MXPA04005520A

MXPA04005520A - Tubo mezclador lubricado, poroso para chorro de fluido abrasivo.

Info

Publication number: MXPA04005520A
Application number: MXPA04005520A
Authority: MX
Inventors: Anand Umang
Original assignee: Univ Johns Hopkins
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-12-06
Also published as: US6837775B2; EP1463607B1; EP1463607A1; WO2003053634A1; ATE324225T1; AU2002366789A1; CA2469860A1; DE60211027T2; DE60211027D1; US20030109206A1

Abstract

Se describe un aparato cortador de chorro de fluido, abrasivo, y su metodo de construccion y operacion, que reduce los problemas de erosion y desgaste tipicamente experimentados en el tubo mezclador de chorro cortador. Este aparato cortador de chorro de fluido, mejorado comprende (a) una camara (10) que tiene una entrada (12) para recibir un chorro de fluido presurizado, un puerto (14) para recibir un flujo de particulas abrasivas que se introducen en el chorro de fluido, y un a salida (16) a traves de la cual el chorro de fluido y los abrasivos introducidos salen de la camara (10), (b) un tubo mezclador (20) que tiene un puerto de entrada (18) para recibir dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, una pared interior (22) para dirigir el flujo de dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, y un puerto de salida (24) a traves del cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicho tubo, en donde el puerto de entrada del tubo (18) se encuentra proximo a la salida de la camara (16), (c) un recipiente de fluido lubricante (28) que rodea al menos una porcion de la pared exterior (26) del tubo mezclador, (d) en donde al menos una porcion de la pared del tubo mezclador es porosa, (e) en donde el fluido lubricante pasa del recipiente lubricante (28) y a traves de la pared porosa para lubricar al menos una porcion de la superficie de la pared del tubo mezclador, para resistir la erosion de la pared del tubo cuando el chorro de fluido y flujo de abrasivos introducidos a traves del tubo mezclador (20).

Description

For two-letter codes and other abbreviations, refer to the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations " appearing at the begin-ning of each regular issue of the PCT Gazette.

TUBO MEZCLADOR LUBRICADO, POROSO PARA CHORRO DE FLUIDO ABRASIVO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1 . CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a ios aparatos y procesos de desgaste de fluido . Más particularmente, esta invención se refiere a un tubo de enfoque o mezclador mejorado para un aparato cortador de chorro de fluido abrasivo, de alta velocidad. 2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA El corte con agua, es una tecnología bien conocida que ha prevalecido desde los 70 's. El corte de chorro de agua es una de un número de las tecnologías conocidas como rayos de poder. Estos incluyen corte vía láser, corte en arco de plasma y corte por gas de oxi-acetileno. Por medio de la utilización de una bomba de alta presión para presurizar agua a presiones ultra altas y luego forzando al agua a fluir a través de un orificio pequeñísimo, puede dar como resultado chorros de agua que tienen velocidades que están arriba de tres veces la velocidad del sonido. Tal chorro de agua enfocado tiene suficiente energía cinética para cortar a través de la mayoría de los materiales duros de cortar, y cuando los abrasivos se mezclan con el flujo de agua para producir un chorro de agua abrasivo, uno puede cortar eficientemente casi cualquier tipo de material. - 2 - Debido a su poder de corte más grande, los chorros de agua abrasivo se consideran para casi el 60% del mercado de corte de chorro de agua . Aplicaciones típicas incluyen las tareas de corte asociadas con la fabricación de estructuras que utilizan materiales extremadamente duros, tal como, titanio y las super aleaciones, y en diferentes aplicaciones de perforación y minería donde deben cortarse rocas duras. Mientras tanto se utilizan chorros de agua sencillos para la limpieza industrial , preparación de superficie y aplicaciones de quitado de pintura, y para el corte de productos alimenticios, materiales plásticos y de papel, y productos tejidos (por ejemplo, alfombra) y no tejidos (por ejemplo, materiales de filtración). Los chorros de corte de agua salados, también se utilizan en aplicaciones médicas. El equipo básico asociado en un sistema de corte de chorro de agua abrasivo, se muestra en la FIG. 1 . Este consiste de un sistema de tratamiento de agua entrante, una bomba de elevación para una operación óptima de los filtros corriente abajo, una bomba intensificadora que eleva la presión del agua a niveles ultra altos, tubería de alta presión que conduce el agua de presión ultra