CN114750063B - 光整装置以及光整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光整装置以及光整方法。所述光整装置包括推力系统，密封系统，包括活塞、与所述活塞配合的缸体，用于容纳进行光整加工的光整介质；输送管路系统，所述输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的端口；回收系统，包括回收容器、回收管路、回流管路、动力组件、以及控制阀组件，所述控制阀组件包括第一阀、第二阀；所述回收容器通过所述回收管路连通所述工件，通过所述回流管路连通所述密封系统；所述第一阀与所述密封系统以及低压力环境配合，所述第二阀位于所述回流管路，与所述回流容器以及所述密封系统配合，所述动力组件与所述回收容器连通。

Description

光整装置以及光整方法

技术领域

本发明涉及内流道的精密加工领域，尤其涉及一种光整装置以及光整方法。

背景技术

具有微细复杂内流道结构的零件在航空航天、船舶、核、汽车、模具等工业领域有着极其广泛的应用，特别是与流体动力系统相关的零部件常常具有微细流道、深小孔及微细流道与深小孔联通等复杂内腔结构，起到对流体的输运、交换或施加液压力等功能，如航空/航天/船舶/汽车各类发动机燃油喷嘴、热交换器、液压组件、油路控制节流器等。

可加工微细复杂内流道的工艺技术包括精密机加工、飞秒/水导/长脉冲激光加工、电火花加工及增材制造(3D打印)等。除增材制造技术外，其他单一工艺加工的微细复杂内流道结构相对简单，且长径比较小，需结合焊接等其他组合工艺才可加工微细复杂内流道。精密机加工的微细复杂内流道会产生毛刺、拐点尖角或接刀台阶等问题；飞秒激光加工的内流道表面会产生粘附的残渣颗粒和表面“台阶”效应；水导/长脉冲激光及电火花加工的内流道表面会产生重熔层；增材制造(3D打印)是一种将复杂三维结构零件模型离散为二维结构进行逐层叠加成形的技术，它使复杂微细复杂内流道零件一体化成型成为可能，因而在航空航天、汽车、模具等工业领域的应用日趋增多。然而，增材制造技术在成型零件过程中因存在温度梯度和逐层成型等自身工艺特点，导致零件内流道表面存在半烧结或粘结的粉末颗粒以及表面“台阶”效应。

机加工毛刺、飞秒激光加工内流道粘附烧结颗粒、增材制造内流道表面粘结粉末等都会影响零件的使用性能和安全性：当内流道中通入的流体与表层高速摩擦造成毛刺、粘附残渣颗粒或粘结粉末脱落时会成为多余物而随流体到处扩散，或堵塞油路或引起机械磨损故障，从而造成重大安全事故；粗糙度大的内表面在长期使用过程中易成为疲劳裂纹源，若是高温油路系统还易导致积碳现象发生；机加工流道表面的刀纹、拐点尖角或接刀台阶，飞秒激光及增材制造加工内流道表面的“台阶”现象等都会导致流体运动过程产生湍流、涡流和流体沿程阻力急剧增加，甚至造成流体失控，产生振动而降低零件使用寿命。粗糙表面也会使流体中产生大量空化气泡影响燃烧和液力，甚至产生空化腐蚀；对于一些特定材质的零件(如空心叶片)内流道及联通小孔，因重熔层表面易出现微裂纹而导致零件过早失效，因而要求减少重熔层厚度或不允许出现重熔层。

因此，通过精密机加工、飞秒/水导/长脉冲激光加工、电火花加工、增材制造(3D打印)等技术加工流体动力零部件内流道表面时，会带来毛刺、粘结粉末和烧结颗粒等残留物、表面粗糙及重熔层等不利问题，需要采用合适的表面光整技术消除这些不利影响后才能满足产品的性能要求。

但目前可以有效地对微细复杂内流道表面光整的技术尚未出现，以至于目前对于增材制造的微细复杂内流道工件，其内表面的粗糙度一般都只具有增材制造后的原始平均粗糙度Ra≥6.3μm，没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6 μm的产品，对于激光加工、电火花加工的微细复杂内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.8 μm的产品；以及对于机加工的微细复杂内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.4μm的产品，而目前微细复杂内流道若具有S型弯、L型弯、U型弯、O型弯等复杂异形流道，无法采用只能进行直线进给的机加工实现，而只能通过增材制造等方式实现，因此目前也没有出现对于增材制造的微细异形复杂内流道表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6 μm的产品。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光整装置以及光整方法。

第一方面，本申请提供一种光整装置，包括推力系统；密封系统，包括活塞、与所述活塞配合的缸体，用于容纳进行光整加工的光整介质，所述推力系统与所述活塞的一端连通，对所述密封系统提供驱动力，以推动所述光整介质从所述缸体的出口端输出；输送管路系统，所述输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的端口，所述输送管路系统的上游端与所述密封系统的出口端连接，下游端用于输出光整介质进行内流道工件的光整；回收系统，包括回收容器、回收管路、回流管路、动力组件、以及控制阀组件，所述控制阀组件包括第一阀、第二阀；所述回收容器通过所述回收管路连通所述工件，通过所述回流管路连通所述密封系统；所述第一阀与所述密封系统以及低压力环境配合，所述第二阀位于所述回流管路，与所述回流容器以及所述密封系统配合，所述动力组件与所述回收容器连通，能够对所述回收容器提供动力，提高所述回收容器中的抛光介质迅速回流到所述缸体中。

本申请实施例的技术方案中，回收系统采用第一阀、第二阀以及两者与密封系统、回收容器、回流管路、动力组件的协同作用，既保证了密封系统的回流与密封系统输送光整介质的输出流两者避免相互干扰，同时也使得回收系统中容纳的光整介质可以快速地回流至密封系统。

在一些实施例中，所述第一阀为喷挡阀，所述光整装设备有第一状态以及第二状态，其中：在所述第一状态，所述密封系统向所述输送管路系统输送光整介质，所述密封系统容纳的光整介质作用于所述喷挡阀的喷嘴使得所述喷挡阀关闭，并且所述第二阀关闭；在所述第二状态，所述密封系统停止向所述输送管路系统输送光整介质，所述密封系统容纳的光整介质停止作用于所述喷挡阀的喷嘴，使得所述喷挡阀开启，所述密封系统与所述外界的低压力环境连通，并且所述第二阀开启，所述动力组件对所述回收容器施加压力至第一压力，使得所述回收容器与所述密封系统之间具有所述第一压力与所述外界的低压力环境的压力差。

