6mm的 内径，并且可以由金刚石或蓝宝石材料构成。模具64的下游是混合腔92。在图示的示例中， 混合腔92限定在通过螺纹连接件70与入口段60配合的喷嘴壳体80中。混合腔92具有 比模具64的入口孔66大的横截面积。混合腔92的下游是聚焦段100,聚焦段100终止于 用于产生高压磨料射流的射流限定出口孔102。聚焦段100用于使水准直以形成射流。聚 焦段100优选为喷嘴的紧邻出口孔102的恒径（constant-diameter)部分，出口孔102用 作刀头50的出口。可以选择聚焦段的长度以增大出射束凝聚性（coherency)和/或增大 混合管的总体使用寿命。出口孔102可以具有任意适当的尺寸，这很大程度上取决于所用 的磨料颗粒的粒度分布。例如，射流限定孔102可以具有范围为约0. 08到约0. 6mm的直径。 如本领域所知，喷嘴壳体80可以包括喷嘴90,喷嘴90由与喷嘴壳体80的其余部分不同的 材料构成，并压配合或机械固定到主体上的相应开口中。例如，可以选择碳化鹤（tungsten carbide)作为喷嘴90的材料，以提供更高的耐用性和使用寿命。
[0026] 根据本发明的优选实施方式，刀头50设置成用于非常精细的切口切割，例如以提 供宽度小于〇. 5mm的切口，例如宽度约0. 050mm至约0. 45mm的切口。在这种实施方式中， 入口液体压力的范围为约3000至4000巴可能是适当的。在这种实施方式中，入口孔66可 以具有范围为约0. 08至0. 45mm的面积/直径，且射流限定出口孔102可以具有约0. 08mm 至约0· 6mm的面积/直径。
[0027] 与现有技术相反，根据本发明，喷嘴90具有新颖的内部几何结构，该新颖的内部 几何结构设置为提供非常精细的切割束，且由此获得的非常精细的切口切割。该新颖的内 部几何结构特别与喷嘴90/喷嘴壳体80的混合段的结构最为相关，该结构也就是在任意聚 焦段100之前，即，喷嘴90的使磨料浆体流在其中因高压液体射流加速并与高压液体射流 混合的部分。具体地，混合腔92设有释放侧壁部（relieved sidewall portion)，该释放侧 壁部在由导管62到出口孔102之间的射流路径外侧从聚焦段径向向外延伸。因此，所述侧 壁从上游端朝向出口孔102向内渐缩。该释放侧壁在浆体入口和射流路径之间产生间隙空 间，并有效增大浆体的用于在液体射流中夹带的暴露表面积。
[0028] 另外，在紧邻所述释放侧壁部的单独的周向位置设置有浆体口。在浆体中使用精 细磨料颗粒，释放侧壁、射流和混合腔侧壁之间减小的整体间隙，以及/或者邻近/或沿着 释放侧壁逐渐引入磨料浆体允许可控地将磨料夹带到切割束中，使得在短距离内快速加速 磨料颗粒并因此具有整体更短的喷嘴长度，这将在下文更详细说明。更短的整体喷嘴长度 是有利的，因为在水射流束中因水射流束与管道之间的摩擦导致的能量损耗更少。此外，很 短的喷嘴能够提供更分散的射出束，并因此在待切割的目标材料中产生渐缩的切割。这在 一些将自泄压槽（self-relieving slot)作为重要要求的工业筛（industrial screen)的 生产中是有利的。
[0029] 已经发现的是，混合腔92具有比入口孔66的直径大1. 5-2倍的宽度是适当的。 例如，已经发现的是，对于直径测量为0.1 mm的入口孔来说，混合腔的名义宽度（nominal width，不包括释放部）测量为0. 15到0. 2mm是适当的。当束穿过混合腔时，这种布置在束 和混合腔的侧壁之间提供最小间隙。可以相信的是，该最小间隙减小了磨料颗粒撞击在侧 壁上和颗粒成团的可能性，并且提高了颗粒在穿过的束中的夹带。