alta a la cabeza de corte del sistema, un sistema de alimentación abrasivo que suministra las partículas abrasivas que se mezclan con el agua de presión ultra alta en la cabeza de corte, y un receptor de agua de salida y sistema de tratamiento. La cabeza de corte típica para un chorro de agua abrasivo se muestra en la FIG. 2. Un orificio de zafiro, diamante o rubí se utiliza como el orificio inicial para crear un chorro de agua de alta velocidad . El diámetro típico para tales orificios es 0.07-0.7 mm. Un abrasivo seco, tal - 3 -como granate, sílice o alúmina (con tamaños de partícula típicos de 125-1 80 mieras), es aspirado/introducido en la cámara mezcladora por medio del vacío creado por el chorro de agua. Este se mezcla con el chorro de agua y entonces ei chorro de lechada mezclada es colimado por medio de un tubo mezclador (también llamado tubo de enfoque) antes de que salga la cabeza de corte a través del orificio de salida del tubo mezclador. Los diámetros de los pasos a través de dicho tubo mezclador son 0.5-3 mm, con longitudes de tubo de 50-1 50 mm. La dificultad más molesta asociada con los chorros de agua abrasivos, lo cual en el momento presente limita su utilidad, es el desgaste y erosión de las paredes del tubo mezclador. Dado que los rangos de velocidad del chorro de agua están entre 100-500 m/seg, y el tamaño de partícula abrasiva puede ser tan alto como 40% del diámetro del tubo mezclador, los tubos mezcladores se deben reemplazar frecuentemente, algunas veces únicamente en cuestión de horas. Además, el desgaste de las paredes del tubo mezclador lleva a que el chorro se vuelva incoherente, lo cual origina un incremento en la anchura del corte sobre la pieza de trabajo que se está cortando por medio del chorro, el deterioro de la calidad de la superficie que se corta y la pérdida de precisión en el corte. Por lo tanto, el uso de las paredes del tubo mezclador requiere constante inspección y mantenimiento, lo cual conduce a reducir el tiempo de mecanización e incrementar los costos de operación de tales sistemas. La Figura 3 ofrece una representación esquemática de los fenómenos asociados con el desgaste de un tubo mezclador. Se piensa - 4 -que los fenómenos de erosión por impacto dominan el desgaste en la parte inicial del tubo mezclador cuando las partículas abrasivas se impactan sobre las paredes del tubo mezclador en diferentes ángulos de impacto. Además, las partículas abrasivas corriente abajo tienden a viajar paralelas a las paredes del tubo y la forma de desgaste tiende a cambiar de erosión por impacto a erosión de abrasión móvil. Intentos presentes para resolver estos problemas en el desgaste, incluyen: (a) el uso de tubos mezcladores hechos de materiales muy duros (por ejemplo, composición tungsteno carburo), (b) modificación de la estructura del flujo del chorro, por medio de la utilización de un chorro de agua anular y la introducción de abrasivos a través de un tubo central, como un intento de mantener los abrasivos lejos de las paredes del tubo mezclador, (c) modificación de la estructura del flujo del chorro, por medio de la introducción de abrasivos a través de un tubo central y con entrada de agua presurizada de puertos dirigidos hacia adentro de forma radial, cuyos flujos se combinan para crear una lechada de chorro que se enfoca en el tubo mezclador, (d) utilización de un cuerpo deflector central previo al tubo mezclador para crear una debilitación corriente abajo que ayuda a la entrada de los abrasivo en el corazón del chorro de agua, (e) utilización de abrasivos que son más suaves que las paredes del tubo mezclador, y (f) intentos para configurar la forma general del tubo mezclador para minimizar su desgaste. Todas las técnicas disponibles en la actualidad para reducir el desgaste del tubo mezclador tienen importantes deficiencias. Los materiales muy duros utilizados para tubos mezcladores son muy caros. - 5 - La modificación de la estructura del flujo del chorro por medio de la introducción de fenómenos de flujo secundarios es útil únicamente con flujos relativamente lentos y partículas abrasivas pequeñas; tal modificación también origina la expansión del chorro y fenómenos de flujo secundarios que limitan la capacidad de uno para controlar el proceso de cortado. El uso de partículas abrasivas más suaves que las paredes del tubo mezclador reduce la eficiencia del corte. Por consiguiente, a pesar de extensos esfuerzos de progreso para reducir el desgaste en el tubo mezclador del chorro de corte, existe una necesidad continua para otras mejoras en esta área. La presente invención suministra tal mejora. 