JPH01177972A - 液体ジェット加工装置の研摩材供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、液体ジェット加工装置の研摩材供給装置に関
するものである。

（ロ）従来の技術 液体ジェット加工装置は、研摩材の懸濁液を高圧・高速
で加工物（コンクリート、岩石、鉄など）に噴射して加
工する装置である。このような液体ジェット加工装置に
は、研摩材を連続的に供給してこれを水に混合する装置
が必要となる。このため、従来は液体プラストクリーニ
ングなどで用いられる密閉タンク式のものが用いられて
いる。この形式の研摩材供給装置は、密閉タンク内に研
摩材を入れると共に内部を高圧に加圧したものである。

密閉タンクの出口のバルブを開くことにより高圧の空気
流と共に研摩材が放出され、これが混合ノズルによって
液体ジェットに混合さしかしながら、上記のような従来
の液体ジェット加工装置の研摩材供給装置には、定量的
に研摩材を供給することかできないという問題点、供給
可能な研摩材の量が制限されているという問題点、及び
装置の価格が高いという問題点がある。

すなわち、密閉タンク内の高圧空気によって研摩材を送
り出すようにしであるので、密閉タンク内の空気圧が低
下するに従って研摩材の供給量が減少してくる。研摩材
の供給量が変化すると液体シェツト加工の切削性能が安
定せず、加工を自動化することが困難となる。また、上
述のように密閉タンク内の空気圧によって研摩材を送り
出′１−ため単位時間当り供給可能な研摩材の量及び空
気圧によって搬送可能な研摩材の径の大きさに限界があ
り、大径の研摩材を大量に供給して切削性能を向上する
ことができない。また、高圧の密閉タンクを用いるため
高圧容器として必要な安全性を確保する必要があり、装
置は高価なものとなり、取扱いも面倒なものとなってい
る。また、１つの密閉タンク内の研摩材を供給し終わる
と、研摩材の充てん及び加圧を行う必要があり、連続的
な加工を行うためには２以上の密閉タンクを用、０する
必要がある。本発明は、上記のような問題点を解決する
ことを目的としている。

（ニ）＆を解決するための手段 本発明は、懸濁液容器内の研摩材の懸濁液を懸濁液容器
内側からの高圧水流によって送り出すと共に高圧水の噴
流によるスプレー作用によって吸出すことにより、上記
問題点を解決する。すなわち、本発明による液体ジェッ
ト加工装置の研摩材供給装置は、高圧水源と、高圧水源
と接続された高圧水管路と、高圧水管路の途中に設けら
れた水流を高速化するためのノズルと、研摩材を含む懸
濁液を入れるための入口及び高圧水管路のノズル丁流側
直後の位置に接続された出自をイＴする懸濁液容器と、
懸濁液容器の出口から送り出される懸濁液の量を制御可
能な供給量調節装置と、懸濁液容器の内部から出口に向
けて高圧水を噴射し懸濁液の混合及び送り出しを行う内
部送水装置と、を有している。

（ホ）作用 高圧水源から供給されて高圧水管路を流れる水はノズル
によって高速化される。ノズル下流側に隣接して懸濁液
容器の出［１が配置されているので、懸濁液容器内の懸
濁液がスプレー作用により吸出される。同時に懸濁液容
器内では高圧水噴射式の内部送水装置によって高圧水が
供給されており、この噴射水流によって懸濁液の混合分
散が効果的に行われるとともに懸濁液が安定的に送り出
される。供給される懸濁液の量は供給量調節装置によっ
て調節可能である。これにより連続的に多−；υの研摩
材を含む懸濁液を供給することができる。

（へ）実施例 （第１実施例） 第４図に液体ジェット加工装置の全体の構成を概略的に
示す。水Ｍ２Ｏ内の水をポンプ１２によって高圧とし、
高圧水管路１３を通して混合ノズル１４に送る。一方、
高圧水管路１３から分岐した高圧水管路１５に研摩材供
給装置１８から研摩材の懸濁液を供給し、これを混合ノ
ズル１４に供給する。混合ノズル１４により両筒圧水管
路１３及び１５からの水が混合され、高圧の液体ジェッ
ト２ｏが加工物２２に噴射される。こわにより加工物２
２の切断が行われる。研摩材供給装置１８には懸濁液調
整タンク１６から、研摩材、水、重液材、及び界面活性
剤を混合して所定の比重及び濃度に調整された懸濁液が
供給される。

第１図に本発明による研摩材供給装置１８を示す。ポン
プ１２から高圧水を供給可能な高圧水管路１５にバルブ
２６、バルブ２８及びノズル３０が設けられている。ノ
ズル３０の下流側直後に出口が位置するように懸濁液容
器３２が配置されている。懸濁液容器３２のホッパー状
に縮径された出口には供給量調節装置であるロータリバ
ルブ３４が設けられている。懸濁液容器３２は円筒状で
あり、上部側には懸濁液の人口３５が設けられている。