[0030] 现在参考图3至图7,喷嘴壳体80限定细长通道82,该细长通道与入口孔66流体 连通，并因而与入口导管62流体连通。细长通道82沿居中于入口孔66的轴线X延伸至出 口孔102,最佳如图3所示。细长通道82贯穿混合腔92和聚焦段100。在一些实施方式中， 聚焦段的长度是喷嘴90的长度的约10 %至约50%，混合腔92的长度是喷嘴90的长度的 约1 %至约80%。综合考虑能量损耗率和切割速度，可以改变聚焦段长度以在增大的束凝 聚性和喷嘴寿命之间作权衡。
[0031] 最佳如图4和图7所示，混合腔92由喷嘴壳体80的侧壁94限定。喷嘴壳体80 还限定与细长通道82流体连通的至少一个开口 96,以允许混合腔92中进入浆体的低压 流。例如，衆体流可以通过包括懦动泵（peristaltic pump)的压力系统加压，该懦动泵用 于以约为水束质量的8-20%的质量流率（mass flow rate)供给衆体流。所述衆体流包括 悬浮在液体中（例如水中）的磨料颗粒。例如，磨料颗粒可以包括石榴石、沙子、氧化铝、橄 榄石（olivine)或其他AWJ应用中经常使用的材料。再例如，这些颗粒可以具有范围为约 0. 005mm至约0. 225mm的平均粒度。在本发明的优选实施方式中，磨料颗粒被选择成提供非 常精细的切口切割，并且具有范围为约〇. 15mm至0. 225mm的平均粒度。
[0032] 根据本发明，混合腔92的侧壁94具有释放部98,最佳如图7所示。在聚焦段100 和浆体入口 96之间的区域，释放部98从轴线X径向向外延伸。该释放部98设置为从浆体 入口 96的下游边缘开始逐渐收缩。在一些实施方式中，该收缩持续到聚焦段100,如图7所 示。因此，侧壁的释放部98中混合腔92的侧壁94和沿轴线X延伸的射流路径之间产生间 隙空间，并有助于使通过浆体口 96接纳的浆体流沿释放部98向下流动，如图8中所示意。 释放部98的所有部分均未设置为横跨X轴线或射流的路径，横跨X轴线或射流的路径会导 致射流撞击在侧壁上。相反，释放部98在穿过模具孔66到出口孔102的射流路径外侧产 生间隙空间，其中模具孔66和出口孔102与轴线X同心排列。这种排列基本上防止了通过 的水射流与喷嘴主体的撞击和由此导致的磨损以及能量损耗。因此，释放部并不用于改变 液体流的方向，或者加速或聚焦液体流，而是为浆体流在射流路径外侧产生沿释放侧壁的 表面区域的间隙空间。来自浆体口 96和/或沿释放侧壁流动的磨料颗粒浆体由通过的沿 侧壁或其他部分的束捡拾并加速，从而为磨料颗粒在短距离提供快速加速。另外，逐步供给 浆体有助于防止阻塞和过度撞击，并且还有助于以有序方式改善颗粒夹带。
[0033] 应该注意的是，在一些实施方式中，通道82在横向于轴线X的横截面上不对称 (参见喷嘴90,图6)。在一些实施方式中，通道82通过以下方式来形成：在实心坯料（solid blank)中设置中心通过孔，该中心通过孔的尺寸形成为能够设置所需的出口孔102尺寸； 以及随后还加工（work)该坯料，以设置相对于聚焦段100径向向外延伸的释放侧壁98。因 此，由于还加工所述坯料，所述侧壁还可以从浆体口 96的上方（上游）释放/渐缩，但侧壁 94的该渐缩部分并不被严格要求达到本文所描述的结果。
[0034] 例如，出口孔102和所述通过孔的横截面可以是圆形，并且可以具有范围为约 0· 15mm至约0.45mm的直径。应该注意的是，出口孔102、浆体口 96、入口孔66和所述中心 孔的尺寸以及磨料颗粒尺寸必须均为考虑到防止被磨料颗粒堵塞来设置尺寸。例如，已经 发现的是，出口孔102或中心孔的直径为磨料粒度的2-3倍是合