CN204673480U - 吸盘式磨料水射流切割执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种吸盘式磨料水射流切割执行机构，属于用于产生磨料喷流的设备或附件技术领域，主要用于解决立面和曲面设备无法开孔、不便于拆卸和携带的问题。包括固定支撑部分和旋转喷射部分，所述固定支撑部分包括支承盘、脚支架和吸盘，脚支架可以拆卸，便于携带，吸盘可以吸附在立面和曲面设备的表面，旋转喷射部分包括横向转臂和磨料喷嘴，磨料喷嘴侧面带有防护罩和滚轮，可以沿着设备表面进行旋转喷射切割。本实用新型的用途是对可燃气体场所的油罐、容器、反应釜等设备的切割开孔作业，特别是能对有一定曲率的曲面罐壁进行有效开孔，以便对设备进行检修。

Description

吸盘式磨料水射流切割执行机构

技术领域

本实用新型涉及一种吸盘式磨料水射流切割执行机构，属于用于产生磨料喷流的设备或附件技术领域。

背景技术

目前的磨料喷流设备具有切割时无味、无气体产生、无火花、加工安全、振动小、噪音低等特点，因此，特别适用于石油天然气领域等火灾爆炸环境中的切割作业。目前，国内相继出现了一些采用磨料水射流技术的切割工具，能够对石材、陶瓷和钢材等进行有效切割，但专门针对石油天然气领域的油罐、容器、反应釜等设备进行开孔作业的设备还很少，且最多只能进行平面切割，对油罐、容器、反应釜等设备的立面、曲面没有简单有效的切割执行机构。

实用新型专利“输油气管线磨料水射流自动开马鞍孔装置”(申请号201110173529.X)，阐述了一种利用磨料射流技术能够针对输油气管线自动开马鞍孔的装置，但该装置仅仅针对管道设置，对体积较大的油罐、容器、反应釜等设备无法开孔。

实用新型专利“一种开孔器”(CN203031675U)，阐述了一种便携式开孔器，该开孔器包括法兰盘、横向支臂和四个支腿，四个支腿可以两两合拢，便于贮存和运输。该开孔器横向支臂只能沿径向平面转动，不能轴向运动，因此，对油罐等凸面罐壁开孔不能提供有效的解决方案，且四个支腿只是两两合拢，不可拆卸，便携功能体现不充分。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有磨料喷流设备存在的上述缺陷，提出了一种吸盘式磨料水射流切割执行机构，该装置结构简单、可拆卸、携带使用便捷，适用于在可燃气体场所的油罐、容器、反应釜等设备的切割开孔作业，特别是能对有一定曲率的曲面罐壁进行有效开孔，以便对设备进行检修。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种吸盘式磨料水射流切割执行机构，包括固定支撑部分和旋转喷射部分，所述旋转喷射部分包括依次同轴连接的步进电机、轴套、转轴、弹簧、弹簧下挡片、连接支座和螺帽，所述固定支撑部分包括支承盘、脚支架和吸盘，所述支承盘外沿连接四条脚支架，脚支架下端与吸盘相连接；所述旋转喷射部分还包括横向转臂和磨料喷嘴，磨料喷嘴通过横向转臂与连接支座相连接；所述磨料喷嘴上部设置有喷嘴入口，磨料喷嘴底部设置有喷嘴出口，磨料喷嘴侧面带有防护罩和滚轮。

所述支承盘中部有一轴孔，外沿交错均布有螺孔和通孔，所述脚支架通过蝴蝶螺栓固定在支承盘的一组螺孔上；所述步进电机和轴套，分别通过螺栓同轴固定在支承盘上下两端的通孔上；所述吸盘为强磁铁或真空吸盘，保证脚支架能牢固的吸附于被切割物体表面；所述轴套和转轴之间设置有至少一组圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷；所述转轴的长度是15～40mm，上部有一弹簧挡片，中部有一方形键槽，尾部有螺纹；所述连接支座有水平和铅垂两个轴孔，铅垂轴孔内有凸键，与转轴中部方形键槽配合连接；所述横向转臂上有刻度，根据待切割孔径大小进行调整横向转臂与转轴之间的距离；磨料喷嘴采用前混式磨料射流喷嘴或后混式磨料射流喷嘴；所述滚轮底部与喷嘴出口的纵向距离是2～5mm，且纵向距离可调节，从而保证喷嘴既不会离物体太近导致喷嘴堵塞，也不会太远导致切割力度不够。

本实用新型的有益效果是：

(1)该吸盘式磨料水射流切割执行机构，喷嘴在径向转动的同时能进行轴向位移，保持磨料水射流喷嘴出口与切割表面间距离的恒定，确保对曲面罐壁的均匀切割，增强了磨料射流切割的适用范围；

