CN215748655U - 浆液磨料水射流自动比例加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浆液磨料水射流自动比例加料装置，包括水砂搅拌桶、自动加砂装置和自动加水装置，水砂搅拌桶顶部设有桶盖，自动加砂装置设置在桶盖上，桶盖上设有下料口，自动加砂装置的出砂口开口朝下与下料口上下对应，自动加水装置的出水口与水砂搅拌桶上侧部连接。本实用新型结构简单，便于制造和安装，节省了磨料水射流过程加砂的工序，且操作简单，易于实现自动化控制，施工效率大大提升。在加砂过程中采用螺旋输送的方式进行磨料砂的输送，输送速度保持恒定，调节转速即可调节输送速度，同时也有效避免因水溅入储砂料斗中造成水砂混合物固结在储砂料斗中。

Description

浆液磨料水射流自动比例加料装置

技术领域

本实用新型属于磨料水射流技术领域，具体涉及一种浆液磨料水射流自动比例加料装置。

背景技术

磨料水射流目前被广泛应于石油、煤炭、机械等行业。实用新型专利（授权公告号CN 210099766 U、CN 210099783 U）和实用新型专利（申请号201904867884、2019104867992）解决了水射流中磨料的连续加入问题（此技术又称为浆液磨料水射流），此技术又称为浆液磨料水射流。目前为止，浆液磨料水射流中的磨料通常采用人工进行加砂，因工人劳动量大，且加砂时不均匀，加砂比例误差较大，导致水砂混合浆液比例不稳定，故在实际应用时造成水射流切割效果下降。因此，亟需设计一种新型的浆液磨料自动比例加料装置来确保水砂混合比例在水射流作业过程中保持一致，减少人工劳动，从而提高应用效果。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种方便操作、自动化程度高的浆液磨料水射流自动比例加料装置，其运行时保证加砂的连续且均匀，以保证磨料水射流的稳定效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：浆液磨料水射流自动比例加料装置，包括水砂搅拌桶、自动加砂装置和自动加水装置，水砂搅拌桶顶部设有桶盖，自动加砂装置设置在桶盖上，桶盖上设有下料口，自动加砂装置的出砂口开口朝下与下料口上下对应，自动加水装置的出水口与水砂搅拌桶上侧部连接。

水砂搅拌桶底部设有底架，底架底部设有支撑轮，水砂搅拌桶内设有顶部敞口的桶状过滤网，桶状过滤网上端口设有支撑环，支撑环外径大于桶状过滤网，桶状过滤网外径等于下料口直径，桶状过滤网穿过下料口伸入到水砂搅拌桶内，支撑环下表面与桶盖上表面接触。

自动加砂装置包括设置在桶盖上的支架,支架上自左向右依次设有变速箱、左轴承座、导料筒和右轴承座,导料筒水平设置,导料筒顶部设有储砂料斗, 储砂料斗呈上大下小的四棱锥壳体结构,导料筒顶部开设有与储砂料斗下端口连通的矩形开口，所述的出砂口开设在导料筒右侧底部，出砂口连接有竖向设置的导料管，导料管下端伸入到桶状过滤网上端口内，导料筒内同轴向设有驱动轴，驱动轴外圆周设有螺旋叶片，驱动轴左右两端分别通过轴承转动连接在左轴承座和右轴承座内，驱动轴左端与变速箱的动力输出轴同轴向传动连接，变速箱的动力输入轴传动连接有液压马达。

自动加水装置包括水泵、注水管和水流控制阀，水砂搅拌桶上侧部设有管接头，注水管的出水口与管接头连接，水流控制阀设置在管接头上，水泵设置在注水管的进水口处。

底架上设有液压泵，液压泵的进水口通过砂浆管与水砂搅拌桶底部连接，液压泵的出水口连接三通管，三通管的第一个出口有浆液射流管，浆液射流管上设有增压泵，三通管的第二个出口设有调节阀并连接有砂浆回流管，砂浆回流管的出口与水砂搅拌桶上侧部连接。