なお、懸濁液容器３２の上部側には案内板３６及び拡散
板３７（第２図参照）が設けられている。案内板３６及
び拡散板３７は懸濁液の投入を円滑及び−様に行うため
のものである。懸濁液容器３２の内部側壁には懸濁液４
６の量を確認するための量検出器３８が設けられている
。高圧水管路１５のバルブ２６とバルブ２８との間から
分岐した高圧水管路４０が懸濁液容器３２の内部に伸び
ており、高圧水管路４０の端部に設けられたノズル４２
（第３図参照）はロータリバルブ３４に向けて高圧水を
噴射するように配置されている。この高圧水管路４０及
びノズル４２によって内部送水装置か構成される。なお
、高圧水管路４０の途中にはバルブ４４が設けられてお
り、またノズル４２の直前には逆上弁４５が設けられて
いる。

次にこの実施例の作用について説明する。懸濁液容器３
２内にこれの上部の人口３５から懸濁液４６が投入され
る。懸濁液４６は、前述のように、研摩材、水、重液材
、及び界面活性剤を混合して、所定の比重及び濃度とし
たものである。運転開始の際にはバルブ２６．２８及び
４４が開とされ、高圧水管路１５及び高圧水管路４０を
高圧水が流れる。高圧水管路１５の高圧水はノズル３０
を通過する際に絞られて高速の水流となる。

ロータリバルブ３４を所定散開いておくと、ノズル３０
を通過した水流のスプレー作用によって懸濁液容器３２
の内部に対して吸引力が作用する。

一方、高圧水管路４０を通る水流はノズル４２からロー
タリバルブ３４方向に向けて噴射される。

これにより懸濁液容器３２下部の懸濁液４６がロータリ
バルブ３４方向へ動かされる。結局、懸濁液容器３２内
部の懸濁′１＆４６は、ノズル３０を通過した水流によ
るスプレー作用による吸引力を受けると同時にノズル４
２から噴射される水によって押し出されることになる。

これにより懸濁液４６は効率良くロータリバルブ３４を
通過し、高圧水管路１５の水流によって述ばれていく。

ノズル３０及びノズル４２に作用する水圧及びロータリ
バルブ３４の開度が一定であれば、単位時間当たり一定
量の懸Ｑｌ＆、４６が供給されることになる。懸濁液４
６の供給量を変えたい場合にはロータリバルブ３４の開
度を調整すればよい。こうして高圧水管路１５の水流に
よって運ばれる懸濁液４６は、１而述のように混合ノズ
ル１４に供給され、ここで高圧水管路１３からの水流と
混合され、加工物２２に噴射される。これにより加工物
２２を切断することができる。供給される懸濁液４６の
量（すなわち、研摩材の量）が一定であるので、液体ジ
ェット２０による加工性能は一定であり、単位時間当た
りの切削長さを一定とすることができる。これにより液
体ジェット加工の自動化、システム化などが可能となる
。また、単位時間当たりに供給可能な懸濁液４６の量は
６〜２０ｋｇ／分となり、従来のように密閉タンク内の
高圧空気によって送り出していた場合と比較して、大幅
に向上する。なお、供給可能な懸濁液４６の量が増大す
るため、混合ノズル１４における高圧水の圧力を下げて
も十分な加工性能を１ｉすることかできる。また、懸濁
液容器３２は高圧容器ではないので、安全上の問題がな
くなり、取扱いも容易となり、また設備費用も安くなる
。なお、この実施例では供給量調節装置としてロータリ
バルブ３４を用いたが、流量の調節が０１能な機構であ
わばこれ以外のものであっても差し支えない。なお、切
削の途中で切削能力を低下させてもよい場合（例えば、
岩石層の切削中に土層か現われたような場合）には、ロ
ータリバルブ３４を閉じて水流のみによる切削に切換え
ることもできる。

（第２実施例） 第５図に本発明の第２実施例を示す。この第２実施例は
、第１図に示した第１実施例の供給量調節装置であるロ
ータリバルブ３４をスクリューコンベアに替えたもので
ある。すなわち、モータ５０によって駆動されるスクリ
ュー５２が研摩材容器３２の出口に設けられている。ス
クリュー５２は懸濁液容器３２内の懸濁液４６を送り出
すように回転する。この第２実施例の場合、スクリュー
５２の回転速度によって懸濁液４６の供給量が制御され
る。また、スクリュー５２によって懸濁液４６を送るた
め、ノズル４２から供給される水流の作用と合わせて、
より確実に懸濁液４６を供給することができる。