(2)该吸盘式磨料水射流切割执行机构，采用步进电机控制切割转速，保证了切割均匀效果；

(3)该吸盘式磨料水射流切割执行机构，横向转臂上有刻度，方便调节开孔直径大小；

(4)该吸盘式磨料水射流切割执行机构，步进电机、轴套、脚支架、吸盘可拆卸，便携性好。

附图说明

图1是本实用新型无脚支架的立体图；

图2是本实用新型无脚支架的主视图；

图3是本实用新型无脚支架的左视图；

图4是本实用新型无脚支架的俯视图；

图5是本实用新型的转轴示意图；

图6是本实用新型有脚支架的立体图；

图7是本实用新型有脚支架的主视图；

图8是本实用新型有脚支架的左视图；

图9是本实用新型有脚支架的俯视图。

图中：1固定支撑部分；11支撑盘；111螺孔；112通孔；113轴孔；12脚支架；121螺 栓；13吸盘；2旋转喷射部分；21步进电机；22轴套；23转轴；231方形键槽；24弹簧；25弹簧挡片；26连接支座；27螺帽；28横向转臂；29磨料喷嘴；291防护罩；292滚轮；293喷嘴入口；294喷嘴出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

如图1至图3所示，本实用新型所述的吸盘式磨料水射流切割执行机构无脚支架12的示意图，在支撑盘11的上部设置有步进电机21，步进电机21为整体切割执行机构提供动力，保证支撑盘11下部的转轴23能快速旋转，从而带动其下部连接支座26延展出来的磨料喷嘴29能对待切割物体进行整圆切割。步进电机21通过支撑盘11下部轴套22跟转轴23相连。转轴23上设置有弹簧24，弹簧24通过转轴23的上下两侧的弹簧挡片25进行固定，上侧弹簧挡片25是固定在转轴23上的，如图5所示，下侧的弹簧挡片25是活动的，可以随着弹簧24进行上下移动。在下侧弹簧挡片25与螺帽27之间新增连接支座26，该连接支座26包括与转轴23相配合的铅垂轴孔和跟横向转臂28相配合的水平轴孔，其中横向转臂28贯穿连接支座26与转轴23的方形键槽231，方形键槽231位于转轴23的弹簧挡片25和螺帽27之间。横向转臂28除了一端与连接支座26相连之外，另一端连接本实用新型的主要执行喷射的机构磨料喷嘴29。磨料喷嘴29是空心圆柱，上端设置有磨料的喷嘴入口293，下端设有喷嘴出口294，在磨料喷嘴29的下部侧壁上设置有防护罩291，该防护罩291的作用是保护磨料喷嘴29不会受到外界的污染和堵塞，同时为滚轮292提供物理支撑。滚轮292设置在防护罩291的下端，滚轮292沿待切割物体外表面进行圆周转动，滚轮292的目的是保证磨料喷嘴29能沿着物体表面以相同的距离进行切割，这个相同的距离就是滚轮292与喷嘴出口294的纵向距离，该纵向距离设置为2～5mm，在该范围内，磨料喷嘴29能发挥出最大的切割效果，太近了容易将切割后的碎屑堵塞磨料喷嘴29；太远了切割力度不够，导致效果太差。并且滚轮292跟喷嘴出口294的距离可上下调整。

当步进电机21开始动作后，带动转轴23旋转，从而驱使与转轴23间接相连的磨料喷嘴29进行圆周旋转。磨料喷嘴29沿待切割物体表面进行X轴和Y轴转动时，会遇到Z轴方向上的凹凸不平的情况，因此需要弹簧24进行Z轴方向的调整，为了保证切割的深度一致，专门设置有滚轮292，滚轮292可以保证磨料喷嘴29沿着物体表面以相同的距离进行切割。遇到凹凸不平的情况，连接支座26会将Z轴需要调整的距离反馈给转轴23的下部弹簧挡片25，通过压缩或者拉伸弹簧挡片25之间的弹簧24，保证了Z轴切割的平稳性。

实施例2

如图4所示，本实用新型无脚支架12的俯视图，支撑盘11上沿边缘依次设置有脚支架12的螺孔111，每组螺孔111有两个，用螺栓121对脚支架12进行固定。图4中共有8个螺孔111，分为四组，因此可以设置四条脚支架12。在支撑盘11上，除了螺孔111之外，还设置有通孔112，通孔112的目的是为了放置脚支架12的吸附力度不够时，可以采用绳索贯穿通孔112，对整体机构进行绑定，增加机构的牢固性。在支撑盘11的中心轴处，还设置有与转轴23相配合的转轴孔，该孔为圆形，如图1所述。从图4也可以看到磨料喷嘴29是空心管状，该装置的喷嘴入口293位于磨料喷嘴29的顶部，横向转臂28通过螺栓121固定在磨料喷嘴29的侧壁上。图4给出的旋转半径大于支撑盘11的半径，旋转喷射部分2旋转的半径可以根据开孔的大小对横向转臂28跟转轴23之间的距离进行调节，横向转臂28上面的还设置有刻度，可以更加精确地控制开孔的半径。