采用上述技术方案，在磨料水射流工作过程中，应能够连续的按比例向水砂搅拌桶内加水、加砂，如果使用专人在磨料水射流运行过程装砂，一是加砂比例不好控制，二是增加劳动人员。本实用新型主要是解决磨料水射流运行过程中，自动地按要求定量加砂和加水。

自动加砂装置的储砂料斗采用钢板或聚乙烯板材料制作，储砂料斗根据磨料水射流单位时间用砂量进行计算确定。导料筒内部设置驱动轴，驱动轴外圆设置螺旋叶片，储砂料斗内部盛装细粒度的磨料砂，在工作时由液压马达带动变速箱，变速箱带动驱动轴旋转，驱动轴上的螺旋叶片可将储砂料斗内的磨料砂在导料筒内向右输送，最后由出料口向下落到导料管，再由导料管落入到桶状过滤网内，细粒度的磨料砂穿过桶状过滤网的网孔进入到水砂搅拌桶内，与此同时，水泵将干净的清水通过注水管注入到水砂搅拌桶内，管接口可临近桶状过滤网，清水通过管接头射向桶状过滤网，这样可将桶状过滤网内部的磨料砂向外冲，提高磨料砂与清水的混合效率。可通过调节液压马达转速即可调节加砂量，为了避免因液压马达转速过快，故在液压马达下装设变速箱降低液压马达带动驱动轴旋转的速度，防止加砂时过快造成砂的比例过大影响切割效果，同时避免浪费；可通过调节水流控制阀来调节向水砂搅拌桶内的加水量，在相同时间内的加水量和加砂量即为水砂比。

驱动轴上的螺旋叶片之间形成的螺旋槽作为输送磨料砂的主要通道，螺旋槽深度、螺旋叶片的间距可根据实际情况适当选择，实现匀速旋转保持输送磨料砂的均匀度。采用螺旋叶片旋转输送磨料砂可以避免因砂与水混合粘结在储砂料斗周边的壁上或者结块无法正常输送的情况发生。

水砂搅拌桶内的搅拌装置将清水和磨料砂搅拌均匀后，液压泵通过砂浆管将磨料浆液抽出，通过浆液射流管送入工作部位的高压喷头，浆液射流管上的增压泵进一步对磨料浆液增压以提升水射流效果。由于液压泵的泵液压力大会导致抽出磨料浆液多于实际需要，此时可打开调节阀，多余的磨料浆液通过砂浆回流管对流到水砂搅拌桶内。

桶状过滤网用于过滤磨料砂内的较大颗粒或在煤矿井下落入到储砂料斗内的大颗粒杂质，以避免混入磨料浆液而堵塞工作部位的高压喷头。当桶状过滤网内的大颗粒杂质较多时，需要将桶状过滤网从水砂搅拌桶内取出这样就可以将自动加砂装置从桶盖上挪开（支架与桶盖之间通过螺栓连接），向上提支撑环，将整个桶状过滤网取出，最后将大颗粒杂质倒出后再将桶状过滤网安装到下料口内。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型结构简单，便于制造和安装，制造成本低，使用过程中支撑轮可以方便移动。

（2）本实用新型节省了磨料水射流过程加砂的工序，且操作简单，易于实现自动化控制，施工效率大大提升。

（3）本实用新型在加砂过程中采用螺旋输送的方式进行磨料砂的输送，输送速度保持恒定，调节转速即可调节输送速度，同时也有效避免因水溅入储砂料斗中造成水砂混合物固结在储砂料斗中。

（4）本实用新型中加水和加砂的比例方便调节，以适应不同作业需求。实际作业时加砂工序至少可以减少一个加砂的人员，磨料水射流在使用中环境一般较为恶劣，尤其是在煤矿巷道中设备杂乱，减少相应的操作人员即降低事故发生的可能性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中自动加砂装置的结构示意图；

