水射流加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种水射流加工装置，包括供压系统、喷射系统和供料系统，供压系统与供料系统分别连接至喷射系统，喷射系统包括混砂腔和喷嘴，混砂腔将高压水与磨料混合后形成混合液，喷射系统还包括整形管，整形管的第一入口与混砂腔的出口连通，整形管的出口与喷嘴连通，混砂腔将混合液从混砂腔的出口低速射入整形管内，形成中心水射流；供压系统还包括缓冲介质供给机构，缓冲介质供给机构与整形管的第二入口相连通，缓冲介质供给机构将缓冲介质射入整形管中，缓冲介质包裹在中心水射流的周侧，包裹有缓冲介质的中心水射流从喷嘴射出而作用于被加工的工件。本实用新型专利技术的水射流加工装置，降低了喷嘴及混砂腔的磨损率，降低了维护成本。

【技术实现步骤摘要】
水射流加工装置
本技术涉及水射流加工
，特别是涉及一种水射流加工装置。
技术介绍
水射流加工包括纯水水射流加工和附加磨料的磨料水射流加工。纯水水射流加工对喷嘴的磨损远远低于磨料水射流加工，但纯水水射流的加工效率远远低于磨料水射流加工的加工效率。 一般的水射流加工装置的喷嘴及混砂腔磨损率较高，造成高磨损率的主要原因是掺杂磨料的水射流在高压高速的情况下通过喷嘴和混砂腔时，磨料会直接摩擦喷嘴及混砂腔的内壁，从而造成混砂腔及喷嘴的磨损，最终影响加工能力。这就需要频繁的更换混砂腔及喷嘴，维护成本较高。
技术实现思路
鉴于现有技术的现状，本技术的目的在于提供一种水射流加工装置，降低了喷嘴及混砂腔的磨损率，维护成本低。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案: 一种水射流加工装置，包括供压系统、喷射系统和供料系统，所述供压系统与所述供料系统分别连接至所述喷射系统，所述喷射系统包括混砂腔和喷嘴，所述混砂腔将高压水与磨料混合后形成混合液， 所述喷射系统还包括整形管，所述整形管的第一入口与所述混砂腔的出口连通，所述整形管的出口与所述喷嘴连通，所述混砂腔以中等压力将所述混合液从所述混砂腔的出口射入所述整形管内，形成中心水射流； 所述供压系统还包括缓冲介质供给机构，所述缓冲介质供给机构与所述整形管的第二入口相连通，所述缓冲介质供给机构以所述中等压力将缓冲介质射入所述整形管中，所述缓冲介质包裹在所述中心水射流的周侧，包裹有缓冲介质的中心水射流从所述喷嘴射出而作用于被加工的工件。 在其中一个实施例中，所述缓冲介质为液体、气体或气液混合混合物。 在其中一个实施例中，所述缓冲介质为纯水或空气或纯水与空气的混合物。 在其中一个实施例中，所述整形管的出口的内径沿所述整形管的轴向方向逐渐变小，从而使所述中心水射流的流速沿所述整形管的轴向方向逐渐变大。 在其中一个实施例中，所述整形管的出口的内壁为光滑内壁。 在其中一个实施例中，所述整形管的出口的内壁上设置有螺旋形位槽。 在其中一个实施例中，所述喷嘴的孔形形状为圆形、长方形、正方形、椭圆形或三角形。 在其中一个实施例中，所述喷嘴的形状为圆形，所述喷嘴的内径为I微米-100微米。 在其中一个实施例中，所述混砂腔的出口的内径为所述喷嘴的内径的2倍以上。 在其中一个实施例中，所述喷嘴为直线型的狭长结构。 在其中一个实施例中，所述喷嘴的外径小于3毫米，所述喷嘴的内径小于50微米，所述喷嘴的长度大于100毫米。 在其中一个实施例中，所述喷嘴为柔性弯曲结构或刚性弯曲结构。 在其中一个实施例中，所述喷嘴的材料为碳化钨、金刚石或蓝宝石。 在其中一个实施例中，所述中等压力的压力值小于400兆帕。 本技术的有益效果是: 本技术的水射流加工装置，通过在整形管中将缓冲介质包裹在中心水射流的周侧，避免了磨料与喷嘴及整形管之间的直接接触，从而降低了喷嘴的磨损率。混砂腔以中等压力将混合液低速射出，由于混合液在混砂腔内的流速较低，从而降低了磨料对混砂腔的磨损。本技术的水射流加工装置，通过使用缓冲介质及缩流效应，有效的控制了磨料对混砂腔及喷嘴的磨损，使得加工的一致性得到了精确的控制，降低了维护成本。 【附图说明】 图1为本技术的水射流加工装置一实施例的系统框图； 图2为本技术的水射流加工装置的喷射系统实施例一的结构示意图； 图3为本技术的水射流加工装置的喷射系统实施例二的结构示意图； 图4为本技术的水射流加工装置的喷射系统实施例三的结构示意图； 图5为本技术的水射流加工装置的喷射系统实施例四的结构示意图； 图6为本技术的包裹有缓冲介质中心水射流的仿真结果示意图； 图7为本技术的中心水射流沿整形管的轴向方向的速度仿真结果示意图； 图8为本技术的中心水射流沿喷嘴的径向方向的速度仿真结果示意图。 【具体实施方式】 为了使本技术的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本技术的水射流加工装置作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术并不用于限定本技术。 参见图1至图8，如图1所示，本技术的水射流加工装置包括供压系统100、喷射系统200和供料系统300，且供压系统100和供料系统300分别连接至喷射系统200。