CN109746841A - 一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法，涉及水切割技术领域，包括喷头机构和固定机构；喷头机构包括座体、转轴、喷头和持握部；座体上设置有转轴孔，转轴转动插接在转轴孔内，转轴的一端连接喷头，转轴的另一端连接持握部；固定机构与座体连接。在上述技术方案中，采用了一种利用高压水来切割螺栓的方式，喷头通过固定机构固定在法兰上，并将喷头与法兰上的螺栓对准，接通高压水后，通过持握部和转轴对喷头进行转动，这样就能够将螺栓沿着一个方向进行切割开来了，这种切割方式的效率很高，不必如现有技术中那样采用锯一点一点的切割，耗时耗力，效率很低。

Description

一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法

技术领域

本发明涉及水切割技术领域，尤其是涉及一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法。

背景技术

传统易燃易爆环境场合的螺栓切割作业通常采用切削法、摩擦切割法、剪切法等形式，其作业过程存在很大的安全隐患，甚至发生事故。在这种常规的切割作业过程一直存在着切割难度大、耗时长、风险大等弊端。

例如，采油树的法兰螺栓在野外日久风化锈蚀，根本无法通过扳手拧动和拆卸，又不能采用高温切割的方式，此时如采用常规的锯条式切割，对于人工锯切耗时长，困难度大，而一个法兰往往有多条螺栓，其手工切割周期已经到了无法忍受的地步，比如一条36的钢制螺栓根据作业难度，人工切割需要2到6个小时，所以这种切割的效率是极其低下的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法，以解决现有技术中存在的螺栓切割作业过程中效率极其低下的技术问题。

本发明提供的一种水射流切割喷头，包括喷头机构和固定机构；

所述喷头机构包括座体、转轴、喷头和持握部；所述座体上设置有转轴孔，所述转轴转动插接在所述转轴孔内，所述转轴的一端连接所述喷头，所述转轴的另一端连接所述持握部；

所述固定机构与座体连接。

在上述技术方案中，采用了一种利用高压水来切割螺栓的方式，所述水射流切割喷头包括了座体、转轴、喷头和持握部，喷头用来与水射流装备主机连接，所述水射流装备主机为所述喷头提供高压水，用来切割螺栓。

切割时，所述喷头通过固定机构固定在法兰上，并将喷头与法兰上的螺栓对准，接通高压水后，通过持握部和转轴对喷头进行转动，这样就能够将螺栓沿着一个方向进行切割开来了。

这种切割方式的效率很高，不必如现有技术中那样采用锯一点一点的切割，耗时耗力，效率很低。

进一步的，在本发明的实施例中，所述固定机构包括至少一个固定板；

所述座体连接在所述固定板的一侧，所述固定板的另一侧设置有真空吸盘组件。

在上述技术方案中，若是法兰是通过不锈钢材质制成的，固定机构可以采用真空吸附的方式进行固定，真空吸盘组件设置在固定板上，一个或者多个真空吸盘组件对法兰的侧面进行真空吸附固定，这样就能够方便的对喷头机构进行牢固的连接，从而配合高压水的切割动作。

进一步的，在本发明的实施例中，所述固定板上设置有螺栓接头；

所述真空吸盘组件通过所述螺栓接头可拆卸的连接在所述固定板上。

在上述技术方案中，所述螺栓接头可以方便真空吸盘组件的拆卸，用于替换其他的真空吸盘组件或者磁力组件，可以使真空吸盘组件或者磁力组件使用一套固定板来工作，适用性更广，遇到金属或非金属的法兰都能够实现固定动作。

进一步的，在本发明的实施例中，所述固定机构包括至少一个固定板；

所述座体连接在所述固定板的一侧，所述固定板的另一侧设置有磁力组件。

在上述技术方案中，若是法兰是通过金属材质制成的，固定机构可以采用磁力连接的方式进行固定，磁力组件设置在固定板上，一个或者多个磁力组件对法兰的侧面进行磁力吸附固定，这样就能够方便的对喷头机构进行牢固的连接，从而配合高压水的切割动作。