在一些实施例中，所述第二阀为电磁阀，所述控制阀组件还包括感应器，所述感应器用于感测回收容器的光整介质的质量，所述电磁阀根据所述感应器感测的质量结果开启或关闭。

在一些实施例中，所述感应器为重力感应器，所述回收容器的高度高于所述密封系统的高度。

在一些实施例中，所述回收容器为透明容器，其容纳的光整介质为外部可视的。

在一些实施例中，所述回收容器的容器壁具有容积刻度线。

在一些实施例中，所述回收容器设置有温度计或黏度计。

在一些实施例中，所述光整装置还包括诊断装置，所述诊断装置具有流速和/或流量传感器，以及压力传感器，用于感测光整介质的流速和/或流量，以及压力。

在一些实施例中，所述活塞从顶部至底部至少具有第一凹槽、第二凹槽，所述密封系统还包括位于所述活塞与缸体之间的密封圈，包括设置于所述第一凹槽的第一密封圈，以及设置于所述第二凹槽的第二密封圈，所述活塞与缸体在径向之间的间隙为1mm~2.5mm。

在一些实施例中，所述第一凹槽为分体式结构，所述活塞的顶面为平面，其上可拆卸地设置盖板，所述盖板的外围具有斜面，所述斜面与所述活塞的顶面形成单边斜槽，构成所述第一凹槽；所述第二凹槽于所述活塞的侧壁开设；所述第一密封圈的材料为硬质材料，所述第二密封圈的材料为软质材料。

在一些实施例中，所述第一密封圈的材料满足：弯曲模量1.9GPa~3.6GPa，伸长率60%~120%，努氏硬度90HK ~ 100HK；所述第二密封圈的材料满足：弯曲模量0.2GPa~0.25GPa，伸长率300%~380%，弯曲强度80MPa~100MPa。

在一些实施例中，所述光整介质包括液体相以及固体相，所述液体相黏度<1000cP，所述固体相包括磨粒，进行光整的工件为微细内流道件，口径小于或等于3mm以及长径比大于或等于50:1。

第二方面，本申请提供一种光整方法，采用如第一方面所述的光整装置，所述光整介质包括液体相以及固体相，所述液体相黏度<1000cP，所述固体相包括磨粒，进行光整的工件为微细内流道件，口径小于或等于3mm以及长径比大于或等于50:1，所述光整装置的所述推力系统对所述光整介质施加预定压力，使得所述光整介质在微细内流道内以>5m/s的流速流动，并且所述光整介质在所述微细内流道的一端流入其内部的流量达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，使内流道内部的液压力处于憋压状态。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制，其中：

图1是根据本申请的一些实施例的光整方法的流程示意图。

图2是根据本申请的一些实施例的光整装置的结构示意图。

图3是根据图2的A处的局部放大图。

图4是根据图2的B处的局部放大图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一些实施例、又一些实施例、再一些实施例等表述中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

另外，以下所述的平均粗糙度，即在测量的表面选取多个区域进行测量取平均值，得到该测量表面的平均粗糙度。以下所述的最优粗糙度，即在测量的表面选取多个区域进行测量并取最小值，得到该测量表面的最优粗糙度。例如进行粗糙度测量时，例如粗糙度测量某个区域可以为长度为8mm的管路段，在测量的管路选取多个长度为8mm的管路段测量并去最小值。

具有微细复杂内流道结构的零件在航空航天、船舶、核、汽车、模具等工业领域有着极其广泛的应用，然而，目前的加工工艺，例如通过精密机加工、飞秒/水导/长脉冲激光加工、电火花加工、增材制造(3D打印)等技术加工流体动力零部件内流道表面时，会带来毛刺、粘结粉末和烧结颗粒等残留物、粗糙表面及重熔层等不利问题，需要采用合适的表面光整技术消除这些不利影响后才能满足产品的性能要求。

目前对于增材制造的微细内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6 μm的产品，对于激光加工、电火花加工的微细内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.8 μm的产品；以及对于机加工的微细内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.4μm的产品，而微细内流道若具有S型弯、L型弯、U型弯、O型弯等异形流道结构，无法采用直线进给的机加工实现，而只能通过增材制造等方式实现，因此目前也没有出现对于增材制造的微细内流道表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6μm的产品。

发明人经过深入研究，对多种的内流道表面光整方法进行了尝试以及对比，发现对于零件内流道口径较大(>3mm)、长径比较小(＜50：1)，且呈近似直线走向时，可采用手工抛磨、化学、电化学、电浆、磁力、磁流变、磨粒流、水射流及超声波等常见方法进行光整，然而，对于内流道口径较小(小于或等于3mm)、长径比较大(大于或等于50:1)的微细内流道而言：

(1)采用磨粒流技术，利用刚性较大的半固态软性膏体光整介质对内腔通过挤压衍磨机理光整，发明人发现，这种雷诺数极小状态的蠕变流体很难通过复杂长程微细流道实现均匀加工，易于在拐弯及死角堵塞，强行通过会造成流道变形甚至憋裂流道。即使勉强通过长径比≥50:1内流道时，也会出现随流体行程增加而压力及流速急剧衰减，导致内流道端口“过磨抛”而内部由于压力和流速损失过大而“未磨抛”。此外，不溶于水的胶体磨粒流介质易在内流道拐弯、死角处残留，在完成加工后很难甚至根本无法被彻底清除。

(2)采用磨料水射流技术，也被称为微磨料浆体射流、高速流及高速水粒子光整，通过对水射流喷嘴施加液压力，利用喷嘴喷出带有磨粒的水射流冲击动能冲蚀去除工件表层材料，水射流喷嘴与零件表面保持较短的距离，因此磨料水射流技术很难作用于内流道口径较小(小于或等于3mm)、长径比较大(大于或等于50:1)的微细内流道；

(3)采用磁力光整技术，其只能对口径>3mm且呈近直线走向的内流道表面做轻微光亮化加工，而无法对口径小于或等于3mm且呈三维空间走向的含S型弯、L型弯、U型弯、O型弯、螺旋弯微细复杂内流道进行有效的表面光整，其原因在于，磁力光整是利用较大尺寸磁针磨粒的一种柔性加工，其原理是表面凸点和凹点在外加磁场的作用下会被同时加工，因而这些柔性加工手段只能对表面做轻微光亮化改善，即使材料去除量很大也不能显著改善表面的“台阶”效应、降低表面粗糙度及大尺度剥离表面粘附的粉末、颗粒和毛刺改善；另外，这种方法由于受制磁场运动也无法应对零件上呈三维空间走向的复杂内流道光整；