实施例3

如图5所示，本实用新型的转轴23的示意图，转轴23包括带有方形键槽231的圆柱形轴杆，在轴杆上端设置有弹簧挡片25，在轴杆下端设置有螺纹，该螺纹可以与螺帽27相配合。在弹簧挡片25和螺帽27之间，需要根据需要依次增加弹簧24、下部弹簧挡片25、连接支座26。其中连接支座26的水平轴孔与横向转臂28相配合，横向转臂28的一端为方形，可以嵌入转轴23的方形键槽231内部。从而保证了在连接支座26进行Z轴运动过程中，横向转臂28依然能与转轴23之间进行同步转动。横向转臂28带动磨料喷嘴29进行Z轴移动的距离是方形键槽231的长度范围。其中转轴23的长度是15～40mm。在转轴23与轴套22之间的空间是用于设置两个圆锥滚子轴承，其目的是为了使转轴23在高速旋转过程中保证转轴23可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷，避免轴承23因高速旋转发生变形扭曲，甚至折断的情况发生。

实施例4

如图6至图8所示，本实用新型带有脚支架12的示意图，在支撑盘11的外沿平均分布四个脚支架12，其中相邻的脚支架12之间间隔90°。需要说明的是，脚支架12的数量可以是随意选择的，根据吸附的物体表面的力度进行调整，不限于只采用四个。支撑盘11的螺孔111的数量根据需要的脚支架12的数量进行设计，有多种选择。其中通孔112的数量也根据需要绑定的绳索的数量进行调整。图中，固定支撑部分1包括不活动的支撑盘11、脚支架12和位于脚支架底部的吸盘13。固定支撑部分1是对机械整体起到支撑的作用，保证旋转喷射部分2能够在快速旋转喷射磨料的时候保持稳定。所述吸盘13吸附到待切割物体的表面，采 用强磁铁或真空吸盘，并且吸盘13与脚支架12之间设有活动连接部分，对于凹凸不平的表面进行最大角度的固定吸附。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种吸盘式磨料水射流切割执行机构，包括固定支撑部分(1)和旋转喷射部分(2)，所述旋转喷射部分(2)包括依次同轴连接的步进电机(21)、轴套(22)、转轴(23)、弹簧(24)、弹簧挡片(25)、连接支座(26)和螺帽(27)，其特征在于：所述固定支撑部分(1)包括支承盘(11)、脚支架(12)和吸盘(13)，所述支承盘(11)外沿连接四条脚支架(12)，脚支架(12)下端与吸盘(13)相连接；所述旋转喷射部分(2)还包括横向转臂(28)和磨料喷嘴(29)，磨料喷嘴(29)通过横向转臂(28)与连接支座(26)相连接；所述磨料喷嘴(29)上部设置有喷嘴入口(293)，磨料喷嘴(29)底部设置有喷嘴出口(294)，磨料喷嘴(29)侧面带有防护罩(291)和滚轮(292)。

2.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述支承盘(11)中部有一轴孔(113)，外沿交错均布有螺孔(111)和通孔(112)，所述脚支架(12)通过蝴蝶螺栓(121)固定在支承盘(11)的4组螺孔(111)上；所述步进电机(21)和轴套(22)，分别通过螺栓同轴固定在支承盘(11)上下两端的通孔(112)上。

3.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述吸盘(13)为强磁铁或真空吸盘。

4.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述轴套(22)和转轴(23)之间设置有至少一组圆锥滚子轴承。

5.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述转轴(23)的长度是15～40mm，上部有一弹簧(24)，中部有一方形键槽(231)，尾部有螺纹。

6.根据权利要求1或5所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述连接支座(26)有水平和铅垂两个轴孔(113)，铅垂轴孔(113)内有凸键，与转轴(23)中部方形键槽(231)配合连接。

7.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述横向转臂(28)上有刻度。

8.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：磨料喷嘴(29)采用前混式磨料射流喷嘴或后混式磨料射流喷嘴。

9.根据权利要求1所述吸盘式磨料水射流切割执行机构，其特征在于：所述滚轮(292)底部与喷嘴出口(294)的纵向距离是2～5mm，且纵向距离可调节。