CN107009278A - 一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，包括热熔发生装置、高压泵站、热熔切割装置和二维数控机床台，其中，还包括自动转向启停调节装置，所述自动转向启停调节装置包括内阶梯筒、外固定筒和调节转向座，所述内阶梯筒通过焊接盘安装在外固定筒内，所述内阶梯筒的上端设有细筒，所细筒的上端安装有调控盘，所述细筒的顶部通过锥齿轮啮合安装有步进电机。本发明能自动调节热熔切割装置的位置，能实现复杂曲线切割作业，能保证调节转向座与调控盘的同步性，能有效避免设备中调节转向座因其安装的热熔切割部件带来的弯距造成倾斜现场发生，还能有效避免高压胶管和气管的拖行而造成高压胶管和气管的破裂。

Description

一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备

技术领域

本发明涉及磨料水射流机械设备设计技术领域，尤其涉及一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备。

背景技术

水射流是由喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，射流的流速取决于喷嘴出口截面前后的压力降。水射流是能量转变与应用的最简单的一种形式。通常，动力驱动泵通过对水完成一个吸、排过程，将一定量的水泵送到高压管路，使其以一定能量到达喷嘴。而喷嘴的孔径要求比高压管路直径小得多，因此到达喷嘴的这一一定量的水要想流出喷嘴孔，必须加速。这样，经过喷嘴孔加速凝聚的水就形成了射流。磨料射流是指磨料在某种外动力的作用下被加速后，高速运动的磨料所形成的射流。传统的磨料水射流设备是以水作为介质，通过高压发生设备使它获得巨大能量后，再通过供料装置将磨料直接注入高压水中，使其以一种特定的流体运动方式高速从喷嘴喷射出来，形成能量高速集中的一股磨料水射流。

然而，现有的热熔磨料水射流熔切割设备割设备无法保证倾斜热熔喷嘴处于切割喷嘴运动轨迹的正前方，自动化程度底，精度低，人工操作，无法实现复杂曲线切割作业，无法避免设备仅能进行直线切割的情况发生，有些热熔磨料水射流熔切割设备割设备无法增加调节转向座的稳定性，不能避免调节转向座因其安装的热熔切割部件带来的弯距造成倾斜现场发生，还不能保证调节转向座与调控盘的同步性；还有的热熔磨料水射流熔切割设备割设备既不能便于自动转向启停调节装置快速安装在二维数控机床台上又不能将高压胶管和气管的穿接在将细筒、内阶梯筒安装在热熔切割装置部件上，还不能避免高压胶管和气管的拖行而造成高压胶管和气管的破裂。因此，有必要提供一种结构简单、操作快捷方便、安全高效的一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作快捷方便、安全高效的一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，包括热熔发生装置、高压泵站、热熔切割装置和二维数控机床台，其中，还包括自动转向启停调节装置，所述自动转向启停调节装置包括内阶梯筒、外固定筒和调节转向座，所述内阶梯筒通过焊接盘安装在外固定筒内，所述内阶梯筒的上端设有细筒，所述细筒与外固定筒之间还焊接有固定盘，所述固定盘的下侧设有导向环形槽，所述所述外固定筒内侧和内阶梯筒的外侧设有车轮槽，所述调节转向座的两侧安装有车轮，所述车轮安装在车轮槽内，所述调节转向座的上端安装有立柱，所述立柱的顶部设有导向块，所述导向块安装在导向环形槽内，所述导向块的下侧对称安装有导向轮，所述导向轮与导向环形槽的下侧面相接触，所细筒的上端安装有调控盘，所述调控盘上侧与固定盘的下侧之间和调控盘的下侧与内阶梯筒的上侧之间均安装有轴承，所述细筒的顶部通过锥齿轮啮合安装有步进电机，所述步进电机还安装在固定盘的上侧，所述调控盘上设有光孔，所述光孔内安装有立柱。

所述热熔发生装置包括磨料罐、移动车架和混合腔，所述混合腔安装在移动车架的底座上，混合腔的上端安装有磨料罐，所述移动车架的左侧设有U性安装架，所述U性安装架内安装有工业用乙炔罐，所述工业用乙炔罐通过气管与倾斜热熔喷嘴顶部的阀座相连接。

