EA011058B1

EA011058B1 - Устройство для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии

Info

Publication number: EA011058B1
Application number: EA200701524A
Authority: EA
Inventors: Чженгсаи Чжоу
Original assignee: Чженгсаи Чжоу
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2008-12-30
Also published as: BRPI0519448A2; EP1857225A1; US7980919B2; JP2008526539A; WO2006076827A1; US20080299876A1; EA200701524A1; AU2005325631A1

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии. Это устройство содержит цилиндр, в котором разграничены часть для гидравлического вещества и часть для суспензии, герметично отделенные друг от друга, причем часть для гидравлического вещества и часть для суспензии имеют каналы для впуска и выпуска гидравлического вещества или суспензии соответственно; систему подачи гидравлического вещества, которая соединена с канатом цилиндра для впуска и выпуска гидравлического вещества через трубу для масла; систему выброса струи суспензии, которая соединена с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; причем указанный цилиндр содержит герметичную диафрагму для разделения части для гидравлического вещества и части для суспензии. Трение между диафрагмой и корпусом становится незначительным, поскольку суспензия выбрасывается из сопла путем использования трансформации диафрагмы. Таким образом срок службы указанного устройства становится более длительным. Кроме того, если диафрагма сломается в результате длительного использования, необходимо всего лишь заменить диафрагму. Нет необходимости заменять весь цилиндр. Таким образом, стоимость производства снижается.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, используемому для резки материала, а также к устройству для выброса струи воды под высоким давлением, главным образом к усовершенствованному устройству для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии.

Уровень техники

В настоящее время в случае резки какого-либо твердого материала используется высокое давление для подачи суспензии, содержащей в себе смесь воды и песка, в устройство для резки, чтобы обеспечить выброс этой суспензии на высокой скорости с целью осуществления резки.

Обычное устройство для резки, например устройство для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, указано в публикации о технологии применения водяной струи под высоким давлением (8йепдхюпд Хие с1 а1., Нщ11 Ргеккиге \Уа1сг Лс1 Тесйпо1оду апб Нк Лррйсабоп, СЫпа МасЫпе Ргекк, 1998.8). Как показано на фиг. 1, это устройство содержит резервуар 1 для смазочного масла для гидравлических систем, канал подвода высокого давления 3, состоящий из насоса высокого давления 2, канала 4 для возврата масла, электромагнитного переключающего клапана 5, соединенного с каналом подвода высокого давления 3 и каналом 4 для возврата масла, два гидравлических цилиндра 6, параллельно соединенных в своей верхней части с электромагнитным переключающим клапаном 5, гидравлический цилиндр 6, образованный блоком цилиндров 7 и поршнем 8, который разделяет блок цилиндров 7 на две герметичные полости. Нижняя часть гидравлического цилиндра 6 соединяет канал 9 подачи суспензии, который содержит резервуар 10 для суспензии и диафрагменный насос 11, и соединяется с каналом сопла 12. Во время резки, поршень 8 в блоке цилиндроз 7 будет скользить вверх и вниз в гидравлическом цилиндре 6 под воздействием находящихся под высоким давлением смазочного масла для гидравлических систем или суспензии. Движение вверх и вниз будет наполнять суспензией указанную полость или подавать суспензию для ее выброса струей через сопло 12.

В обычном устройстве суспензия для выполнения операции резки в основном состоит из воды и песка. Когда поршень 8 движется вверх и вниз в блоке цилиндров 7, трение между внешней поверхностью поршня 8 и внутренней поверхностью блока цилиндров 7 будет вызывать абразивное истирание. Это абразивное истирание заставляет две первоначально герметичные полости терять их герметичность и затем больше не действовать. По этой причине будет необходим новый гидравлический цилиндр. Однако трение скольжения непременно будет между поршнем 8 и блоком цилиндров 7. Это положение обосновывает строгое требование для внутренней стенки блока цилиндров 7. Поэтому гидравлический цилиндр имеет определенный недостаток, такой как короткий срок службы, который трудно поддерживать, и высокая стоимость.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании устройства для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии для сокращения абразивного истирания.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, которая имеет удлиненный срок службы, который легко поддерживать, и низкую стоимость.