进一步的，在本发明的实施例中，所述固定板上设置有螺栓接头；

所述磁力组件通过所述螺栓接头可拆卸的连接在所述固定板上。

在上述技术方案中，所述螺栓接头可以方便磁力组件的拆卸，用于替换其他的磁力组件或者真空吸盘组件，可以使真空吸盘组件或者磁力组件使用一套固定板来工作，适用性更广，遇到金属或非金属的法兰都能够实现固定动作。

本申请还提供了一种水射流切割设备，包括水射流装备主机和所述水射流切割喷头；

所述水射流装备主机通过管道与所述水射流切割喷头连接，用于为所述水射流切割喷头提供高压液体。

本申请还提供了一种水射流切割方法，基于所述水射流切割设备，包括如下步骤：

将水射流切割喷头安装在待切割的螺栓处，并将水射流切割喷头的喷头机构对准需要切割的部位；

将水射流切割喷头与水射流装备主机连接，并进行通水调试；

启动水射流装备主机，通过摆动水射流切割喷头的持握部对喷头机构的切割方向进行调整，对螺栓进行切断。

进一步的，在本发明的实施例中，当单个螺栓切割完成后，将水射流装备主机停机，换至下一个螺栓继续进行上述步骤。

进一步的，在本发明的实施例中，所述喷头机构与待切割螺栓的距离在2至10mm之间。

进一步的，在本发明的实施例中，在所述水射流装备主机输出的液体内添加固体颗粒。

在上述技术方案中，在高压水，也即液体中添加了固体颗粒以后，可以增强高压水的切割能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的喷头机构的结构示意图一；

图2为本发明一个实施例提供的喷头机构的结构示意图二；

图3为本发明一个实施例提供的喷头机构的结构示意图三；

图4为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头的结构示意图一；

图5为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头的结构示意图二；

图6为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头的结构示意图三；

图7为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头的工作示意图。附图标记：

1-喷头机构；2-固定机构；

11-座体；12-转轴；13-喷头；14-持握部；

21-固定板；22-磁力组件；23-螺栓接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一个实施例提供的喷头机构1的结构示意图一；图2为本发明一个实施例提供的喷头机构1的结构示意图二；图3为本发明一个实施例提供的喷头机构1的结构示意图三。

本实施例提供的一种水射流切割喷头13，包括喷头机构1和固定机构2；结合图1-3的结构所示，为所述喷头机构1的结构。

在图1-3中可知，所述喷头机构1包括座体11、转轴12、喷头13和持握部14；其中，所述座体11上设置有转轴12孔，所述转轴12转动插接在所述转轴12孔内，同时，所述转轴12的一端连接所述喷头13，所述转轴12的另一端连接所述持握部14；这样当所述转轴12在所述转轴12孔内转动的时候，所述持握部14和所述喷头13就能够改变朝向了，基于这种结构，用户可以通过摆动所述持握部14来调整喷头13的喷射方向。

另外，所述固定机构2与座体11连接，进而就能够通过固定机构2将所述喷头机构1进行固定。

基于上述技术方案，水射流切割喷头13可以采用高压水切割的方式来切割螺栓，首先，需要将喷头机构1与与水射流装备主机连接，需要利用所述水射流装备主机来为所述喷头13提供高压水，当水射流装备主机启动后，高压水会通过所述喷头机构1的喷头13喷射出来，喷射出来的高压水具有强力的切割效果，能够切割物体，而为了能够切割法兰上的螺栓，还需要喷头机构1的整体配合，为了更好的理解水射流切割喷头13的工作过程，下面通过举例切割采油树的法兰螺栓来对水射流切割喷头13的工作过程进行介绍，如下：

图7为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头13的工作示意图，参考图7的结构，在切割时，所述喷头13通过固定机构2固定在法兰上，这时需要将喷头13与法兰上待切割的螺栓对准，然后接通高压水(也即启动所述水射流装备主机，通过所述水射流装备主机为所述喷头13提供高压水)，切割的过程中，需要工作人员手持所述持握部14，通过持握部14来驱动转轴12在座体11上的转轴12孔内转动，转轴12对喷头13进行转动，这样就能够将螺栓沿着一个方向进行切割开来了。