3. OBJETIVOS Y VENTAJAS Se ha resumido arriba , de forma bastante general, la técnica previa que se relaciona a la presente invención con el propósito de que el contexto de la presente invención pueda ser mejor comprendido y apreciado. A este respecto, es instructivo considerar también los objetivos y ventajas de la presente invención. Es un objetivo de la presente invención, suministrar un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo, y su método de construcción y operación, que reduzca los problemas de desgaste y erosión experimentados en el tubo mezclador de chorro de corte. Es otro objetivo de la presente invención, suministrar un aparato de tubo mezclador que pueda reemplazar los tubos mezcladores que actualmente se utilizan en aparatos de corte de chorro de fluido abrasivo, para minimizar ios problemas de desgaste y erosión asociados en tales tubos. Es otro objetivo de la presente invención, suministrar un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo y su método de construcción y operación que expandirá la utilidad de tales cortadores de chorro, por medio del incremento de la precisión y eficacia de sus cortes. Todavía es otro objetivo de la presenté invención, suministrar un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo y su método de construcción y operación, que expandirá el rango de aplicaciones de tales cortadores de chorro. Otro objetivo de la presente invención es suministrar un método y mecanismo para el corte abrasivo que incrementará la eficacia del costo de tales procesos de corte. Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención serán rápidamente evidentes cuando la invención sea mejor comprendida, por medio de la referencia al siguiente resumen, dibujos y descripción detallada que la acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Reconociendo la necesidad del desarrollo de un tubo mezclador mejorado, el cual tendría mayor resistencia para ser desgastado por las mezclas de lechada abrasivas que fluyen a través de ellos, en general la presente invención está dirigida a satisfacer las necesidades enunciadas arriba y sobrepasar las desventajas identificadas con mecanismos de técnicas anteriores. - 7 - De acuerdo con una modalidad preferente de la presente invención, la necesidad anteriormente mencionada se puede satisfacer suministrando un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo que comprende: (a) una cámara que tiene una entrada a través en la cual ingresa un chorro de fluido presurizado a la cámara, la cámara también tiene un puerto a través del cual se vacían partículas abrasivas se extraen y entran dentro del chorro de fluido, la cámara también tiene una salida a través de la cual el chorro de fluido y las partículas abrasivas entrantes salen de la primera cámara, (b) un tubo mezclador que se define, al menos en parte, por una pared perimetral, un puerto de entrada del tubo y un orificio de salida del tubo, el puerto de entrada del tubo está cercano a la salida de la primera cámara, el chorro de fluido y las partículas abrasivas entrantes se mezclan en el tubo mezclador para formar un chorro de corte enfocado, el cual sale del tubo mezclador a través de su orificio de salida, (c) en donde al menos una parte de la pared del tubo mezclador es porosa, (d) un depósito de fluido lubricante que rodea el menos una parte del tubo mezclador que tiene la pared porosa, y (e) en donde el fluido lubricante pasa del depósito de lubricante y a través de la pared porosa para lubricar al menos una parte de la superficie del tubo mezclador para resistir la erosión del la pared del tubo mezclador, mientras que el chorro de fluido y las partículas abrasivas entrantes pasan a través y salen del tubo mezclador. De acuerdo a una segunda modalidad preferente de la invención, se suministra un método para reducir el desgaste en un tubo mezclador de chorro de corte, debido a un flujo de fluido abrasivo a través - 8 -dei tubo. El método comprende los pasos de (a) formar el tubo mezclador, tal que al menos una parte de su pared es porosa, (b) rodear al menos una parte de la pared externa de la pared del tubo mezclador con un depósito de fluido lubricante, y (c) forzar al fluido lubricante a pasar del depósito de lubricante y a través de la pared porosa para formar una capa lubricante entre la pared del tubo mezclador y el flujo del fluido abrasivo. Por consiguiente, se ha resumido arriba, de forma bastante general, la presente invención con el propósito de que la descripción detallada que sigue se pueda entender y apreciar mejor. Existen, por supuesto, características adicionales de la invención que se describirán más adelante y las cuales formarán la materia sujeta de cualquier reivindicación eventual para esta invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es una representación esquemática de los componentes de un sistema de corte de chorro de agua abrasivo. La FIG. 2 es una vista de corte transversal de la cabeza de corte típica en un sistema de corte de chorro de agua abrasivo. La FIG. 3 es una presentación esquemática que ilustra los fenómenos asociados con el desgaste y erosión de las paredes de un tubo mezclador. La FIG . 