(4)采用化学光整的方法，当内流道口径很小，可容纳的腐蚀溶液较少，化学光整方法的效率会极低甚至局部出现反应气泡塞积而无法光整；

(5)采用电化学、电浆光整及超声波方法，因很难在狭小呈三维空间走向的含S型弯、L型弯、U型弯、O型弯、螺旋弯等流道内放置仿形电极，从而无法光整微细复杂内流道；

另外，对于(4)、(5)，化学、电化学、电浆光整等方法还会对流道基体材料显微组织产生多种腐蚀及变质层缺陷，腐蚀液和反应气体也会对环境和设备有不利影响；同时，(4)、(5)也是一种柔性加工手段，同样会面临(3)类似的缺点，只能对表面做轻微光亮化改善，即使材料去除量很大也不能显著改善表面的“台阶”效应、降低表面粗糙度及大尺度剥离表面粘附的粉末、颗粒和毛刺。

综上所述，发明人经过深入研究发现，上述的加工方法，其对于微细内流道的结构而言，都会面临很难深入微细内流道的内部光整和/或光整质量不理想的问题，因此很难适用于微细内流道的光整加工。

基于以上，发明人进一步深入研究，发明了一种微细内流道的表面光整方法，通过采用黏度为小于1000cP液体相的两相流光整介质，两相流的光整介质在微细内流道内的流速>5m/s，以及在微细内流道的一端流入其内部的流量，达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，内流道内部的液压力处于憋压状态，形成液体相对微细内流道的饱和流量的手段，即通过低黏度的液体相、光整介质的流体流速以及饱和流量这三者的协同作用，解决了微细内流道光整加工的难题。其原理在于，首先，由于低黏度的液体相、流体流速以及饱和流量这三者的协同作用，使得光整介质可以流畅地进入微细复杂内流道并且在微细复杂内流道内形成类似于非牛顿流体的状态，流体边界层平行内流道表面，如“刀具般”坚硬的非牛顿流体中的磨粒剪切摩擦实现表面凸点靶向加工。另外，以上三者的协同作用，使得光整介质中磨粒与微细复杂内流道表面产生的摩擦微切削力，因此可以不受微细复杂内流道的材料限制而能够获得表面最优粗糙度与磨粒刃尖平均接触长度范围一致，甚至可以实现表面最优粗糙度Ra为0.05μm的超镜面质量，这突破了磨粒流、水射流技术的原理的限制，其原理在于，磨粒流技术切削机制为磨粒挤压表面产生的体积力，因此加工硬度低的金属及高分子柔性材料易出现坑和麻点(Ra>0.8μm)。磨料水射流技术中切削力为磨粒冲击表面产生的冲蚀力，加工软质金属易表面粗化(Ra>0.8μm)。

为了开发对应以上表面光整方法的光整装置，发明人发现，光整装置需要采用密封系统容纳进行光整加工的光整介质，输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的端口。

对于一些光整装置而言，可以采用多个密封系统且通过工件相互连通实现流体交换，例如通过两个密封系统以及两个输送管路系统，每个输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的不同端口，即一个密封系统向工件输出光整介质，另一个密封系统接收从工件流出的光整介质，当一个密封系统的光整介质消耗完毕时，另一个密封系统可以通过其接收的光整介质与之前反向地对工件继续进行光整加工，即该另一个密封系统此时向工件输出光整介质，而消耗完毕的密封系统此时再次接收从工件流出的光整介质，这样使得总是有至少一个密封系统中容纳的光整介质可以提供至工件，保证工件的持续不间断地进行光整作业，使得光整过程高效。

但发明人经过进一步研究发现，对于一些微细内流道工件，无法采用上述的双向加工的方案，因此也无法适用多个密封系统的光整装置，例如微细内流道工件存在以下结构：

1)微细内流道两个端口中只有一个端口可以进行高强度密封连接，另一个端口无法进行高强度密封连接，例如其端口形状为异形或薄壁结构，导致无法机加工其对应的密封接头，或不具有高强度密封链接下所能承受的强度；

2)微细内流道如特斯拉阀具有特殊节流导流功能构型，只能满足一个流向上的流体流动，另一个流向上流体只能低速流动甚至不流动；

3)微细内流道和密集孔群联通，例如航空发动机的单晶叶片的气模孔，一端为单晶叶片的内腔端口，另一端由叶身上不同异形片区的密集小孔构成。

当面对以上结构时，两相流的光整介质只能从内流道一个指定的端口输入而从其它端口输出，而无法反向，即无法采用多个密封系统且通过工件相互连通实现流体交换，例如两个密封系统对工件进行双向加工的方案。

而对于单向加工的方案，经过进一步研究发现，由于光整介质的流速快，因此光整过程中，密封系统消耗光整介质的速度很快，因此需要快速地对密封系统进行光整介质的自动回流补充。

基于以上，发明人经过深入研究，通过设置回收系统，回收系统采用第一阀、第二阀以及两者与密封系统、回收容器、回流管路、动力组件的协同作用，既保证了密封系统的回流与密封系统输送光整介质的输出流两者避免相互干扰，同时也使得回收系统中容纳的光整介质可以快速地回流至密封系统，实现对密封系统的光整介质的快速补充，保证了光整加工的效率。

可以理解到，本申请实施例公开的内流道的表面光整装置，实现对光整介质的快速补充，有助于解决内流道口径较小(小于或等于3mm)、长径比较大(大于或等于50:1)且只能进行光整介质单向流动加工的微细内流道工件无法高效加工的问题。但可以理解到，本申请实施例公开的不仅适用于介绍的表面光整方法以及只能进行单向加工的微细内流道工件，也可以适用于其他流体加工方法以及内流道工件。

需要解释的是，上下文中的术语“口径”、“长度”意味等效口径以及等效长度，长径比即为等效长度与等效口径的比值。等效口径，内流道截面形状可以为圆形、椭圆形等，截面轮廓由闭合曲线(非折线)构成。内流道截面形状也可以为矩形、三角形等，截面轮廓由闭合折线构成。截面轮廓由任意闭合曲线(非折线)或闭合折线构成，由于截面轮廓为不规则的形状，因此引入等效口径，等效口径定义为对于任意截面形状，取一个和任意截面形状的实际截面积相等的理想圆，此理想圆的直径为等效口径。等效长度指的是内流道中的流体在内流道两个端口之间实际流动所走过的全路程。

