的供电频率为50Hz。