4 es una vista de corte transversal de una modalidad preferente de un aparato de corte de chorro de agua abrasivo de la presente invención . - 9 - DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERENTE Antes de explicar al menos una modalidad de la presente invención en detalle, se debe entender que la invención en esta aplicación no se limita a los detalles de la construcción y a los arreglos de los componentes enunciados en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de otras modalidades y de practicarse y llevarse a cabo en diferentes maneras. También, se debe entender que la fraseología y terminología empleada aquí, son para propósito de descripción y no se debe considerar como limitante. Haciendo referencia ahora a los dibujos en donde se muestran modalidades preferentes y en donde los números de referencia iguales designan elementos iguales desde el principio hasta el final, en la FIG.4 se muestra un aparato de corte de chorro de agua abrasivo 1 de la presente invención. Este consiste de una cámara 1 0 que tiene un orificio de entrada 12 a través del cual un chorro de agua de alta presión (50-600 MPa o 7.5-90 kpsi) entra a la cámara. El chorro de agua fluye a través de la cámara 10 e introduce partículas abrasivas que se suministran a presión baja a través de un puerto 14 en la pared lateral de la cámara. Las partículas abrasivas se combinan con el chorro de agua para formar un chorro de lechada que fluye de la salida de la cámara 16 e ingresa al puerto de entrada 18 del tubo mezclador o de enfoque 20del aparato. Como se muestra en la FIG. 4, esta modalidad utiliza un tubo mezclador 20 que se construye de una barra porosa a través de la cual una perforación central no se ha trabajado con máquina o moldeado, por ello - 10 -resulta en el tubo mezclador que tiene una pared de perímetro 22 que es porosa y un orificio de salida 24 a través del cual el chorro de lechada sale del tubo mezclador 20. La pared externa 26 del tubo mezclador está rodeada por un depósito de fluido lubricante o aceite 28. El depósito de fluido lubricante 28 es presurizado tal que el fluido lubricante se forza a entrar a la pared porosa para crear una película delgada de lubricante sobre las paredes del tubo mezclador 20 que sirve para protegerlas del desgaste y erosión ocasionados por el paso de las partículas abrasivas a través del tubo. Se debe apreciar que la forma de corte transversal del chorro que sale del tubo mezclador, se puede configurar para proporcionar una variedad de formas por medio de la configuración adecuada de la forma de corte transversal del tubo mezclador. Por ejemplo, el uso de un paso circular a través del tubo mezclador producirá un chorro de corte circular, mientras que el uso de un pasaje oval a través del tubo mezclador producirá un chorro de corte oval. Todas estas diferentes formas de corte transversal posibles se consideran para estar dentro del ámbito de la presente invención. En el uso, la presión en el depósito de fluido lubricante es mayor que la presión en el tubo mezclador 20. Dado que el lubricante se abastece constantemente del depósito de lubricante 28, los lugares donde las partículas abrasivas "arrancan" la capa protectora del lubricante se "reparan", reduciendo o evitando el daño a las paredes del tubo. El espesor de la película lubricante se diseña para evitar el contacto (impacto) entre las partículas en el chorro de lechada y las paredes de - 11 -perímetro o interiores del tubo mezclador y para evitar la tensión de carga alta sobre la pared que podría llevar a su erosión. Un análisis aproximado para determinar el espesor requerido de la capa lubricante, indica, por ejemplo, que una capa de espesor de aproximadamente 10-20 micrones de aceite, es suficiente para evitar el contacto entre la partículas abrasivas y la pared del tubo por un diámetro de 500 micrones, un chorro de lechada de 200m/seg que contiene partículas abrasivas de diámetro de 150 micrones que tienen una gravedad específica de 4 y donde el fluido de chorro es agua. Para este ejemplo, la viscosidad cinemática del lubricante debe ser de alrededor de 1 000 veces que la del agua (a 25°C). En general, el espesor requerido de la película lubricante depende de las condiciones del flujo, incluyendo velocidad de lechada, geometría del tubo, gravedad específica de las partículas abrasivas, forma y fracción de vacío, así como la viscosidad del