这种切割方式的效率很高，不必如现有技术中那样采用锯一点一点的切割，耗时耗力，效率很低。

图4为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头13的结构示意图一；图5为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头13的结构示意图二；图6为本发明一个实施例提供的水射流切割喷头13的结构示意图三。

进一步的，如图4-6所示，所述固定机构2包括至少一个固定板21，即固定机构2可以采用一个固定板21来固定也可以采用多个固定板21来固定，如图4-6所示的结构，当采用了多个固定板21来固定的时候，多个固定板21之间是采用铰接的方式连接的，这样可以轻松的调整多个固定板21之间的角度，配合法兰的圆形外壁结构，能够稳定的固定在法兰的外壁上。

其中，如图4-6所示，所述座体11连接在所述固定板21的一侧，所述固定板21的另一侧设置有真空吸盘组件，这样当所述固定板21固定在法兰上以后，就能够将所述座体11连同喷头机构1稳固的固定在法兰上了。

当采用了多个固定板21结构的时候，多个固定板21之间可以调整对应的角度，均贴附在法兰的外壁上，即如图7中的结构所示。

在上述技术方案中，若是法兰是通过不锈钢材质制成的，固定机构2可以采用真空吸附的方式进行固定，真空吸盘组件设置在固定板21上，一个或者多个真空吸盘组件对法兰的侧面进行真空吸附固定，这样就能够方便的对喷头机构1进行牢固的连接，从而配合高压水的切割动作。

进一步的，继续参考图4-6的结构，所述固定板21上设置有螺栓接头23；利用螺栓接头23可以将所述真空吸盘组件通过螺纹连接的方式旋合在固定板21上，方便了固定机构2的拆卸和组装，在使用的时候，工作人员可以将所述真空吸盘组件通过所述螺栓接头23可拆卸的连接在所述固定板21上。

进一步的，如图4-6所示，其中所述磁力组件22的具体连接方式和位置均可参考图4-6中真空吸盘组件的连接方式和位置。

同理的，所述固定机构2包括至少一个固定板21，即固定机构2可以采用一个固定板21来固定也可以采用多个固定板21来固定，如图4-6所示的结构，当采用了多个固定板21来固定的时候，多个固定板21之间是采用铰接的方式连接的，这样可以轻松的调整多个固定板21之间的角度，配合法兰的圆形外壁结构，能够稳定的固定在法兰的外壁上。

其中，如图4-6所示，所述座体11连接在所述固定板21的一侧，所述固定板21的另一侧设置有磁力组件22(未示出)，这样当所述固定板21固定在法兰上以后，就能够将所述座体11连同喷头机构1稳固的固定在法兰上了。

当采用了多个固定板21结构的时候，多个固定板21之间可以调整对应的角度，均贴附在法兰的外壁上，即如图7中的结构所示。

在上述技术方案中，若是法兰是通过金属材质制成的，固定机构2可以采用磁力连接的方式进行固定，磁力组件22设置在固定板21上，一个或者多个磁力组件22对法兰的侧面进行磁力吸附固定，这样就能够方便的对喷头机构1进行牢固的连接，从而配合高压水的切割动作。

进一步的，所述固定板21上设置有螺栓接头23；与真空吸盘组件上螺栓接头23同理，继续参考图4-6的结构，利用螺栓接头23可以将所述磁力组件22通过螺纹连接的方式旋合在固定板21上，方便了固定机构2的拆卸和组装，在使用的时候，工作人员可以将所述磁力组件22通过所述螺栓接头23可拆卸的连接在所述固定板21上。