首先介绍本申请的光整装置可以适用的一种微细内流道的表面光整方法，以便于理解光整装置的效果。

参照图1，本申请提供了一种内流道的表面光整方法，包括：

采用液体固体两相流光整介质，所述光整介质的液体相黏度<1000cP，固体相为磨粒；

对所述光整介质施加预定压力，使得所述光整介质在所述微细内流道内以>5m/s的流速流动，并且所述光整介质在微细内流道的一端流入其内部的流量，达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，内流道内部的液压力处于憋压状态；

此处的液体，其具有黏度<1000cP的性质，本申请中关于黏度的数值的描述，均是指常温下（25摄氏度左右）的乌氏黏度。不同材料、尺寸以及初始平均粗糙度的微细内流道对应的光整方法对应的液体相的黏度的最佳值可以通过在一个下限值的基础上不断增加黏度得到。目前实施例的黏度下限值为50cP左右，发明人经过大量试验数据得到，对于常见的材料例如钛合金、高温合金、钢铁、陶瓷、铝合金、高分子材料等的微细内流道，液体相的黏度至少需要在50cP，光整后才达到粗糙度的目标值。而此处的临界值1000cP也一般并非为最佳值，而是光整介质持续、流畅、稳定地在微细内流道中流动的极限值。

实施例中描述的液体相，以水基液体相为例，在去离子水的基础上加入一定增粘剂使得水基液体具备一定的黏度。采用水基液体的有益效果在于，其成本低易于获得，并且较为环保，且在光整结束后光整介质也容易被清洗。但可以理解到，此处的液体相也不限于水基液体，只要是满足黏度μ<1000cP的液体即可。

固体相磨粒的材料，可以是常见的磨粒材料，例如碳化物陶瓷：包括碳化硅、碳化钨等；氧化物陶瓷：包括氧化铝、氧化锆、氧化铈等；氮化物陶瓷：包括氮化硼、氮化铬等；天然矿物：包括金刚石/砂、云母、石英、橄榄石等。优选的，可以是金刚石/砂、氧化物陶瓷的一种或者多种组合。

在选择磨粒的粒径和质量浓度时，一般在一个下限值的基础上逐步增加得到最佳值的范围。若磨粒的粒径、质量浓度低于下限值，则无法达到预期的光整效果，即微细内流道无法达到表面粗糙度的目标值，其原理在于，若粒径过小导致磨粒自身质量过低，无法产生足够的动能实现有效磨抛，若质量浓度过小，则磨削表面加工点位的概率降低导致无法实现有效磨抛，下限值的选取一般较为保守，例如可以是，在不超过粒径上限值的前提下保守的选择任意一个下限值，内流道口径与磨粒的粒径的比值下限通常为20，即内流道口径要保证至少20个磨粒并行通过时不堵塞，即磨粒的粒径的上限通常为内流道口径的1/20，而磨粒的下限值一般为上限值的1/5。磨粒的质量浓度的下限值一般为10g/L，下限值的选择，一般是较为保守的，因为系统的压力较大，若发生磨粒堵塞，会导致工件和系统的报废、甚至出现憋裂和爆炸。因此在规定的下限的基础上，逐步增加磨粒的粒径、磨粒的质量浓度直至发生因磨粒粒径过大或者质量浓度过高产生显著的流阻而引发流速流量的下降、以及磨粒颗粒间的相互碰撞影响流速继而降低流速流量和磨削效果，即最佳值可以在下限值的基础上通过试验得到。

对所述光整介质施加预定压力，使得所述光整介质在微细内流道内以>5m/s的流速流动。此处的预定压力，指的是在光整过程的初始状态下使用该压力下使得光整介质在微细内流道的内部就以>5m/s的流速流动，随着光整的进行，内流道表面粗糙度的降低，同样的压力条件下，光整介质在在微细内流道内的流速会越来越快。可以理解到，由于达到的流速是一个范围，此处的预定压力是一个范围的概念，而不是对光整介质只能施加一个特定值。测量光整介质在微细内流道的内部的流动流速，无法采用浸入式测量，否则磨粒会损坏任何传感器探头。可以采用超声测速的方法，也可以利用黏性流体的哈根-泊阿苏依定律：

进行间接的测量；在公式中，其中D是内流道口径，l为微细内流道的长度，p为作用在微细内流道两端的压强差，即液压压力p，Re为雷诺数 ，u _m 为水基两相流中液体相流速，ρ _l 为液体相的密度，液体相的流速大致等同于光整介质的流速。

光整介质的流速大于5m/s，根据理论上形成非牛顿流体的临界条件以及发明人长期实践得到的临界值。工程流体力学资料表明（例如图书资料：杨树人, 汪志明, 何光渝,等. 工程流体力学[M]. 石油工业出版社, 2006.），纯水黏度1cP达到非牛顿流体的临界运动流速>16.6m/s，而本实施例的液体相的黏度的下限值为50cP，大于1cP，因此非牛顿流体的临界流速是小于16.6m/s的。同时结合实践结果，发明人发现小于5m/s时无法得到理想的加工效果，因此临界值为5m/s。

所述光整介质在微细内流道的一端流入其内部流量，达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，内流道内部的液压力处于憋压状态，即本领域所称的饱和流量的状态。

此处的容纳流量的饱和值以及饱和流量的状态的含义，为流体流入管道时充满管道截面，管道截面并行容纳流体分子的最大数量。

可以理解到，采用以上实施例的光整方法的有益效果在于：

通过采用光整介质的液体相的黏度为小于1000cP的液体，两相流的光整介质在微细内流道内的流速>5m/s，以及在微细内流道的一端流入其内部的流量，达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，内流道内部的液压力处于憋压状态，形成液体相对微细内流道的饱和流量的手段，即通过低黏度的液体相、流体流速以及饱和流量这三者的协同作用，解决了微细内流道光整加工的难题。其原理在于，首先，由于低黏度的液体相、流体流速以及饱和流量这三者的协同作用，使得光整介质为低黏度高流速的状态从而可以流畅地进入微细内流道并且在微细内流道内形成非牛顿流体的状态，流体边界层平行内流道表面，如“刀具般”坚硬的液体相中磨粒剪切摩擦实现表面凸点靶向加工，从原理上克服了柔性加工中表面凸点和凹点被同时加工只能轻微光亮化的问题，同时因为光整介质的磨粒与微细内流道表面摩擦产生的微切削力，因此可以不受微细内流道的材料限制，而能够获得与磨粒刃尖平均接触长度范围一致的表面最优粗糙度，这突破了磨粒流、水射流技术的原理的限制，其原理在于，磨粒流技术切削机制为磨粒挤压表面产生的体积力，因此加工硬度低的金属及高分子柔性材料易出现坑和麻点(Ra>0.8μm)。磨料水射流技术中切削力为磨粒冲击表面产生的冲蚀力，加工软质金属易表面粗化(Ra>0.8μm)。另外，低黏度高流速的流体动力学随形加工方式使内流道表面台阶、尖角、几何轮廓曲率等不符合流体工程学的位置被磨抛的更重，拐点、尖边、内流道轮廓曲率及孔型将实现几何学流线型整形，进一步提高内流道的流体运动性能。另外，以上实施例提出了利用光整介质的流速实现类似如刀具般的坚硬的非牛顿流体及磨粒剪切摩擦实现表面凸点靶向加工的临界流速为5m/s。