fluido lubricante. En la mayoría de los casos, el espesor de la película lubricante necesita ser únicamente un porcentaje pequeño (alrededor de 0.5-6%) del diámetro del tubo mezclador. Debido a la diferencias en la viscosidad entre el fluido y el lubricante (típicamente, 100-40,000: 1 , si el aceite se utiliza como lubricante y el agua se utiliza como fluido de transporte, en 25°C), y la delgadez de la película lubricante, la velocidad del flujo lubricante se puede mantener en un nivel muy bajo (característicamente, debajo de 1 -5% del flujo de fluido transportador, y en algunos casos incluso tan bajo como 0.01 %). Por consiguiente, el consumo de lubricante es relativamente bajo. - 12 - El lubricante puede ser de cualquier tipo deseado, siempre que el lubricante cree una película protectora sobre la pared interior del tubo mezclador 20. El uso de polímeros líquidos suministra una ventaja adicional en la situaciones que involucran tendencia de corte alto (>107) como aquellas que ocurren en la tubo mezclador 20, dado que los polímero líquidos tienden a "endurecerse" bajo tales condiciones (es decir, convertirse a menos de un material viscoso y más de un sólido plástico). Por consiguiente, los polímeros líquidos pueden absorber mucha más energía y tensión de las partículas abrasivas que se mueven lateralmente. Lubricantes ligeros y sintéticos (tales como olefinas alfa poli) que se pueden extraer o forzar a un medio poroso de forma fácil, deben proveer algún nivel de protección a las paredes del tubo mezclador 20 bajo condiciones de flujo lento. En general , la prevención del desgaste y erosión en el tubo mezclador 20 mejora con el incremento de la viscosidad del fluido lubricante y con el incremento de las proporciones del flujo de fluido lubricante. En la modalidad preferente, el depósito de lubricante 28 y el chorro de corte de fluido , se presurizan de la misma fuente. Debido a la alta velocidad de la lechada a través del tubo mezclador 20 y a la fuente de fluido casi estancada en el depósito de lubricante 28, existe una diferencia de presión entre los lados, externo e interior, de la pared porosa del tubo mezclador 20, que es generalmente suficiente para vaciar el lubricante a través de la pared porosa. El depósito de lubricante 28 también se puede presurizar por medio de una bomba diferente si se necesita para obtener proporciones de flujo de fluido lubricante más altas. - 13 - El tubo mezclador 20 se pude hacer de un rango amplio de materiales porosos, pero preferentemente se hace de un material poroso, fácilmente manufacturado o moldeable, y duro. El tamaño de poro del tubo o el espesor de su pared pueden variar para suministrar proporciones de flujo lubricante diferentes. Se ha encontrado que los tamaños de poro nominal de 0.2-20 micrones trabajan bien en esta aplicación. Además, el tubo mezclador 20 no necesita estar completamente hecho de material poroso. Por ejemplo, una banda porosa se puede utilizar corriente arriba de un extremo de salida del tubo mezclador no poroso, para suministrar suficiente lubricación a lo largo de la superficie interior de la punta para reducir considerablemente su erosión. En una configuración diferente, la banda porosa puede estar corriente abajo de una parte no porosa, donde el desgaste sería más grande. Alternativamente, un tubo mezclador se puede configurar con múltiples bandas no porosas y porosas apiladas. Como otra alternativa, se puede configurar un tubo mezclador con múltiples bandas porosas apiladas que tienen diferentes proporciones de flujo lubricante (por ejemplo, debido a una porosidad o espesor diferente). Además, mientras que se prefiere un material poroso uniforme para el tubo mezclador 20, en una modalidad alternativa, sé pueden perforar un número de orificios muy finos a extremadamente finos (tal como por un taladro láser) a través de un tubo mezclador formado de un material no poroso para hacer el tubo efectivamente poroso. Se emprendieron varios experimentos para identificar el material poroso óptimo para esta aplicación. Se encontró que los - 14 -materiales sinterizados por gravedad fueron más útiles en esta aplicación que los materiales hechos por medio de compresión por presión, seguido de sinterización. Esto fue debido al hecho de que los materiales porosos son susceptibles de "estropeo o bloqueo" de los poros durante su maquinación para esta aplicación, incluso cuando se utiliza Maquinación de Descarga Eléctrica (EDM). Experimentos de maquinación repetidos de varios tamaños nominales en el rango de 0.2-20 micrones, mostraron que EDM del material de gravedad sinterizado, en parámetros de operación óptimos EDM (ver abajo), produjeron considerablemente menos estropeo que con los materiales porosos