Это изобретение предоставляет усовершенствованное устройство для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, которое содержит гидравлический цилиндр, в котором разграничены часть для гидравлического вещества и часть для суспензии, герметично отделенные друг от друга, причем часть для гидравлического вещества и часть для суспензии имеют каналы для впуска и выпуска гидравлического вещества или суспензии соответственно; систему подачи гидравлического вещества, которая соединена с каналом цилиндра для впуска и выпуска гидравлического вещества через гидравлическую трубу для этого вещества; систему выброса струи суспензии, которая соединена с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; причем указанный цилиндр имеет телескопическую герметичную диафрагму для разделения части для гидравлического вещества и части для суспензии.

В настоящем устройстве для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, согласно изобретению, система подачи указанного гидравлического вещества содержит гидравлический резервуар, который соединен с каналом цилиндра для впуска и выпуска указанного вещества через трубу для этого вещества; насос высокого давления, который соединен с трубой для гидравлического вещества между гидравлическим резервуаром и гидравлическим цилиндром для подачи в гидравлический цилиндр гидравлического вещества под высоким давлением; электромагнитный переключающий клапан, который расположен на трубе для гидравлического вещества между насосом высокого давления и гидравлическим цилиндром, для подачи гидравлического вещества в трубу для этого вещества, чтобы обеспечить его течение к гидравлическому цилиндру в направлении вперед и в обратном направлении к гидравлическому резервуару или чтобы остановить это течение; устройство управления указанным электромагнитным переключающим клапаном; и трубу гидравлической системы, соединяющую электромагнитный переключающий клапан и гидравлический резервуар.

В устройстве для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, согласно

- 1 011058 настоящему изобретению, система подачи и выброса струи указанной суспензии содержит резервуар для суспензии, который соединен с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; диафрагменный насос, который соединен с трубой для суспензии между гидравлическим резервуаром и гидравлическим цилиндром, для подачи суспензии к гидравлическому цилиндру; устройство управления диафрагменным насосом, которое расположено на трубе для суспензии между диафрагменным насосом и гидравлическим цилиндром для управления подачей суспензии в гидравлический цилиндр; сопло, соединенное с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; устройство управления соплом, расположенное на трубе сопла между соплом и указанным цилиндром для управления включением и выключением трубы сопла.

Предпочтительным является то, что устройство для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии содержит перепускной клапан, расположенный на трубе между насосом высокого давления и трубой для гидравлического вещества.

Предпочтительным является то, что устройством управления диафрагменным насосом является стопорный клапан, а устройством управления указанным электромагнитным переключающим клапаном являются контроллеры высокого и низкого уровня.

В блоке цилиндров установлен датчик диафрагмы.

В соответствии с настоящим изобретением, первоначальный поршень, установленный в блоке цилиндров, заменен диафрагмой. Трение между диафрагмой и корпусом становится незначительным, так как суспензия выбрасывается из сопла посредством использования трансформации диафрагмы. Таким образом срок службы указанного устройства становится более длительным. Кроме того, если диафрагма сломается из-за длительного применения, ее можно легко заменить. Нет необходимости заменять весь цилиндр. Таким образом, стоимость производства снижается.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено фиг. 1 - схематичный вид известного устройства для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии;

фиг. 2 - схематичный вид устройства для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - разрез гидравлического цилиндра в устройстве для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Предпочтительные варианты выполнения конструкции настоящего изобретения показаны на чертежах и более подробно поясняются в следующем описании, где одинаковыми ссылочными позициями отмечены одинаковые, или подобные, или функционально идентичные части.

Как показано на фиг. 2, то есть на схематичном виде устройства для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, согласно настоящему изобретению, это устройство содержит резервуар 1 для смазочного масла для гидравлических систем, насос высокого давления 2, соединенный с резервуаром для смазочного масла для гидравлических систем, датчик 13 для повышенного уровня в резервуаре 1, выполненный в виде контроллера, для смазочного масла для гидравлических систем; электромагнитный переключающий клапан 4, гидравлический цилиндр 5. Как показано на фиг. 3, гидравлический цилиндр 5 содержит блок цилиндров 7, который изготовлен из нержавеющей стали, и диафрагмы 8, которая изготовлена из нитрильного каучука. Диафрагма 8 разделяет блок цилиндров на часть 11 для гидравлического масла и часть 12 для суспензии и герметично отделяет эти части друг от друга. Канал 7Ь в части для гидравлического масла предназначен для впуска и выпуска масла, а канал 7а в части для суспензии предназначен для впуска и выпуска суспензии. Канал диафрагмы 8 направлен к каналу 7Ь. Как показано на фиг. 2, электромагнитный переключающий клапан 4 соединяется с насосом высокого давления 2, с резервуаром 1 для смазочного масла для гидравлических систем и с каналом для впуска и выпуска масла в гидравлическом цилиндре 5. Резервуар для суспензии 6, диафрагменный насос 9 соединены с трубой резервуара для суспензии, с соплом 10. Диафрагменный насос 9 и сопло 10 оба соединены с каналом 7а для впуска и выпуска суспензии блока цилиндров 7 в гидравлическом цилиндре 5. Стопорный клапан 16 установлен в трубе для суспензии между диафрагменным насосом 9 и блоком цилиндров 7 для управления включением и выключением указанной трубы, а также в трубе между соплом 10 и блоком цилиндров 7 установлен клапан управления соплом (не показан).