至于光整介质在微细内流道的加工时间，可以是光整介质在标准时间段光整所述微细内流道，至所述微细内流道的表面最优粗糙度为目标值。此处的标准时间段，可以是预定的连续的一段时间，也可以是间断的多段时间，也可以是开始后非预定的连续的一段时间后，检测到光整介质的流速流量达到微细内流道的表面最优粗糙度为目标值对应的流速流量后，光整过程自动停止，例如承上所述的，在一些实施例中，开始加工后，通过测量光整介质在微细内流道内的流动流速或流量，间接地表征得到表面最优粗糙度，当流速或流量值达到规定值，则对应的表面最优粗糙度对应即达到目标值，此时手动或者自动地停止光整加工。此处的表面最优粗糙度为目标值的含义，并非限定需要直接测量表面最优粗糙度，而也可以间接地表征，例如以上介绍的，可以表征光整介质在微细内流道的内部的流速、流量等等方法。以上目标值指的是设定的表面最优粗糙度值，一般指的就是对微细内流道最终的表面最优粗糙度的要求，但也不排除在以上光整步骤之后继续进一步的光整，此时设定的便不是最终的表面最优粗糙度的要求。

综上，以上实施例介绍的光整方法，通过构建在待加工内流道两端的液压力系统，利用低黏性、高速的固液两相流体、达到待加工内流道饱和流量、两相流中磨粒高速摩擦内流道表面产生的微切削机理等手段的结合，解决了行业中长期存在的口径在小于或等于3mm、长径比大于或等于50:1的微细内流道光整的难题。

参考图2至图4所示的，在一些实施例中，本案提供一种光整装置100，包括：推力系统101、密封系统102、输送管路系统103以及回收系统104。密封系统102包括活塞21、与活塞21配合的缸体18，用于容纳进行光整加工的光整介质8，推力系统101与活塞21的一端连通，对活塞21提供驱动力，以推动光整介质8从缸体18的出口端190输出。输送管路系统103输送对应的密封系统102容纳的光整介质8至进行光整的内流道工件34的单向加工端口，例如图2所示的单个的密封系统102以及输送管路系统103对应工件34的单向加工端口。此处的单向加工端口的含义，即为前文内容已经介绍的，工件34中指定用于输入光整介质的端口。参考图4所示的，在一些实施例中，光整装置还可以包括工装31，工装31至少具有两端口310，对应工件34的至少一个入口以及至少一个出口。承上可知的，在光整加工的过程中，光整介质始终是单向流动的，即从左侧的端口310进入，右侧的端口310流出。左侧的端口310即为对应以上记载的工件34的单向加工端口，连接的是输送管路系统103，而右侧的端口310连接的是回收系统104。

回收系统104包括回收容器35、回收管路36、回流管路37、动力组件130、以及控制阀组件140，控制阀组件140包括第一阀38、第二阀39。回收容器35通过回收管路36连通工件34，通过回流管路37连通密封系统102；第一阀38与密封系统102以及低压力环境配合，此处的低压力环境，是相对于动力组件130制造的高压力而言的，低压力环境例如可以是光整装置100所放置的室内环境开放压力。第二阀39位于回流管路37，与回流容器35以及密封系统102配合，动力组件130与回收容器35连通，能够对回收容器35提供压力。

以上介绍的实施例的有益效果在于，通过设置回收系统，回收系统采用第一阀38、第二阀39以及两者与密封系统102、回收容器35、回流管路37、动力组件130的协同作用，既保证了密封系统的回流与密封系统输送光整介质的输出流两者避免相互干扰，同时也使得回收系统中容纳的光整介质可以快速地回流至密封系统，实现对密封系统的光整介质的快速补充，保证了光整加工的效率。

参考图2至图4所示的，在一些实施例中，第一阀38、第二阀39与密封系统102、回收容器35、回流管路37、动力组件130的协同作用的具体方式可以是：光整装置100具有第一状态以及第二状态，第一阀38为喷挡阀，其中：

在第一状态，即进行光整加工的过程中，单个密封系统102向输送管路系统103输送光整介质至工件34的单向加工端口，由于密封系统102中活塞推动容纳的光整介质8的压力很大，因此光整介质8也以较大的压力推动设置于缸体18的顶部的第一阀38，而第一阀38的喷嘴受到光整介质8的压力的作用，将射出光整介质推动挡板使得喷挡阀处于关闭状态，使得第一阀38关闭，并且此时第二阀39也处于关闭状态。光整介质8的流动方向为从密封系统102输出至工件34再从工件34输出至回收容器35存放。

在第二状态，即由于密封系统102能够容纳的光整介质有限，活塞将缸体中的光整介质推空后，密封系统停止向输送管路系统输送光整介质，此时由于密封系统容纳的光整介质停止作用于第一阀38的喷嘴，使得第一阀38的喷嘴不在射出光整介质，喷档阀中挡板复位至开启第一阀38的位置，使得密封系统102与外界的低压力环境连通。而此时第二阀39因感应器感知回收容器中的质量阈值后而开启，回收容器35与密封系统102通过回流管路37直接连通，动力组件130对回收容器35施加压力至第一压力，使得回收容器35与所述密封系统之间具有第一压力与外界低压力环境的压力差，在该压力差的作用下，容纳于回收容器35的光整介质通过回流管路37快速地回流至密封系统。动力组件130的具体结构可以是空压装置或气泵装置40以及压力管41，从而对回收容器35增压，但不以此为限制。

采用喷挡阀的方案实现第一状态与第二状态的切换，具有效果可靠。其原理在于，喷挡阀中喷嘴可以适应较大的压力以及对于高速的光整介质具有足够的强度、密封和射流性能，从而有效推动挡板保证喷档阀状态切换的高灵敏性以及可靠性。