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型的浆液磨料水射流自动比例加料装置，包括水砂搅拌桶1、自动加砂装置2和自动加水装置，水砂搅拌桶1顶部设有桶盖3，自动加砂装置2设置在桶盖3上，桶盖3上设有下料口4，自动加砂装置2的出砂口16开口朝下与下料口4上下对应，自动加水装置的出水口与水砂搅拌桶1上侧部连接。

水砂搅拌桶1底部设有底架5，底架5底部设有支撑轮6，水砂搅拌桶1内设有顶部敞口的桶状过滤网7，桶状过滤网7上端口设有支撑环8，支撑环8外径大于桶状过滤网7，桶状过滤网7外径等于下料口4直径，桶状过滤网7穿过下料口4伸入到水砂搅拌桶1内，支撑环8下表面与桶盖3上表面接触。

自动加砂装置2包括设置在桶盖3上的支架9,支架9上自左向右依次设有变速箱10、左轴承座11、导料筒12和右轴承座13,导料筒12水平设置,导料筒12顶部设有储砂料斗14, 储砂料斗14呈上大下小的四棱锥壳体结构,导料筒12顶部开设有与储砂料斗14下端口连通的矩形开口15，所述的出砂口16开设在导料筒12右侧底部，出砂口16连接有竖向设置的导料管17，导料管17下端伸入到桶状过滤网7上端口内，导料筒12内同轴向设有驱动轴18，驱动轴18外圆周设有螺旋叶片19，驱动轴18左右两端分别通过轴承转动连接在左轴承座11和右轴承座13内，驱动轴18左端与变速箱10的动力输出轴同轴向传动连接，变速箱10的动力输入轴传动连接有液压马达20。

自动加水装置包括水泵21、注水管22和水流控制阀23，水砂搅拌桶1上侧部设有管接头24，注水管22的出水口与管接头24连接，水流控制阀23设置在管接头24上，水泵21设置在注水管22的进水口处。

底架5上设有液压泵25，液压泵25的进水口通过砂浆管与水砂搅拌桶1底部连接，液压泵25的出水口连接三通管，三通管的第一个出口有浆液射流管26，浆液射流管26上设有增压泵27，三通管的第二个出口设有调节阀28并连接有砂浆回流管29，砂浆回流管29的出口与水砂搅拌桶1上侧部连接。

在磨料水射流工作过程中，应能够连续的按比例向水砂搅拌桶1内加水、加砂，如果使用专人在磨料水射流运行过程装砂，一是加砂比例不好控制，二是增加劳动人员。本实用新型主要是解决磨料水射流运行过程中，自动地按要求定量加砂和加水。

自动加砂装置2的储砂料斗14采用钢板或聚乙烯板材料制作，储砂料斗14根据磨料水射流单位时间用砂量进行计算确定。导料筒12内部设置驱动轴18，驱动轴18外圆设置螺旋叶片19，储砂料斗14内部盛装细粒度的磨料砂，在工作时由液压马达20带动变速箱10，变速箱10带动驱动轴18旋转，驱动轴18上的螺旋叶片19可将储砂料斗14内的磨料砂在导料筒12内向右输送，最后由出料口向下落到导料管17，再由导料管17落入到桶状过滤网7内，细粒度的磨料砂穿过桶状过滤网7的网孔进入到水砂搅拌桶1内，与此同时，水泵21将干净的清水通过注水管22注入到水砂搅拌桶1内，管接口可临近桶状过滤网7，清水通过管接头24射向桶状过滤网7，这样可将桶状过滤网7内部的磨料砂向外冲，提高磨料砂与清水的混合效率。可通过调节液压马达20转速即可调节加砂量，为了避免因液压马达20转速过快，故在液压马达20下装设变速箱10降低液压马达20带动驱动轴18旋转的速度，防止加砂时过快造成砂的比例过大影响切割效果，同时避免浪费；可通过调节水流控制阀23来调节向水砂搅拌桶1内的加水量，在相同时间内的加水量和加砂量即为水砂比。