所述高压泵站包括移动架、水箱、控制箱、调压阀和隔膜柱塞泵，所述水箱、控制箱、调压阀和隔膜柱塞泵均安装在移动架上，所述水箱通过高压胶管与隔膜柱塞泵相连接，所述隔膜柱塞泵通过高压胶管经调压阀和高压输入管道与混合腔相连接，所述控制箱的一侧安装有电机，所述电机还与隔膜柱塞泵相连接，所述混合腔的左侧通过高压胶管与切割喷嘴通过矿用接头相连接。

所述热熔切割装置包括切割喷嘴、倾斜热熔喷嘴和防溅隔板，所述切割喷嘴底部安装有防溅罩，所述切割喷嘴的上端安装在内阶梯筒底部安装座上，所述倾斜热熔喷嘴安装在调节转向座上，所述倾斜热熔喷嘴的轴线与切割喷嘴的轴线互呈锐角，所述防溅隔板的上端焊接在调节转向座上，所述防溅隔板的轴线与倾斜热熔喷嘴的轴线相互平行，所述防溅隔板位于切割喷嘴和倾斜热熔喷嘴之间，防溅隔板底部位置低于倾斜热熔喷嘴的底部位置。

所述二维数控机床台的上端安装有龙门架，所述龙门架的两端对称安装有多级液压缸，所述多级液压缸之间安装有移动座，所述移动座的中部安装升降座，所述自动转向启停调节装置通过外固定筒安装在升降座上，所述二维数控机床台上还安装有工件，所述二维数控机床台的左端通过控制线连接有数控操作柜。

现场使用时，首先，操作人员将工件固定在二维数控机床台上，再将热熔切割装置通过升降座安装在龙门架上，调节工件的位置，使工件处于倾斜热熔喷嘴与切割喷嘴的正下方，再使工件与切割喷嘴底部的距离处于有效切割靶距之中。

其次，操作人员将移动架移动到实验室非工作区内，再将旋转移动架上的固定支腿上的螺杆，直至移动架上的移动车轮脱离地面一端距离后，将水管接入端安装在水箱的右侧，开启控制箱内的控制器，使电机驱动隔膜柱塞泵工作，高压水进入磨料罐内并在混合腔内与磨料混合，磨料混合液经高压胶管从切割喷嘴喷出，与此同时，先开启工业用乙炔罐上的阀门，再开启上端口阀座的旋钮，在倾斜热熔喷嘴底部点火。

再次，操作人员将步进电机的控制线连接在数控操作柜内的伺服控制器上，再对数控操作柜进行数控编程，再启动数控操作柜，龙门架、移动座和升降座根据编程自动移动，与此同时，在伺服控制器的作用下，步进电机启动，在锥齿轮啮合的作用下，调控盘转动，并使安装在光孔内的立柱旋转，从而驱使调节转向座在内阶梯筒与外固定筒之间空间内转动，在调节转向座的移动的作用下，使倾斜热熔喷嘴与切割喷嘴自动同步进行，再伺服控制器控制的作用下倾斜热熔喷嘴始终处于切割喷嘴的工作行程的正前方。

最后，操作人员根据工件作业情况，在完成热熔切割作业后，依次关闭倾斜热熔喷嘴顶部的开关和工业用乙炔罐顶部的阀门并通过控制箱关闭电机、隔膜柱塞泵，即可完成熔切割作业工作。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置自动转向启停调节装置能自动调节热熔切割装置的位置，能保证倾斜热熔喷嘴处于切割喷嘴运动轨迹的正前方，自动化程度高，无需人工操作，能实现复杂曲线切割作业，精度高，还能有效避免设备仅能进行直线切割的情况发生；采用多位置设置车轮的调节转向座、安装有导向轮的导向块和立柱能增加调节转向座的稳定性，避免调节转向座因其安装的热熔切割部件带来的弯距造成倾斜现场发生，调控盘上光孔内安装有立柱能有效保证调节转向座与调控盘的同步性；采用内阶梯筒和外固定筒既能便于自动转向启停调节装置快速安装在二维数控机床台上又能将高压胶管和气管的穿接在将细筒、内阶梯筒安装在热熔切割装置部件上，有效避免高压胶管和气管的拖行而造成高压胶管和气管的破裂，且结构简单，操作方便，经济实用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中自动转向启停调节装置的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图1中热熔发生装置的结构示意图；