参考图2以及图3所示的，在一些实施例中，第二阀39为电磁阀，控制阀组件140还包括感应器42，感应器42用于感测回收容器35容纳的光整介质8的质量，第二阀39根据感应器42感测的结果开启或关闭。例如当处于上述的第二状态时，若感应器42感测的感测信号反馈至控制单元，控制单元判断回收容器35容纳的光整介质8的质量超过阈值，该阈值一般为密封系统中光整介质的总质量的85%~98%，其原因在于第一阀38、输送管路系统103、以及密封系统102中均有可能会残留光整介质，因此需要有一定的光整介质质量损失预留空间，另外也不能将阈值设置的太小，防止密封系统中的光整介质还未被推空，所述电磁阀的第二阀39就已打开，从而造成密封系统102将高压力的光整介质通过回收管路36输送光整介质至回收系统的反流事故。至于85%~98%中具体的数值，根据光整介质在第一阀38、输送管路系统103、以及密封系统102中残留的质量而不同，可以现场试验调整得到，例如可以先设置一个较大的阈值，例如98%，观察到第一阀38已打开而仍不发生回流，则相应降低阈值，最终得到实际的阈值。并且，一般可以在达到阈值后延迟3秒后控制单元再指令电磁阀的第二阀39开启，延迟3秒在于防止密封系统中的光整介质还未被推空，所述电磁阀的第二阀39就已打开，从而造成密封系统102将高压力的光整介质通过回收管路36输送光整介质至回收系统的反流事故。通过电磁阀的控制较为灵敏和精确，进一步保证了密封系统的回流与密封系统输送光整介质的输出流两者避免相互干扰。在一些实施例中，感应器42为重力感应器，回收容器35的高度高于密封系统102的高度，如此可以充分利用重力感应器的感测结果的可靠性，同时回收容器35高于密封系统102可以使得光整介质8利用重力作用促进回流，进一步提升了回流的效率。

继续参考图2所示的，在一些实施例中，回收容器35为透明容器，其容纳的光整介质为外部可视的，具体的透明材料可以是透明的玻璃、亚克力等材料。采用外部可视的透明容器作为回收容器35，使得操作人员可以直接观察回收容器35中光整介质的表面气泡量、液体相的颜色、磨粒固体相均散状态等特征信息，对应分别判断光整介质中液体相与气泡气体相的比例，判断液体相的颜色从而判断是否存在增粘剂等有机成分变质而影响加工效果及满足环保要求，以及判断密封系统102的光整介质8是否发生磨粒固体相的团聚和沉降现象等，对光整介质以及光整过程的状态进行直观有效地监控。

另外，在一些实施例中，回收容器35的容器壁具有容积刻度线43，如此可以判断单位时间内进入回收容器35的光整介质的体积，从而进一步判断光整介质在工件34的流速流量，可以通过监控流速流量的变化，从而诊断内流道光整质量是否达到了要求的流动速度以及是否出现了速度波动等。同时刻度能更加精准的判断光整介质中固液气各相的体积量。

另外，也可以在回收容器35中设置温度计或黏度计，以判断光整介质的温度和黏度是否发生较大变化。

由于回收容器35在光整装置100的运行状态下受到的压力很小，而非如密封系统102一般受到很大的压力，因此回收容器35的设置，也可以作为操作者直观监测光整介质以及光整过程状态变化的途径。

在一些实施例中，输送管路系统103的长径比大于10:1，且出口端口径大于3mm，输送管路系统103具有多级管路，且相邻两级的管路的前一级管路与后一级管路的截面积比大于1。

推力系统101包括立式柱塞泵5，立式柱塞泵5与活塞21连接以提供驱动力，使得活塞21能够沿着竖直方向相对于缸体18移动，多级管路包括第一级管路22，以及位于第一级管路下游相邻连接的第二级管路23，所述第一级管路包括缸体18的出口端190连接的弯头结构，且弯头结构与水平延伸第二级管路23连接，如此即实现了立式结构与卧式结构的组合。

推力系统101可以是液压系统，如图2所示的，包括电机1、液压油箱2、液压泵3、增压器6，立式柱塞泵5以及油管4，电机1驱动液压泵2从油箱2中抽取一定压力的液压油，经过增压器6增压后的压力油输送至立式柱塞泵5。立式柱塞泵5通过球头13与活塞21连接，以驱动活塞21，以推动光整介质8从缸体18的输出端190输出。采用电机驱动的液压系统，其不仅推力较大且也能具有较高的推力精度。

对应的立式柱塞泵5的结构，密封系统102也需要是立式的结构，即活塞21相对缸体18的移动方向为沿着竖直方向相对移动，但对应加工工件34需要是卧式的，因此可以通过输送管路系统完成方向的变化。

缸体18通过底板以及顶板19限制空间，底板以及顶板19可以通过螺栓7连接至缸体18，活塞21与顶板19之间的空间即容纳光整介质8，顶板19的开口即为密封系统102的出口端190。缸体18与出口端190的直径比为10~32，以对光整介质进一步地增压。参考图4所示的，在一些实施例中，第一级管路22与第二级管路23的截面积比可以是1.2~1.8，如此可以实现对光整介质稳定、缓慢地增压，并一直保持饱和流量。在一些实施例中，多级管路还可以包括位于第二级管路22下游相邻连接的第三级管路32，第二级管路22与第三级管路32的截面积比为1.2~1.8，如图所示的，第三级管路32的长度可以是较短的，类似于接头的形式。采用三级管路，且每级的截面积比为1.2~1.8的结构，实现稳定、缓慢地增压，并一直保持饱和流量，既保证对光整介质提供稳定压力的条件，也保证输送管路系统103的强度可靠性以及使用寿命。

参考图4所示的，在一些实施例中，光整装置还可以包括工装31，工装31至少具有两端口310，对应工件34的至少一个入口以及至少一个出口，工装31可以通过工作台上的三轴卡钳33稳定地固定安装，而工件34可以通过工装夹紧螺栓30夹紧固定于工装31内部。第三管路32的口径与其连接的工装31的端口截面积比可以是1.2~2.2，如此的有益效果与以上类似的，实现稳定、缓慢地增压，并一直保持饱和流量。可以注意到，第三管路32与其连接的工装31的端口截面积比的上限值可以是2.2，比管路之间的截面积比例上限值1.8更高，这是因为工装31一般是频繁更换的，其对使用寿命的要求不如管路的严格，因此可以将截面积比例的上限设置的更大。在一些实施例中，工装端口与工件34端口截面积的比例应大于1，但不超过10，两者可以用环氧树脂封涂密封。比例大于1，可以使工件内流道达到饱和流量，但若过大，发明人发现，会导致对工件34的端口处泄压过大，端口与工件的连接处的强度及密封要求很高，甚至会存在连接处断裂等安全事故，因此发明人发现比例应不超过10。可以理解到，工装31上可预留很多适用于不同口径工件内流道的端口310。当使用其中一个端口时，其它不用的端口可用螺栓进行连接封堵。工装31的夹紧螺栓30包括上夹紧螺栓和工装下夹紧螺栓，可以对不同规格尺寸的工件34进行夹紧，并将工装端口与工件内流道端口调节到与工装端口、多级管路端口同一轴线上。