驱动轴18上的螺旋叶片19之间形成的螺旋槽作为输送磨料砂的主要通道，螺旋槽深度、螺旋叶片19的间距可根据实际情况适当选择，实现匀速旋转保持输送磨料砂的均匀度。采用螺旋叶片19旋转输送磨料砂可以避免因砂与水混合粘结在储砂料斗14周边的壁上或者结块无法正常输送的情况发生。

水砂搅拌桶1内的搅拌装置将清水和磨料砂搅拌均匀后，液压泵25通过砂浆管将磨料浆液抽出，通过浆液射流管26送入工作部位的高压喷头，浆液射流管26上的增压泵27进一步对磨料浆液增压以提升水射流效果。由于液压泵25的泵液压力大会导致抽出磨料浆液多于实际需要，此时可打开调节阀28，多余的磨料浆液通过砂浆回流管29对流到水砂搅拌桶1内。

桶状过滤网7用于过滤磨料砂内的较大颗粒或在煤矿井下落入到储砂料斗14内的大颗粒杂质，以避免混入磨料浆液而堵塞工作部位的高压喷头。当桶状过滤网7内的大颗粒杂质较多时，需要将桶状过滤网7从水砂搅拌桶1内取出这样就可以将自动加砂装置2从桶盖3上挪开（支架9与桶盖3之间通过螺栓连接），向上提支撑环8，将整个桶状过滤网7取出，最后将大颗粒杂质倒出后再将桶状过滤网7安装到下料口4内。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.浆液磨料水射流自动比例加料装置，其特征在于：包括水砂搅拌桶、自动加砂装置和自动加水装置，水砂搅拌桶顶部设有桶盖，自动加砂装置设置在桶盖上，桶盖上设有下料口，自动加砂装置的出砂口开口朝下与下料口上下对应，自动加水装置的出水口与水砂搅拌桶上侧部连接。

2.根据权利要求1所述的浆液磨料水射流自动比例加料装置，其特征在于：水砂搅拌桶底部设有底架，底架底部设有支撑轮，水砂搅拌桶内设有顶部敞口的桶状过滤网，桶状过滤网上端口设有支撑环，支撑环外径大于桶状过滤网，桶状过滤网外径等于下料口直径，桶状过滤网穿过下料口伸入到水砂搅拌桶内，支撑环下表面与桶盖上表面接触。

3.根据权利要求2所述的浆液磨料水射流自动比例加料装置，其特征在于：自动加砂装置包括设置在桶盖上的支架,支架上自左向右依次设有变速箱、左轴承座、导料筒和右轴承座,导料筒水平设置,导料筒顶部设有储砂料斗, 储砂料斗呈上大下小的四棱锥壳体结构,导料筒顶部开设有与储砂料斗下端口连通的矩形开口，所述的出砂口开设在导料筒右侧底部，出砂口连接有竖向设置的导料管，导料管下端伸入到桶状过滤网上端口内，导料筒内同轴向设有驱动轴，驱动轴外圆周设有螺旋叶片，驱动轴左右两端分别通过轴承转动连接在左轴承座和右轴承座内，驱动轴左端与变速箱的动力输出轴同轴向传动连接，变速箱的动力输入轴传动连接有液压马达。

4.根据权利要1或2或3所述的浆液磨料水射流自动比例加料装置，其特征在于：自动加水装置包括水泵、注水管和水流控制阀，水砂搅拌桶上侧部设有管接头，注水管的出水口与管接头连接，水流控制阀设置在管接头上，水泵设置在注水管的进水口处。

5.根据权利要1所述的浆液磨料水射流自动比例加料装置，其特征在于：底架上设有液压泵，液压泵的进水口通过砂浆管与水砂搅拌桶底部连接，液压泵的出水口连接三通管，三通管的第一个出口有浆液射流管，浆液射流管上设有增压泵，三通管的第二个出口设有调节阀并连接有砂浆回流管，砂浆回流管的出口与水砂搅拌桶上侧部连接。

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