В начале работы, электромагнитный переключающий клапан 4 соединяется с гидравлическим цилиндром 5 и трубой 3 для возврата масла, а насос высокого давления 2 останавливается и тем временем диафрагменный насос 9 действует таким образом, что часть 12 для суспензии наполняется этой суспензией из резервуара 6 для суспензии, используемой для резки материала. Масло под высоким давлением в полости 11 возвращается в резервуар 1 для смазочного масла для гидравлических систем через трубу 3 для возврата масла, и в это время диафрагма сжата. Когда масло в резервуаре 1 для смазочного масла для гидравлических систем достигает заданного повышенного уровня, датчик 13 повышенного уровня посылает сигнал электромагнитному переключающему клапану 4 для переключения, которое соединяет гидравлический цилиндр 5 и насос высокого давления 2. Тем временем открывается клапан управления со

- 2 011058 плом 10 и закрывается диафрагменный насос 9, а насос высокого давления 2 остается работающим. В это время, масло под высоким давлением заполняет диафрагму 8, то есть полость 11 под воздействием насоса высокого давления 2. Под воздействием масла диафрагма 8 расширяется и суспензия в полости 12 выбрасывается из сопла, чтобы резать материал. Когда диафрагма 8 расширяется до степени почти полного ее совмещения с блоком цилиндров 7, почти вся суспензия выброшена через сопло. В это время, масло в резервуаре 1 для смазочного масла для гидравлических систем достигает заданного пониженного уровня, и затем датчик 14 пониженного уровня, выполненный в виде контроллера, посылает сигнал электромагнитному переключающему клапану 4 для переключения, которое опять соединяет гидравлический цилиндр 5 и трубу для возврата масла 3. Тем временем, закрывается клапан управления соплом 10 и открывается диафрагменный насос 9, а насос высокого давления 2 останавливается. Затем, указанное устройство возвращается в первоначальное состояние, один рабочий цикл закончен.

В соответствии с указанным выше вариантом выполнения, обычный гидравлический цилиндр с поршнем заменен гидравлическим цилиндром 5, который содержит диафрагму 8 и блок цилиндров 7. Поскольку диафрагма 8 должна выбрасывать суспензию путем своего расширения и сжатия, никакого трения не происходит между диафрагмой 8 и блоком цилиндров 7. Более того, даже если трение существует, это трение между диафрагмой 8 и блоком цилиндров является лишь трением между твердым материалом и мягким материалом и, таким образом, это трение является слабым. К тому же, диафрагма 8 разделяет блок цилиндров на две герметичные полости, и такое устройство не предъявляет строгого требования к внутренней стенке блока цилиндров 7, что соответственно снижает стоимость изготовления этого блока цилиндров 7. В случае износа диафрагмы 8 необходимо будет заменить только эту диафрагму 8, а не весь гидравлический цилиндр, что не только снижает стоимость изготовления, но и обеспечивает легкое техническое обслуживание.

Таким образом, в соответствии с вариантом выполнения, первоначальный гидравлический цилиндр с поршнем в известном устройстве для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии может быть заменен гидравлическим цилиндром, который состоит из диафрагмы 8 и блока цилиндров 7, как показано на фиг. 3.