发明人发现，采用以上实施例介绍的多级管路的输送管路系统，结合液压泵以及立式柱塞泵的推力系统的结构，以及立式和卧式结合的架构，在提供50MPa以上的推力的情况下，仍可以实现很高的精度(误差为0.01MPa)，以及在运行中压力波动很小，在正负0.1%之间，可以非常有效地实现前文介绍的光整方法。

参考图2以及图3所示的，对于密封系统102，发明人发现，由于需要提供很大的压力至光整介质，因此活塞21与缸体18壁之间的密封性问题尤为重要，并且，保证密封性的同时，还需要保证活塞21沿缸体18内壁的移动是流畅的。

活塞21从顶部至底部方向至少具有第一凹槽211、第二凹槽210，密封系统102还包括位于活塞21与缸体18之间的密封圈，包括设置于第一凹槽211的第一密封圈17，以及设置于所述第二凹槽210的第二密封圈170，活塞21与缸体18在径向之间的间隙为1mm~2.5mm，采用多级的凹槽以及多级的密封圈、以及活塞与缸体间隙为1mm~2.5mm的结构，使得第一级密封圈可以将两相流的磨粒过滤，而第二级密封圈密封纯液体相，例如水基液体相，从而实现对光整介质的良好密封性能，在1mm~2.5mm的间隙范围，发明人发现，既可以保持良好的密封效果，也可以保证活塞能够顺利地沿着缸体18的壁面移动，推动光整介质18输出。

继续参考图3所示的，活塞21的第一凹槽211为分体式结构，活塞21的本体的顶面212为平面，其上可拆卸地设置盖板20，盖板20的外围具有斜面201，斜面201与活塞21的顶面形成单边斜槽，构成第一凹槽211；第二凹槽210于所述活塞的侧壁开设，第一密封圈17的材料为硬质高分子材料，第二密封圈170的材料为软质高分子材料。其原理在于，发明人发现，由于压力较大，无论第一密封圈如何密封，磨粒都会从缸壁和密封圈之间的缝隙嵌入而对密封圈产生划痕，因此设置单边斜槽以及硬质密封圈的结构，引导磨粒主动地嵌入/划入第一密封圈17以形成嵌入式自密封的结构，因此第一密封圈17为硬质高分子材料。而在第一密封圈17主动嵌入了绝大部分磨粒之后，第二密封圈170需要密封的物质为两相流中的液体相，因此采用软质的第二密封圈170进行密封。第一凹槽211需要为分体式结构，是因为发明人发现，由于第一密封圈17采用硬质高分子结构，且受到很大的压力，若采用直接在活塞侧壁开设凹槽，则无法固定第一密封圈17，因此采用分体式结构，在组装时，先将第一密封圈设置于活塞21的本体的顶面212，之后在盖上盖板20通过螺栓7压紧。在一些实施例中，单边斜槽，即斜面201的倾斜角为大于60°，以提供足够的压紧力。

在一些实施例中，第一密封圈17、第二密封圈170的具体材料可以是，第一密封圈的高分子材料满足：弯曲模量1.9GPa~3.6GPa，伸长率60%~120%，努氏硬度90HK-100HK。从而使得第一密封圈17具有一定的刚度且不易发生明显的变形，同时要具有较好的表面自润滑性，兼顾较低的可挤压收缩性以及磨粒对材料能较好的嵌入且磨粒嵌入后易在材料中继续滑移。第二密封圈170的高分子材料满足：弯曲模量0.2GPa~0.25GPa，伸长率300%~380%，弯曲强度80~100MPa，从而使得第二密封圈170具有较好的弹性且能发生明显的伸缩变形，同时要兼固显著的可挤压收缩长度起到对水基的密封能力，以及很高的弯曲强度，否则运动弯曲后容易断裂。

在一些实施例中，第一密封圈17的材料可以是pp、聚四氟、尼龙、peek的一种，第二密封圈170的材料可以是硅胶、橡胶、丁腈的其中一种，以上材料易于获得，成本较低。

继续参考图3所示的，第二凹槽211可以是包括从顶部至底部方向的至少两个凹槽，包括第一分凹槽2111、第二分凹槽2112，其中，第二分凹槽2112的深度与第一分凹槽2111的深度比为1.2~1.5。进一步地，还可以在第二分凹槽2112的底部方向进一步开设第三分凹槽2113，甚至可以进一步开设更多的分凹槽。第二分凹槽2112的深度与第三分凹槽2113的深度比为1.2~1.5。第一分凹槽2111、第二分凹槽2112、第三分凹槽2113对应设置的第二密封圈170分别为密封圈16、15、14，其作用均是密封水，凹槽的形状可以采用易于加工以及固定密封圈的梯形槽，第二分凹槽2112的深度大于其相邻的第一分凹槽2111、第三分凹槽2113的有益效果在于，可以对光整介质的流体相实现分级可靠地密封，第一分凹槽2111实现初步密封，而第二分凹槽2112实现完全密封，而第三分凹槽2113实现保险密封。

继续参考图3所示的，在一些实施例中，缸体18的缸壁具有涂层，所述涂层的厚度为50μm～220μm、硬度为1500HV～2200HV，材料为氧化物、碳化物、硼化物和氮化物陶瓷的一种或组合。其有益效果在于，保证密封效果的可靠。其原理在于，发明人发现，在装置的运行过程中，由于流体相和磨粒固体相两相流高速运动过程中，磨粒会夹杂在密封圈和缸体的夹缝中对缸壁产生摩擦，缸壁一但被摩擦出划痕将引起密封系统彻底失效及流体相泄露，因此缸壁一定要坚硬。实现以上介绍的涂层的工艺可以是通过特质缸体内腔火焰喷涂WC涂层解决缸壁耐磨性。缸体火焰喷涂WC涂层具体成分为：WC粉末粒径15~100μm，WC粉末含量>85%，钼粉含量1%~4%、硅粉含量1%~5%、硼粉含量1~5%，火焰喷涂烧结后在WC涂层中形成钼硅硼合金相，钼硅硼合金具有较低的摩擦系数，同时掺杂在WC涂层中作为强化相提高WC涂层的强度和硬度。喷涂时粒子温度<1500摄氏度，低温下降低缸体受热后热变形量并保证最终缸体尺寸精度，喷距10mm~50mm，较小的喷距保证涂层结合力>100MPa。在一些实施例中，涂层的表面的粗糙度为Ra0.05μm～0.4μm，缸体圆度≤100μm和圆柱度≤200μm，缸体的直径为100mm~400mm，以防止活塞与缸体相对运动发生侧倾力而损伤涂层导致剥离，进一步保证密封系统的寿命和密封效果的可靠。实现该效果的工艺可以是涂层进行表面珩磨，珩磨刀具采用氧化锆陶瓷刀具，珩磨转速<80转/min，较低转速保证珩磨过程涂层不会剥离、崩口及脱落。