其中，供压系统100包括供水装置110、加压设备、储能设备、压力控制机构、高压水箱、动力源和缓冲介质供给机构120 ;供料系统300包括调节阀、磨料供给机构310和磨料仓，调节阀和磨料仓分别连接至磨料供给机构310 ;喷射系统200包括混砂腔210、整形管220和喷嘴230，且整形管220设置在混砂腔210及喷嘴230之间，即混砂腔210的出口与整形管的第一入口 221相连通，整形管的出口 223与喷嘴230的入口相连通。 供水装置110依次与加压设备、储能设备和高压水箱相连通，且加压设备与储能设备分别与压力控制机构相连接。加压设备用于将供水装置提供的低压水形成高压水，储能设备用于稳定高压水的水压，高压水箱用于储存高压水，且高压水箱与混砂腔210相连通，用于将高压水射入混砂腔210内。 磨料供给机构310与混砂腔210相连通，用于将磨料射入至混砂腔210中。磨料与高压水在混砂腔210内进行充分的混合后形成混合液，然后混砂腔210以中等压力将混合液从混砂腔210的出口低速射入整形管220内，形成中心水射流，其中，中心水射流的速度远远大于混合液的速度。这样，由于混合液的流速较低，减小了混合液中磨料与混砂腔210内壁之间的摩擦，从而降低了混砂腔210的磨损率。 缓冲介质供给机构120的输入端与动力源相连接，且缓冲介质供给机构120的输出端与整形管220的第二入口 222相连通，用于将缓冲介质射入整形管220中。在本实施例中，缓冲介质供给机构120以中等压力将缓冲介质射入整形管220内。缓冲介质包裹在中心水射流的周侧，包裹有缓冲介质的中心水射流从喷嘴230射出而作用于被加工的工件。 如图6所示，包裹有缓冲介质的中心水射流从喷嘴230射出时，避免了喷嘴230与含有磨料的中心水射流的直接接触，从而降低了喷嘴230的磨损率。应当清楚的是，从喷嘴230喷出的包裹有缓冲介质的中心水射流的速度大于从混砂腔210射出的中心水射流的速度，这样可以保证该水射流加工装置的加工能力。 优选地，中等压力的压力值小于400兆帕，这样可以节约能源，降低对设备的要求。传统的水射流加工采用纯水水射流加工代替磨料水射流加工来降低对喷嘴230及混砂腔210的磨损，但为了保证加工能力，对压力的要求越来越高(400兆帕以上)，这就导致了能源损耗。本实施例中采用压力值小于400兆帕的中等压力，节约了能源。 通过在整形管220中将缓冲介质包裹在中心水射流的周侧，避免了磨料与喷嘴230及整形管220之间的直接接触，从而降低了喷嘴230的磨损率。混砂腔210将混合液低速射出，由于混合液在混砂腔210内的流速较低，从而降低了磨料对混砂腔210的磨损。通过使用缓冲介质及缩流效应，有效的控制了磨料对混砂腔210及喷嘴230的磨损，使得加工的一致性得到了精确的控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水射流加工装置，包括供压系统、喷射系统和供料系统，所述供压系统与所述供料系统分别连接至所述喷射系统，所述喷射系统包括混砂腔和喷嘴，所述混砂腔将高压水与磨料混合后形成混合液，其特征在于：所述喷射系统还包括整形管，所述整形管的第一入口与所述混砂腔的出口连通，所述整形管的出口与所述喷嘴连通，所述混砂腔以中等压力将所述混合液从所述混砂腔的出口射入所述整形管内，形成中心水射流；所述供压系统还包括缓冲介质供给机构，所述缓冲介质供给机构与所述整形管的第二入口相连通，所述缓冲介质供给机构以所述中等压力将缓冲介质射入所述整形管中，所述缓冲介质包裹在所述中心水射流的周侧，包裹有缓冲介质的中心水射流从所述喷嘴射出而作用于被加工的工件。

【技术特征摘要】
1.一种水射流加工装置，包括供压系统、喷射系统和供料系统，所述供压系统与所述供料系统分别连接至所述喷射系统，所述喷射系统包括混砂腔和喷嘴，所述混砂腔将高压水与磨料混合后形成混合液，其特征在于: 所述喷射系统还包括整形管，所述整形管的第一入口与所述混砂腔的出口连通，所述整形管的出口与所述喷嘴连通，所述混砂腔以中等压力将所述混合液从所述混砂腔的出口射入所述整形管内，形成中心水射流； 所述供压系统还包括缓冲介质供给机构，所述缓冲介质供给机构与所述整形管的第二入口相连通，所述缓冲介质供给机构以所述中等压力将缓冲介质射入所述整形管中，所述缓冲介质包裹在所述中心水射流的周侧，包裹有缓冲介质的中心水射流从所述喷嘴射出而作用于被加工的工件。2.根据权利要求1所述的水射流加工装置，其特征在于: 所述缓冲介质为液体、气体或气液混合物。3.根据权利要求1所述的水射流加工装置，其特征在于: 所述缓冲介质为纯水或空气或纯水与空气的混合物。4.根据权利要求1所述的水射流加工装置，其特征在于: 所述整形管的出口的内径沿所述整形管的轴向方向逐渐变小，从而使所述中心水射流的流速沿所述整形管的轴向方向逐渐变大。5.根据权利要求4所述的水射流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文武，郭春海，张天润，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：浙江;33