de presión compactada. Los parámetros de operación EDM óptimos para la fabricación de materiales porosos de gravedad sinterizada utilizaron velocidades de corte bajas, niveles de energía bajos y frecuencias de encendido bajas con Alambre EDM. Por ejemplo, la fabricación de tubos mezcladores de acero inoxidable 316, porosos con pequeño estropeo se pueden lograr utilizando los parámetros EDM siguientes: velocidad de corte = 0.38 mm/minuto, ciclo de encendido = 30 eß?, diámetro de cable = 0.25 mm cobre, con los otros parámetros que se especifican para la máquina utilizada (es decir, energía de encendido = 20% de max. , velocidad de cable = 20% de max. , tensión de cable = 80% de max. , y conductividad de agua = 67% de max.). Después del mecanizado, los tubos mezcladores se sumergen en un líquido que se vaporiza fácilmente, tal como metanol, y se limpian utilizando limpiado ultrasónico para eliminar escombros y partículas de carbono que se generan durante la maquinación. Como una alternativa para la maquinación de un material - 15 -poroso de gravedad sinterizada, uno puede elegir utilizar un material cerámico poroso y moldear este material de tal manera que se forma el paso que conecta una entrada del tubo mezclador y los puertos de salida en fundición original del tubo. La proporción de inyección de lubricante, se controla por medio de la diferencia de presión a través de la pared del tubo mezclador 20, la viscosidad del lubricante, permeabilidad del medio poroso, y el espesor de la pared del tubo mezclador. La presión dentro del tubo mezclador 20, no es constante debido al cambio en la velocidad de la lechada lo que resulta de los cambios en el área de corte transversal del tubo mezclador 20 y debido a la presión de corte a lo largo de la pared de perímetro de la boquilla del tubo mezclador 20. Para asegurar una proporción de flujo de lubricante deseable en cada punto, puede variar el espesor de las paredes porosas del tubo mezclador 20. La forma exacta del tubo mezclador 20 se puede determinar resolviendo las ecuaciones de movimiento para el flujo de fluido en los medio porosos con la proporción de flujo preescrita en cada punto como una condición limitante. Por consiguiente, es posible prescribir una proporción de inyección relativamente exacta. La eficiencia de operación de estos tubos mezcladores porosos se encontró para ser considerablemente incrementada, por medio de la filtración del fluido lubricante anterior a su inyección a través del material poroso. Sin tal filtración, el material poroso es muy propenso a atascarse con escombros encontrados en el fluido lubricante. Las piezas de este mismo material poroso se utilizaron para filtrar el fluido lubricante. - 16 - Con las paredes lubricadas, el diámetro del tubo mezclador 20 se puede reducir considerablemente a tamaños que son sólo ligeramente más grandes que el diámetro de la partícula abrasiva. Por ejemplo, si el diámetro máximo de partícula es alrededor de 150 micrones, el diámetro del tubo mezclador, puede en principio, reducirse a alrededor de 300 micrones, incluyendo la película de aceite. Los diámetros de tubo típicos están en el rango de tres veces el diámetro del orificio de la cámara de entrada, o sobre el orden de 50-3,000 micrones. Un diámetro más pequeño del tubo mezclador, suministra cortes más preciso y afilados con menos pérdida de material de una pieza de trabajo. Como otra consecuencia de la lubricación de las paredes del tubo mezclador expuestas a la lechada, la velocidad de lechada se puede incrementar a velocidades considerablemente más altas sin dañar las paredes del tubo, por ello incrementando el poder abrasivo de la lechada y la eficiencia de corte del sistema. Aunque la modalidad preferente de la invención utiliza líquido como el fluido de transporte, el fluido de transporte puede ser un gas o mezcla de liquido/gas. Además, mientras que la modalidad preferente utiliza partículas abrasivas como el material de corte principal, el tubo mezclador 20 lubricado de la presente invención, también debe reducir el desgaste, debido a la cavitación cuando se utiliza sólo con líquido de corte altamente presurizado. Por consiguiente, "el fluido abrasivo" o "fluido de corte", se debe entender que incluyen fluidos con o sin partículas abrasivas entrantes. Aunque el descubrimiento anteriormente citado se relaciona con modalidades preferentes de la invención, se entiende que estos detalles se han proporcionado únicamente para el propósito de clarificación. Varios cambios y modificaciones de la invención se harán evidentes, a uno que tenga experiencia ordinaria en la técnica , sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como a continuación se enuncia en las reivindicaciones.