В дополнение, как показано на фиг. 2, возможно установить перепускной клапан 15 между насосом высокого давления 2 и трубой для возврата масла 3. Клапан управления диафрагменным насосом 9, установленный в трубе между диафрагменным насосом 9 и блоком цилиндров 7, также может быть электронного типа. Датчики 13 и 14 соответственно для повышенного и пониженного уровня также могут быть заменены на аналоги, такие как датчик регулирования по времени и датчик расхода и т. д. Кроме того, для лучшей защиты диафрагмы 8, может быть установлен датчик диафрагмы на каналах 7а и 7Ь соответственно в блоке цилиндров 7, чтобы предотвратить выдвижение диафрагмы 8 из блока цилиндров 7 с обратной стороны, во время которого нижняя часть диафрагмы 8 часто контактирует с блоком цилиндров 7, результатом чего может быть абразивное истирание.

В дополнение, возможно использовать канал 7а блока цилиндров 7 в гидравлическом цилиндре 5 для соединения с электромагнитным переключающим клапаном 4, а канал 7Ь блока цилиндров 7 в гидравлическом цилиндре 5 для соединения с диафрагменным насосом 9 и соплом 10. Таким образом, полость 12 используется для содержания масла под высоким давлением, поступающего из насоса высокого давления 2, а полость 11 используется для содержания суспензии, поступающей из диафрагменного насоса 9.

Гидравлический цилиндр может использовать давление масла или давление воды как гидравлического вещества. Блок цилиндров 7 может быть изготовлен из другого материала. Для предотвращения коррозии предпочтительно нанести антикоррозийный слой на внутреннюю поверхность блока цилиндров 7. Диафрагма 8 может быть изготовлена из материала с большой упругой деформацией и широким растяжением и сжатием, например, из нитрильного каучука.

Указанный выше вариант конструкции не ограничивает настоящее изобретение, и для специалиста в этой области техники очевидно, что возможны различные модификации без отхода от объема и сущности настоящего изобретения, как указано в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для выброса струи предварительно приготовленной абразивной суспензии, содержащее гидравлический цилиндр, в котором разграничены часть для гидравлического вещества и часть для суспензии, герметично отделенные друг от друга, причем часть для гидравлического вещества и часть для суспензии имеют каналы для впуска и выпуска гидравлического вещества или суспензии соответственно; а также систему подачи гидравлического вещества, которая соединена с каналом цилиндра для впуска и выпуска гидравлического вещества через гидравлическую трубу для этого вещества; и систему выброса струи суспензии, которая соединена с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; причем указанный цилиндр содержит телескопическую герметичную диафрагму для разделения части для гидравлического вещества и части для суспензии.
2. Устройство по п.1, в котором система подачи гидравлического вещества содержит резервуар, ко

- 3 011058 торый соединен с каналом цилиндра для впуска и выпуска указанного вещества через трубу для этого вещества; а также насос высокого давления, который соединен с трубой для гидравлического вещества между резервуаром и гидравлическим цилиндром для подачи в гидравлический цилиндр гидравлического вещества под высоким давлением; и электромагнитный переключающий клапан, который расположен на трубе для гидравлического вещества между насосом высокого давления и гидравлическим цилиндром, для подачи гидравлического вещества в трубу для этого вещества, чтобы обеспечить его течение к гидравлическому цилиндру в направлении вперед и в обратном направлении к резервуару или чтобы остановить это течение; и устройство управления указанным электромагнитным переключающим клапаном; и трубу гидравлической системы, соединяющую электромагнитный переключающий клапан и резервуар.
3. Устройство по п.1, в котором система подачи и выброса содержит резервуар для суспензии, который соединен с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; а также диафрагменный насос, который соединен с трубой для суспензии между резервуаром и гидравлическим цилиндром, для подачи суспензии к гидравлическому цилиндру и устройство управления диафрагменным насосом, которое расположено на трубе для суспензии между диафрагменным насосом и гидравлическим цилиндром, чтобы управлять подачей суспензии в гидравлический цилиндр; а также сопло, соединенное с каналом цилиндра для впуска и выпуска суспензии через трубу для суспензии; и устройство управления соплом, расположенное на трубе сопла между соплом и указанным цилиндром для управления включением и выключением трубы сопла.
4. Устройство по п.2, которое содержит перепускной клапан, расположенный на трубе между насосом высокого давления и трубой возврата гидравлического вещества.
5. Устройство по п.3, в котором устройство управления диафрагменным насосом выполнено в виде стопорного клапана.
6. Устройство по п.2, в котором устройство управления указанным электромагнитным переключающим клапаном выполнено в виде контроллеров повышенного и пониженного уровня.
7. Устройство по п.1, в котором в канале блока цилиндров установлен датчик диафрагмы.