综上所述，所述螺栓接头23可以方便磁力组件22和真空吸盘组件的拆卸，用于替换其他的磁力组件22或者真空吸盘组件。

这样的话，就可以使真空吸盘组件或者磁力组件22使用一套固定板21来工作，适用性更广，遇到金属或非金属的法兰都能够实现固定动作。

本申请还提供了一种水射流切割设备，包括水射流装备主机和所述水射流切割喷头13；

所述水射流装备主机通过管道与所述水射流切割喷头13连接，用于为所述水射流切割喷头13提供高压液体。

由于所述水射流切割喷头13的具体结构、功能原理以及技术效果已经在前文详述，在此便不再赘述。任何有关于所述水射流切割喷头13的技术内容，均可参考前文的记载。

所述水射流装备主机就是为了提供高压水的，同时，高压水还可以采用其他的液体。

本申请还提供了一种水射流切割方法，基于所述水射流切割设备，包括如下步骤：

将水射流切割喷头13安装在待切割的螺栓处，并将水射流切割喷头13的喷头机构1对准需要切割的部位；

将水射流切割喷头13与水射流装备主机连接，并进行通水调试；

启动水射流装备主机，通过摆动水射流切割喷头13的持握部14对喷头机构1的切割方向进行调整，对螺栓进行切断。

利用上述步骤即可通过对前文所述的水射流切割设备进行安全有效的水切割工作。

进一步的，当单个螺栓切割完成后，将水射流装备主机停机，换至下一个螺栓继续进行上述步骤。在单个螺栓切割完毕后，进行停机在继续下一个螺栓的切割时，可以保证水切割的安全性，使高压水在不工作的时候能够保持在安全的使用状态下，避免高压水造成其他物体的损伤或人损伤的问题。

进一步的，优选的，所述喷头机构1与待切割螺栓的距离在2至10mm之间。

进一步的，优选的，在所述水射流装备主机输出的液体内添加固体颗粒，在高压水，也即液体中添加了固体颗粒以后，可以增强高压水的切割能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水射流切割喷头，其特征在于，包括喷头机构(1)和固定机构(2)；

所述喷头机构(1)包括座体(11)、转轴(12)、喷头(13)和持握部(14)；所述座体(11)上设置有转轴孔，所述转轴(12)转动插接在所述转轴孔内，所述转轴(12)的一端连接所述喷头(13)，所述转轴(12)的另一端连接所述持握部(14)；

所述固定机构(2)与座体(11)连接。

2.根据权利要求1所述的水射流切割喷头，其特征在于，所述固定机构(2)包括至少一个固定板(21)；

所述座体(11)连接在所述固定板(21)的一侧，所述固定板(21)的另一侧设置有真空吸盘组件。

3.根据权利要求2所述的水射流切割喷头，其特征在于，所述固定板(21)上设置有螺栓接头(23)；

所述真空吸盘组件通过所述螺栓接头(23)可拆卸的连接在所述固定板(21)上。

4.根据权利要求1所述的水射流切割喷头，其特征在于，所述固定机构(2)包括至少一个固定板(21)；

所述座体(11)连接在所述固定板(21)的一侧，所述固定板(21)的另一侧设置有磁力组件(22)。

5.根据权利要求4所述的水射流切割喷头，其特征在于，所述固定板(21)上设置有螺栓接头(23)；

所述磁力组件(22)通过所述螺栓接头(23)可拆卸的连接在所述固定板(21)上。

6.一种水射流切割设备，其特征在于，包括水射流装备主机和如权利要求1-5中任一项所述的水射流切割喷头；

所述水射流装备主机通过管道与所述水射流切割喷头连接，用于为所述水射流切割喷头提供高压液体。

7.一种水射流切割方法，其特征在于，基于权利要求6所述的水射流切割设备，包括如下步骤：

将水射流切割喷头安装在待切割的螺栓处，并将水射流切割喷头的喷头机构(1)对准需要切割的部位；

将水射流切割喷头与水射流装备主机连接，并进行通水调试；

启动水射流装备主机，通过摆动水射流切割喷头的持握部(14)对喷头机构(1)的切割方向进行调整，对螺栓进行切断。

8.根据权利要求7所述的水射流切割方法，其特征在于，当单个螺栓切割完成后，将水射流装备主机停机，换至下一个螺栓继续进行如权利要求7中的步骤。

9.根据权利要求7或8所述的水射流切割方法，其特征在于，所述喷头机构(1)与待切割螺栓的距离在2至10mm之间。

10.根据权利要求7或8所述的水射流切割方法，其特征在于，在所述水射流装备主机输出的液体内添加固体颗粒。