（第３実施例） 第６図に本発明の第３実施例を示す。この第３実施例は
、第１図に示した第１実施例の懸濁液容器３２内にスク
リューコンベアを設けたものである。スクリュー６２は
ホッパー状に縮径される壁面に沿って配置されており、
懸濁液容器３２外部のモータ６０によって回転駆動され
る。なお、図示したスクリュー６２は１個であるが、実
際には２〜４個設ける。この第３実施例の場合、懸濁液
４６がスクリュー６２によって円滑に流動し、確実な懸
濁液４６の供給が可能となる。なお、スクリュー６２は
第２実施例に設けることもできる。

（第４実施例） 第７図に本発明の第４実施例を示す。この第４実施例は
、第１実施例の懸濁液容器３２の下部側に振動装置７０
を設けたものである。振動装置７０によって懸濁液４６
を加振することにより懸濁液４６の混合が促進され、懸
濁液４６か円滑に供給される。なお、振動装置７０は第
２及び第３実ｈｈ例に設けることもできる。

（第５実ｊＫ例） 第８及び９図に本発明の第５実施例を示す。この第５実
施例は、第１図に示した第１実施例の内部送水装置（高
圧水管路４０及びノズル４２）に代えて、機械式かくは
ん装置、すなわちモータ８０によって回転駆動されるか
くはん羽根８２、を設けたものである。この機械式かく
はん装置によって懸濁液を混合分散し、均一な混合状態
でロータリバルブ３４を通して安定的に懸濁液が供給さ
れる。

（第６実施例） 第１０及び１１図に本発明の第６実施例を示す。この第
６実施例は、第１図に示した第１実ｈｈ例の内部送水装
置（高圧水管路４０及びノズル４２）に代えて、空気吹
込式かくはん装置、すなわち配管９０、バルブ９２、逆
止弁９４及び吹込ノズル９６、を設けたものである。吹
込ノズル９６から空気を吹込むことにより懸濁液を混合
かくはんする。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、懸濁液容器内
の懸濁液を内部側から水流によって送ると共に外部の水
流のスプレー作用によって吸引するようにし、懸濁液容
器の出口には供給量調節装置を設けたので、定量的に研
摩材を供給することができ、また従来と比較して単位時
間当たり大：ｔのしかも大径の研摩材が供給可能となる
。

また、懸濁液容器として高圧容器を使用しないので、装
置費用が低減され、また取扱いも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図、第２図は第１図
のＩＩ−ＩＩ線に沿って見た図、第３図は第１図１１１
−１［１線に沿って見た図、第４図は液体ジェット加工
装置全体を示す図、第５図は本発明の第２実施例を示す
図、第６図は本発明の第３実施例を示す図、第７図は本
発明の第４実施例を示す図、第８図は本発明の第５実施
例を示す図、第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面
図、第１０図は本発明の第６実施例を示す図、第１１図
は第１０し１のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。 １５・・・高圧水管路、１６・・・懸濁液調整タンク、
１８・・・研摩材供給装置、３０・・・ノズル、３２・
・・懸濁液容器、３４・・・ロータリバルブ、４０・・
・高圧水管路、４２・・・ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、研摩材を懸濁させた液体を高圧で噴射することによ
   り加工物を加工する液体ジェット加工装置の研摩材供給
   装置において、 高圧水源と、高圧水源と接続された高圧水管路と、高圧
   水管路の途中に設けられた水流を高速化するためのノズ
   ルと、研摩材を含む懸濁液を入れるための入口及び高圧
   水管路のノズル下流側直後の位置に接続された出口を有
   する懸濁液容器と、懸濁液容器の出口から送り出される
   懸濁液の量を制御可能な供給量調節装置と、懸濁液容器
   の内部から出口に向けて高圧水を噴射する内部送水装置
   と、を有していることを特徴とする液体ジェット加工装
   置の研摩材供給装置。 ２、供給量調節装置が回転数又は開度可変バルブである
   特許請求の範囲第１項記載の液体ジェット加工装置の研
   摩材供給装置。 ３、供給量調節装置がスクリューコンベアである特許請
   求の範囲第１項記載の液体ジェット加工装置の研摩材供
   給装置。 ４、懸濁液容器内に懸濁液を出口に向けて送るスクリュ
   ーコンベアが設けられている特許請求の範囲第１、２又
   は３項記載の液体ジェット加工装置の研摩材供給装置。 ５、懸濁液容器内に懸濁液を加振する振動装置が設けら
   れている特許請求の範囲第１、２、３又は４項記載の液
   体ジェット加工装置の研摩材供給装置。 ６、懸濁液容器の内部から出口に向けて高圧水を噴射す
   る内部送水装置に代えて、機械式かくはん装置又は空気
   吹込式かくはん装置を設けた特許請求の範囲第１、２、
   ３、４又は５項記載の液体ジェット加工装置の研摩材供
   給装置。