Claims

- 18 - REIVINDICACIONES 1 . Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo, comprende; una cámara que tiene una entrada para recibir un chorro de fluido presurizado, un puerto para recibir un flujo de partículas abrasivas las cuales entran dentro de dicho chorro de fluido, y una salida a través de la cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicha cámara, un tubo mezclador que tiene un puerto de entrada para recibir dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, una pared interior para dirigir el flujo de dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, y un puerto de salida a través del cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicho tubo, caracterizado porque dicho puerto de entrada de tubo está próximo a dicha salida de cámara. un depósito de fluido lubricante que rodea al menos una parte de la pared exterior de dicho tubo mezclador, caracterizado porque, al menos una parte de dicha pared de tubo mezclador es porosa, y caracterizado porque dicho fluido lubricante pasa de dicho depósito de lubricante y a través de dicha pared porosa para lubricar al menos una parte de la superficie de dicha pared de tubo mezclador para resistir la erosión de dicha pared de tubo, mientras que el chorro de fluido y abrasivos introducidos fluyen a través de dicho tubo mezclador. 2. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque la dimensión de corte - 19 -transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador está en el rango de 50-3,000 micrones. 3. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dichas partículas abrasivas tienen un diámetro promedio de menos que la mitad de la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador. 4. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una viscosidad cinemática cuya relación con la viscosidad cinemática de dicho fluido de transporte del chorro, está en el rango de 100/1 -40,000/1 . 5. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una proporción de flujo cuya relación con la proporción de flujo del chorro de fluido y abrasivos introducidos, está en el rango de 1 /10,000 -1 /20. 6. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque el espesor de dicha pared de tubo mezclador varía a lo largo de su longitud , para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 7. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha pared de tubo mezclador tiene porosidad variable a lo largo de su longitud para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. - 20 - 8. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material cerámico poroso. 9. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 8, caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, está hecho a través de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación para dicho material cerámico poroso. 1 0. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un metal poroso. 1 1 . Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 10, caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida se hace por medio de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación, para dicho metal poroso. 1 2. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material poroso sinterizado por gravedad. 13. Un aparato de corte de chorro de fluido abrasivo de acuerdo a la reivindicación 1 2, caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, se hace por medio de la utilización de mecanizado de descarga eléctrica para mecanizar dicho material poroso. 14. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior - 21 -de un tubo mezclador de chorro de corte, debido a un chorro de fluido con partículas abrasivas entrantes que fluyen de dicho puerto de entrada del tubo, a lo largo de dicha pared de tubo y que salen a través de dicho puerto de salida del tubo, dicho método comprende los pasos de: formar dicho tubo mezclador, tal que al menos una parte de su pared sea porosa, rodear al menos una parte de la pared externa de dicha pared de tubo mezclador con un depósito de fluido lubricante, y forzar al fluido lubricante a pasar de dicho depósito de lubricante y a través de dicha pared porosa , para formar una película lubricante entre dicha pared de tubo mezclador y dicho flujo de fluido abrasivo. 15. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque la dimensión de corte transversal más que pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador está en el rango de 50-3,000 micrones. 16. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dichas partículas abrasivas tienen un diámetro promedio de menos que la mitad de la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador. 1 7. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una viscosidad cinemática cuya - 22 -relación con la viscosidad cinemática de dicho fluido de transporte del chorro, está en el rango de 1 00/1 - 40,000/1 . 18. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una proporción de flujo cuya relación con la proporción de flujo del chorro de fluido y abrasivos introducidos, está en el rango de 1 /1 0,000 - 1 /20. 19. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque el espesor de dicha pared de tubo mezclador varía a lo largo de su longitud, para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 20. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicha pared de tubo mezclador tiene porosidad variable a lo largo de su longitud para controlar la proporción de flujo de dicho fluido lubricante. 21 . Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material cerámico poroso. 22. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 21 caracterizado porque, el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, está hecho a través de un proceso seleccionado de el grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación para dicho - 23 -materiai cerámico poroso. 23. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un metal poroso. 24. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 23, caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida se hace por medio de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación, para dicho metal poroso . 25. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 14, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material poroso sinterizado por gravedad . 26. Un método para reducir la erosión sobre la pared interior de dicho tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 25, Caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, se hace por medio de la utilización de maquinación de descarga eléctrica para mecanizar dicho material poroso. 