继续参考图2所示的，光整装置10还可以包括诊断装置，诊断装置具有流速和/或流量传感器，以及压力传感器，用于感测光整介质的流速和/或流量，以及压力，从而诊断光整过程的状态。传感器设置于工件34的上游端较近距离即可，其原理在于，发明人发现，若光整工艺进行正常，微细内流道上游端光整介质的流速/流量/压力只会受到内流道构型和内流道表面质量的影响。内流道自身流阻、流量会产生反作用力直接作用在上游端流速/流量/压力。内流道下游端比内流道截面积大，因此抛光介质从内流道流出后对下游端处于“空载”自由流动状态，内流道下游端不会对上游端流速/流量/压力产生影响。因此只需要测量上游端的进口速度的变化就可以反映内流道的加工质量。

压力传感器包括采用高灵敏度压电式石英传感器28及高分辨率的多路数据采集装置27实时监测多个端口的压力计29数据，完整记录精整过程中准静态和高动态压力过程，从而获取每个流道内精确的流阻数据，保证最优的精整效果。流速和/或流量传感器包括流速流量计24、流速流量压电传感器25、流速流量数据采集器26，采用超声波测量原理，基于多普勒法原理的超声波流量计同步多个端口的流速流量。超声波为非接触式测量，能够完全避免两相流对流速流量计的损伤，大大提高整体系统响应灵敏度，获得最优的精整时间。

本发明虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种光整装置，其特征在于，包括：

推力系统；

密封系统，包括活塞、与所述活塞配合的缸体，用于容纳进行光整加工的光整介质，所述推力系统与所述活塞的一端连通，对所述密封系统提供驱动力，以推动所述光整介质从所述缸体的出口端输出；

输送管路系统，所述输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的端口，所述输送管路系统的上游端与所述密封系统的出口端连接，下游端用于输出光整介质进行内流道工件的光整；

回收系统，包括回收容器、回收管路、回流管路、动力组件、以及控制阀组件，所述控制阀组件包括第一阀、第二阀；所述回收容器通过所述回收管路连通所述工件，通过所述回流管路连通所述密封系统；所述第一阀与所述密封系统以及低压力环境配合，所述第二阀位于所述回流管路，与所述回收容器以及所述密封系统配合，所述动力组件与所述回收容器连通，能够对所述回收容器提供动力，使得所述回收容器中的光整介质回流到所述缸体中；

其中，所述活塞从顶部至底部至少具有第一凹槽、第二凹槽，所述密封系统还包括位于所述活塞与缸体之间的密封圈，包括设置于所述第一凹槽的第一密封圈，以及设置于所述第二凹槽的第二密封圈，所述活塞与缸体在径向之间的间隙为1mm~2.5mm；

所述第一凹槽为分体式结构，所述活塞的顶面为平面，其上可拆卸地设置盖板，所述盖板的外围具有斜面，所述斜面与所述活塞的顶面形成单边斜槽，构成所述第一凹槽；所述第二凹槽于所述活塞的侧壁开设；所述第一密封圈的材料为硬质材料，所述第二密封圈的材料为软质材料。

2.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述第一阀为喷挡阀，所述光整装设备有第一状态以及第二状态，其中：

在所述第一状态，所述密封系统向所述输送管路系统输送光整介质，所述密封系统容纳的光整介质作用于所述喷挡阀的喷嘴使得所述喷挡阀关闭，并且所述第二阀关闭；

在所述第二状态，所述密封系统停止向所述输送管路系统输送光整介质，所述密封系统容纳的光整介质停止作用于所述喷挡阀的喷嘴，使得所述喷挡阀开启，所述密封系统与外界的低压力环境连通，并且所述第二阀开启，所述动力组件对所述回收容器施加压力至第一压力，使得所述回收容器与所述密封系统之间具有所述第一压力与所述外界的低压力环境的压力差。

3.如权利要求2所述的光整装置，其特征在于，所述第二阀为电磁阀，所述控制阀组件还包括感应器，所述感应器用于感测回收容器的光整介质的质量，所述电磁阀根据所述感应器感测的质量结果开启或关闭。

4.如权利要求3所述的光整装置，其特征在于，所述感应器为重力感应器，所述回收容器的高度高于所述密封系统的高度。

5.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述回收容器为透明容器，其容纳的光整介质为外部可视的。

6.如权利要求5所述的光整装置，其特征在于，所述回收容器的容器壁具有容积刻度线。

7.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述回收容器设置有温度计或黏度计。

8.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，还包括诊断装置，所述诊断装置具有流速和/或流量传感器，以及压力传感器，用于感测光整介质的流速和/或流量，以及压力。

9.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述第一密封圈的材料满足：弯曲模量1.9GPa~3.6GPa，伸长率60%~120%，努氏硬度90HK ~ 100HK；所述第二密封圈的材料满足：弯曲模量0.2GPa~0.25GPa，伸长率300%~380%，弯曲强度80MPa~100MPa。

10.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述光整介质包括液体相以及固体相，所述液体相黏度<1000cP，所述固体相包括磨粒，进行光整的工件为微细内流道件，口径小于或等于3mm以及长径比大于或等于50:1。

11.一种内流道件的光整方法，其特征在于，采用如权利要求1-10任意一项所述的光整装置，所述光整介质包括液体相以及固体相，所述液体相黏度<1000cP，所述固体相包括磨粒，进行光整的工件为微细内流道件，微细内流道的口径小于或等于3mm以及长径比大于或等于50:1，所述光整装置的所述推力系统对所述光整介质施加预定压力，使得所述光整介质在微细内流道内以>5m/s的流速流动，并且所述光整介质在所述微细内流道的一端流入其内部的流量达到所述微细内流道的口径所能容纳流量的饱和值，使内流道内部的液压力处于憋压状态。

Images