JP2008082170A - 小型軽量の油圧式インパルス水切断機・穿孔機 - Google Patents

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pressure pump
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Oleksiy Yuhimovich Ivanenko
イワネンコ・アレクセイ・ユーイモビッチ
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet

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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

【課題】超高圧ポンプで高圧を得てノズルから噴射し、高圧をさらに円錐形の混合室で研磨剤と一緒に噴射する装置において、この超高圧ポンプは重量、形状とも大きく設置場所に制限もあり、また移動も困難である。そこで小型、軽量にして設置場所の制限をなくし、かつ移動可能とする。
【解決手段】断続的な油圧による加圧をピストンに与えて水を押し込む。押し込まれた水が面積を段階的に小さくした室を流れると、高圧力・流れの加速を得られる。最終的に吐出された水で材料を切断・穿孔出来る。その応用機を提供する。
【選択図】図１

Description

水ヘッドにシリンダー径（Ｄ１）という中ぐりをして、その中心に、径（Ｄ２）という（Ｄ１）より小さいプランジャー用の孔を開ける。
さらにプランジャー径（Ｄ２）の底に同心円で、径（Ｄ３）をプロフィル孔としてノズル孔まで連絡する。
ピストンを押し下げると、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３という面積差により水の圧力を高くし、流速も早くさせる。
ピストンの駆動には、ヒドロ弁で断続的な油圧の流れを作り、水用のヒドロ弁と正対する周期を持たせる。
水ヘッドにはシリンダーを複数設け、１つのシリンダーの吐出、２つのシリンダーでの交互の吐出、２つのシリンダーで同時の吐出、また３つ以上で同様に作動させることで圧力と流速に変化をもたせる。
油圧式インパルス発生機と、それを応用した水切断機、穿孔機
超高圧ポンプで高圧を作り、ノズルから噴射する装置、および高圧をさらに円錐形の混合室で、研磨剤と一緒に噴射する装置が知られている。
超高圧ポンプは大型で形状、重量供に大きく、設置場所の制限がある。本発明に於いては、小型・軽量にして移動も出来るものにする。
また、従来のものは高圧配管と継手にも依存され、取扱いに不便を感じるが、本発明は水を吐出するヘッド部の耐圧と投資のみで、安価で取扱いやすさを考えたものとする。
無論消費電力は格段に安く提供する。
面積比Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３という段階を、スムーズに水を通過させる為、水の量を考慮して計算する。
面積比Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３という段階を、スムーズに水を通過させる油圧力を算出する。
面積比Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３という段階を、スムーズに水を通過させる時間とサイクルを算出する。
前３項にて材料が切断できる水の量と流速を得られることを考慮する。
シリンダーとピストン及びプランジャーとプランジャー孔、さらにプロフィル孔とノズル孔に求められる耐久性の考慮として、表面の仕上げ精度の向上。
ヘッドとノズルおよびピストン・プランジャーの材質の選択。
ヘッドには３つのシリンダーを設け、１個シリンダー作動・２個シリンダー交互作動・２個シリンダー同時作動とする。
１個シリンダーはピストンの上下動を６０回／ｍｉｎで、シリンダー内に有る水をプランジャー内に送り、プランジャー内の水は逆止弁を通過してプランジャーの空洞へ、プランジャーの空洞の水は逆止弁を通過してプロフイル孔へ、そしてノズルより吐出。
ノズルでの圧力は２０００〜３０００ａｔｍ，流速はマッハ１．５〜２。
２個シリンダー交互作動は１８，１９項を２台で、周期を１８０度ずらして行い、ピストン上下動を６０回／ｍｉｎｘ２としてサイクルを倍にする。
プロフィル孔は２本がノズル内で合流し１つのノズルより吐出する。
２個シリンダー同時作動は１８，１９項を２台で、周期を同期させて２ピストン上下動を６０回／ｍｉｎｘ１行う。
ノズルでの圧力は３０００〜４０００ａｔｍ，流速はマッハ２〜３。
尚、ノズル孔の径を０．２１〜０．２５程度とする為、切断幅は細く出来る。
岩石・金属の切断機、穿孔機
プラスチック類・半導体ウエハーの切断装置
紙・布の裁断機
解体・破砕機の代用機
ガラスの切断機
鉛・石綿・ロックウールなどやわらかい固体の切断
道路のコンクリート・アスファルトの切断機
 発明の効果
装置を移動させながら水で切断できる
切断時の切幅が細いので、切りくずが少ない。
高圧でマッハの流速にも拘らず、使用する水量は少なく切断・穿孔効果がある。
全体のフロー図
符号の説明
▲１▼ 胴体
▲２▼ ピストン
▲３▼ シリンダー
▲４▼ プランジャー
▲５▼ 逆止弁（プランジャー内）
▲６▼ プランジャー室の空洞
▲７▼ 逆止弁（プランジャー室下部）
▲８▼ １個用プロフィル孔
▲９▼ １個用ノズル
▲１０▼ シリンダー上部油室
▲１１▼ ヒドロ弁（油用）
▲１２▼ 油ポンプステーション
▲１３▼ ヒドロ弁（水用）
▲１４▼ 水ポンプステーション
▲１５▼ ２個用ノズル
▲１６▼ ２個用プロフィル孔
▲１７▼ サーブバルブ
▲１８▼ バッテリー
▲１９▼ 定電圧電源
▲２０▼ 自動操作システム
▲２１▼ 配電盤
▲２２▼ 電気配線
▲２３▼ 油配管
▲２４▼ 水配管

Claims (4)

  1. 油圧シリンダーとヒドロ弁の組み合わせによる、断続的な水の吐出方法
  2. 水の流れのプロセスで、通り道の面積を変更することで、圧力の上昇と流速を上げる装置
  3. シリンダー複数による吐出力の変更と吐出スピードの変更方法
  4. 金属・岩石・コンクリート・アスファルト・紙・プラスチック・木材等の切断機及び穿孔機
JP2005029696A 2005-01-11 2005-01-11 小型軽量の油圧式インパルス水切断機・穿孔機 Pending JP2008082170A (ja)

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