图5为图1中高压泵站的结构示意图；

图6为图1中二维数控机床台的结构示意图。

图中：1、热熔发生装置；11、磨料罐；12、移动车架；121、U性安装架；1211、工业用乙炔罐；13、混合腔；2、高压泵站；21、移动架；22、水箱；23、控制箱；231、电机；24、调压阀；25、隔膜柱塞泵；3、热熔切割装置；31、切割喷嘴；311、防溅罩；32、倾斜热熔喷嘴；33、防溅隔板；4、二维数控机床台；41、龙门架；411、多级液压缸；4111、移动座；4112、升降座；42、工件；43、数控操作柜；5、自动转向启停调节装置；51、内阶梯筒；511、细筒；5111、调控盘；5112、步进电机；5113、光孔；52、外固定筒；53、调节转向座；531、车轮；532、立柱；5321、导向块；5322、导向轮；6、固定盘；61、导向环形槽；7、车轮槽；8、轴承。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，包括热熔发生装置1、高压泵站2、热熔切割装置3和二维数控机床台4，其中，还包括自动转向启停调节装置5，所述自动转向启停调节装置5包括内阶梯筒51、外固定筒52和调节转向座53，所述内阶梯筒51通过焊接盘安装在外固定筒52内，所述内阶梯筒51的上端设有细筒511，所述细筒511与外固定筒52之间还焊接有固定盘6，所述固定盘6的下侧设有导向环形槽61，所述所述外固定筒52内侧和内阶梯筒的51外侧设有车轮槽7，所述调节转向座53的两侧安装有车轮531，所述车轮531安装在车轮槽7内，所述调节转向座53的上端安装有立柱532，所述立柱532的顶部设有导向块5321，所述导向块5321安装在导向环形槽61内，所述导向块5321的下侧对称安装有导向轮5322，所述导向轮5322与导向环形槽61的下侧面相接触，所细筒511的上端安装有调控盘5111，所述调控盘5111上侧与固定盘6的下侧之间和调控盘5111的下侧与内阶梯筒51的上侧之间均安装有轴承8，所述细筒511的顶部通过锥齿轮啮合安装有步进电机5112，所述步进电机5112还安装在固定盘6的上侧，所述调控盘5112上设有光孔5113，所述光孔5113内安装有立柱532。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述热熔发生装置1包括磨料罐11、移动车架12和混合腔13，所述混合腔13安装在移动车架12的底座上，混合腔13的上端安装有磨料罐11，所述移动车架12的左侧设有U性安装架121，所述U性安装架121内安装有工业用乙炔罐1211，所述工业用乙炔罐1211通过气管与倾斜热熔喷嘴32顶部的阀座相连接。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述高压泵站2包括移动架21、水箱22、控制箱23、调压阀24和隔膜柱塞泵25，所述水箱22、控制箱23、调压阀24和隔膜柱塞泵25均安装在移动架21上，所述水箱22通过高压胶管与隔膜柱塞泵25相连接，所述隔膜柱塞泵25通过高压胶管经调压阀24和高压输入管道与混合腔13相连接，所述控制箱23的一侧安装有电机231，所述电机231还与隔膜柱塞泵25相连接，所述混合腔13的左侧通过高压胶管与切割喷嘴31通过矿用接头相连接。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述热熔切割装置3包括切割喷嘴31、倾斜热熔喷嘴32和防溅隔板33，所述切割喷嘴31底部安装有防溅罩311，所述切割喷嘴31的上端安装在内阶梯筒51底部安装座上，所述倾斜热熔喷嘴32安装在调节转向座53上，所述倾斜热熔喷嘴32的轴线与切割喷嘴31的轴线互呈锐角，所述防溅隔板33的上端焊接在调节转向座53上，所述防溅隔板33的轴线与倾斜热熔喷嘴32的轴线相互平行，所述防溅隔板33位于切割喷嘴31和倾斜热熔喷嘴32之间，防溅隔板33底部位置低于倾斜热熔喷嘴32的底部位置。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述二维数控机床台4的上端安装有龙门架41，所述龙门架41的两端对称安装有多级液压缸411，所述多级液压缸411之间安装有移动座4111，所述移动座4111的中部安装升降座4112，所述自动转向启停调节装置5通过外固定筒52安装在升降座4112上，所述二维数控机床台4上还安装有工件42，所述二维数控机床台4的左端通过控制线连接有数控操作柜43。

现场使用时，首先，操作人员将工件42固定在二维数控机床台4上，再将热熔切割装置3通过升降座4112安装在龙门架41上，调节工件42的位置，使工件42处于倾斜热熔喷嘴32与切割喷嘴31的正下方，再使工件42与切割喷嘴31底部的距离处于有效切割靶距之中。