27. Un aparato de tubo mezclador para utilizar con un sistema de corte de chorro de fluido abrasivo, dicho sistema comprende una cámara que tiene una entrada para recibir un chorro de fluido presurizado, un puerto para recibir un flujo de partículas abrasivas, las cuales se introducen dentro de dicho chorro de fluido, y una salida a través de la cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicha - 24 -cámara, caracterizado porque dicho aparato de tubo mezclador comprende: un tubo mezclador que tiene un puerto de entrada para recibir dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, una pared interior para dirigir el flujo de dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, y un puerto de salida a través del cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicho tubo, caracterizado porque dicho puerto de entrada de tubo, está colocado próximo a dicha salida de cámara. un depósito de fluido lubricante que rodea al menos una parte de la pared exterior de dicho tubo mezclador, caracterizado porque, ai menos una parte de dicha pared de tubo mezclador es porosa, y caracterizado porque dicho fluido lubricante pasa de dicho depósito de lubricante y a través de dicha pared porosa para lubricar al menos una parte de la superficie de dicha pared de tubo mezclador, para resistir la erosión de dicha pared de tubo, mientras que el chorro de fluido y abrasivos introducidos fluyen a través de dicho tubo mezclador. 28. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador está en el rango de 50-3,000 micrones. 29. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque dichas partículas abrasivas tienen un diámetro promedio de menos que la mitad de la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada - 25 -y salida del tubo mezclador. 30. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una viscosidad cinemática cuya relación con la viscosidad cinemática de dicho fluido de transporte del chorro, está en el rango de 100/1 - 40,000/1 . 31 . Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una proporción de flujo cuya relación con la proporción de flujo del chorro de fluido y abrasivos introducidos, está en el rango de 1/10,000 - 1 /20. 32. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque el espesor de dicha pared de tubo mezclador varía a lo largo de su longitud , para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 33. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque dicha pared de tubo mezclador tiene porosidad variable a lo largo de su longitud para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 34. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material cerámico poroso. 35. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 34 caracterizado porque, el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, está hecho a través de un proceso seleccionado de el grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación para dicho material cerámico poroso. - 26 - 36. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27 , caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un metal poroso. 37. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 36 caracterizado porque, el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida se hace por medio de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación para dicho metal poroso. 38. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 27 , caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material poroso sinterizado por gravedad. 39. Un aparato de tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 38, caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, se hace por medio de la utilización de maquinación de descarga eléctrica para mecanizar dicho material poroso. 40. Un tubo mezclador para utilizar con un sistema de corte de chorro de fluido abrasivo, dicho sistema comprende una cámara que tiene una entrada para recibir un chorro de fluido presurizado, un puerto para recibir un flujo de partículas abrasivas, las cuales se introducen dentro de dicho chorro de fluido, una salida a través de la cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicha cámara, caracterizado porque dicho tubo mezclador tiene: un puerto de entrada para recibir dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos, una pared interior para dirigir el flujo de dicho - 27 -chorro de fluido y abrasivo entrantes, y un puerto de salida a través del cual dicho chorro de fluido y abrasivos introducidos salen de dicho tubo, caracterizado porque dicho puerto de entrada se coloca próximo a dicha salida de cámara, caracterizado porque, ai menos una parte de dicha pared de tubo mezclador es porosa, caracterizado porque dicho tubo mezclador cuando se utiliza es rodeado por un depósito de fluido lubricante, y caracterizado porque dicho fluido lubricante pasa de dicho depósito de lubricante y a través de dicha pared porosa para lubricar al menos una parte de la superficie de dicha pared de tubo mezclador, para resistir la erosión de dicha pared de tubo, mientras que el chorro de fluido y abrasivos introducidos fluyen a través de dicho tubo mezclador. 41 . Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador está en el rango de 50-3,000 micrones. 42. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dichas partículas abrasivas tienen un diámetro promedio de menos que la mitad de la dimensión de corte transversal más pequeña del paso que conecta dichos puertos de entrada y salida del tubo mezclador. 43. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una viscosidad cinemática cuya relación con la viscosidad cinemática de dicho fluido de - 28 -transporte del chorro, está en el rango de 100/1 - 40,000/1 . 44 Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicho fluido lubricante tiene una proporción de flujo cuya relación con la proporción de flujo del chorro de fluido y abrasivos introducidos está en el rango de 1 /10,000 - 1 /20. 45. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque el espesor de dicha pared de tubo mezclador varia a lo largo de su longitud, para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 46. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicha pared de tubo mezclador tiene porosidad variable a lo largo de su longitud para controlar la proporción de flujo del fluido lubricante. 47. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material cerámico poroso. 48. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 47 caracterizado porque, el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida, está hecho a través de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación para dicho material cerámico poroso. 49. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un metal poroso. 50. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 49 - 29 -caracterizado porque, el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida se hace por medio de un proceso seleccionado del grupo que consiste en procesos de fundición, moldeado y maquinación, para dicho metal poroso. 51 . Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 40, caracterizado porque dicho tubo mezclador poroso se fabrica de un material poroso sinterizado por gravedad . 52. Un tubo mezclador de acuerdo a la reivindicación 51 , caracterizado porque el paso del tubo mezclador que conecta sus puertos de entrada y salida , se hace por medio de la utilización de maquinación de descarga eléctrica para mecanizar dicho material poroso.