其次，操作人员将移动架21移动到实验室非工作区内，再将旋转移动架21上的固定支腿上的螺杆，直至移动架21上的移动车轮脱离地面一端距离后，将水管接入端安装在水箱22的右侧，开启控制箱23内的控制器，使电机231驱动隔膜柱塞泵25工作，高压水进入磨料罐11内并在混合腔13内与磨料混合，磨料混合液经高压胶管从切割喷嘴31喷出，与此同时，先开启工业用乙炔罐1211上的阀门，再开启32上端口阀座的旋钮，在倾斜热熔喷嘴32底部点火。

再次，操作人员将步进电机5112的控制线连接在数控操作柜43内的伺服控制器上，再对数控操作柜43进行数控编程，再启动数控操作柜43，龙门架41、移动座4111和升降座4112根据编程自动移动，与此同时，在伺服控制器的作用下，步进电机5112启动，在锥齿轮啮合的作用下，调控盘5111转动，并使安装在光孔5113内的立柱532旋转，从而驱使调节转向座53在内阶梯筒51与外固定筒52之间空间内转动，在调节转向座53的移动的作用下，使倾斜热熔喷嘴32与切割喷嘴31自动同步进行，再伺服控制器控制的作用下倾斜热熔喷嘴32始终处于切割喷嘴31的工作行程的正前方。

最后，操作人员根据工件42作业情况，在完成热熔切割作业后，依次关闭倾斜热熔喷嘴32顶部的开关和工业用乙炔罐1211顶部的阀门并通过控制箱23关闭电机231、隔膜柱塞泵25，即可完成熔切割作业工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，包括热熔发生装置、高压泵站、热熔切割装置和二维数控机床台，其特征在于：还包括自动转向启停调节装置，所述自动转向启停调节装置包括内阶梯筒、外固定筒和调节转向座，所述内阶梯筒通过焊接盘安装在外固定筒内，所述内阶梯筒的上端设有细筒，所述细筒与外固定筒之间还焊接有固定盘，所述固定盘的下侧设有导向环形槽，所述所述外固定筒内侧和内阶梯筒的外侧设有车轮槽，所述调节转向座的两侧安装有车轮，所述车轮安装在车轮槽内，所述调节转向座的上端安装有立柱，所述立柱的顶部设有导向块，所述导向块安装在导向环形槽内，所述导向块的下侧对称安装有导向轮，所述导向轮与导向环形槽的下侧面相接触，所细筒的上端安装有调控盘，所述调控盘上侧与固定盘的下侧之间和调控盘的下侧与内阶梯筒的上侧之间均安装有轴承，所述细筒的顶部通过锥齿轮啮合安装有步进电机，所述步进电机还安装在固定盘的上侧，所述调控盘上设有光孔，所述光孔内安装有立柱。

2.根据权利要求1所述的一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，其特征在于：所述热熔发生装置包括磨料罐、移动车架和混合腔，所述混合腔安装在移动车架的底座上，混合腔的上端安装有磨料罐，所述移动车架的左侧设有U性安装架，所述U性安装架内安装有工业用乙炔罐，所述工业用乙炔罐通过气管与倾斜热熔喷嘴顶部的阀座相连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，其特征在于：所述高压泵站包括移动架、水箱、控制箱、调压阀和隔膜柱塞泵，所述水箱、控制箱、调压阀和隔膜柱塞泵均安装在移动架上，所述水箱通过高压胶管与隔膜柱塞泵相连接，所述隔膜柱塞泵通过高压胶管经调压阀和高压输入管道与混合腔相连接，所述控制箱的一侧安装有电机，所述电机还与隔膜柱塞泵相连接，所述混合腔的左侧通过高压胶管与切割喷嘴通过矿用接头相连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动化盘式热熔磨料水射流熔切割设备，其特征在于：所述热熔切割装置包括切割喷嘴、倾斜热熔喷嘴和防溅隔板，所述切割喷嘴底部安装有防溅罩，所述切割喷嘴的上端安装在内阶梯筒底部安装座上，所述倾斜热熔喷嘴安装在调节转向座上，所述倾斜热熔喷嘴的轴线与切割喷嘴的轴线互呈锐角，所述防溅隔板的上端焊接在调节转向座上，所述防溅隔板的轴线与倾斜热熔喷嘴的轴线相互平行，所述防溅隔板位于切割喷嘴和倾斜热熔喷嘴之间，防溅隔板底部位置低于倾斜热熔喷嘴的底部位置。