专利名称：水喷射切割装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种水喷射切割装置，并且更具体地说，涉及 一种具有磨料颗粒汇聚喷嘴的水喷射切割装置，此磨料颗粒汇聚喷 嘴能够增加与高压水一起从喷嘴喷射出的磨料颗粒的汇聚，以切割 并加工待加工的物体，从而提高加工精度并降低物体的表面粗糙度。
背景技术：
通常，当切割或加工待加工的物体时，水喷射切割装置使用具
有预定直径的磨并牛颗并立和高压7jC —起来切割4寺加工的物体，-睹如
铁。图4中详细示出了根据已知技术的水喷射切割装置。
如图4所示，才艮据已知技术的水喷射切割装置200以这样的方 式力口工;f寺力o工的物体，即通过磨泮牛颗粒供应管道210引入到辅助 罐220中的磨料颗粒借助气缸230的作用通过磨料颗粒排放管道 240被引至喷嘴，并且与通过高压排放管道250供应的高压水一起 从喷嘴260排出。
然而，具有这种结构的已知水喷射切割装置具有加工精度低的 问题，原因是磨料颗粒与高压水一起沿径向方向从喷嘴的端部喷 出。
进一步的问题是，由于磨料颗粒沿径向方向溅射，因而被加工 的主体材料的表面粗糙度在加工后恶化了 。
发明内容
因此，本发明致力于解决前述问题，并且通过采用能够增加磨 料颗粒到达喷嘴端部的汇聚程度的磨料颗粒汇聚喷嘴来提高加工 精度。
根据本发明的一个方面，提供了一种水喷射切割装置，其包括 喷嘴，排放出混合水，所述混合水是具有高压的高压水和磨料颗粒 的混合物；以及形成湍流的磨料颗粒汇聚喷嘴，湍流通过使从由喷 嘴形成的混合水的主水流分离出.并沿径向方向溅射的 一 些高压水 喷洒在表面上而4吏磨料颗粒与主水流汇聚。
在水喷射切割装置中，优选地，喷嘴具有与磨料颗粒汇聚喷嘴 连通的排;改孔。
在水喷射切割装置中，优选地，具有中空圓柱形形状的磨料颗 粒汇聚喷嘴包括 一个或多个内壁，在磨料颗粒汇聚喷嘴中垂直于 主水流i殳置； 一个或多个月空室，由一个或多个内壁和侧壁限定；以 及排放管道，与一个或多个腔室中的任一个连通，从而将混合水从 磨料颗粒汇聚喷嘴中排出。
在水喷射切割装置中，优选地，所述一个或多个内壁中的每一 个均具有允许主水流通过的孔口 ( orifice )。
在水喷射切割装置中，优选地，排方文孔具有与孔口和排i文管道 相同的直径。
在水喷射切割装置中，优选地，在所述一个或多个腔室的每一 个中，利用乂人主水流分离出的高压水的喷洒运动而在靠近所述一个 或多个内壁的位置处形成'湍流。
在水喷射切割装置中，优选地，因为由于湍流而^f吏磨^l"颗粒汇 聚到主水流中，所以主水流中的磨料颗粒的密度在主水流每次通过 所述一个或多个腔室的每一个时均会增加。
根据本发明的另一个方面，提供了一种水喷射切割装置，其包
括磨料颗粒供应管道，传输粉末形式的磨料颗粒；辅助罐，连接 于磨料颗粒供应管道，用于存储磨料颗粒；高压水供应管道，传输 具有高压的高压水；喷嘴，与辅助罐和高压水供应管道连通，用于 排放混合水，其中混合水为磨料颗粒和高压水的混合物；以及磨料 颗粒汇聚喷嘴，其以与喷嘴相连通的方式连接于喷嘴的端部，并且 磨料颗粒汇聚喷嘴具有一个或多个腔室，在此一个或多个腔室中利 用喷洒运动使从主水流分离出并且沿径向方向溅射的一些高压水 形成湍流，以使从混合水的主水流中分离出并且沿径向方向溅射的 磨料颗粒与主水流汇聚。
在水喷射切割装置中，优选地，磨料颗粒汇聚喷嘴包括第一、 第二、和第三内壁，在磨料颗粒汇聚喷嘴中垂直于主水流布置；第 一、第二、第三、和第四腔室，由磨料颗粒汇聚喷嘴的第一、第二、 和第三内壁和的侧壁限定；第一、第二和第三孔口，分别形成在第 一、第二、和第三内壁中，并且与排放孔同轴布置；排放管道，与 第一、第二、和第三孔口同轴，并且设置于第四腔室以从磨料颗粒 汇聚喷嘴排放出混合水。 在水喷射切割装置中，优选地，排放孔、第一至第三孔口、和
排;改管道具有相同的直径。
在水喷射切割装置中，优选地，乂人主水流分离出的一些高压水 依次喷洒在第一至第三内壁和侧壁上，乂人而形成指向主水流的湍
流o
在水喷射切割装置中，优选地，/人主水流分离出的一些高压水 与湍流一起与主水流汇聚。
在水喷射切割装置中，优选地，当主水流依次通过第一至第四 腔室时主水流中的磨料颗粒的密度会增大。
通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述
和其它目的、特征和其它优点，其中
图1是示出了具有根据本发明 一个实施例的磨料颗粒汇聚喷嘴 的水喷射切割装置的截面图2是示出了图1中所示的磨料颗粒汇聚喷嘴的放大截面图。
图3A到3D是示出了图2中所示的磨料颗粒汇聚喷嘴中磨料 颗粒汇聚顺序的示意图；以及
图4是示出了根据已知技术的水喷射切割装置的透视图。
具体实施例方式
现在将更详细地描述才艮据本发明优选实施例的水喷射切割装 置，附图中示出了它的实例。
如图l所示，具有根据本发明一个实施例的磨料颗粒汇聚喷嘴
的水喷射切割装置100包4舌磨料颗粒供应管道110、辅助罐120、 气缸130、磨4+颗粒排;改管道140、高压水供应管道150、喷嘴160、 和磨并+颗粒汇聚喷嘴170。
末，该粉末是细粒形式的。磨料颗粒供应管道110被安装成与辅助 罐120连通。
辅助罐120用于存储从磨料颗粒供应管道110供应来的磨一+颗 粒lll。优选地，辅助罐120存^f渚预定量的磨一牛颗粒111，以便能够 在水喷射切割装置100运4于时连续地将磨坤牛颗粒111供应纟合磨冲牛颗 粒排》i:管道140。
当水喷射切割装置IOO运行时，选冲奪性地利用从外部供应的能 量驱动气缸130,从而将辅助罐120中的磨料颗粒111连续地供应 纟会磨^"颗粒排》丈管道140。
磨料颗粒排放管道140连接于辅助罐120和喷嘴160,并将磨 料颗粒111传输给喷嘴160。
当驱动水喷射切割装置100时，高压水供应管道150 4吏用泵(未 示出)将具有预定压力的高压水供应^合喷嘴160,因此，通过磨泮牛 颗粒排;改管道140供应的磨料颗粒111和通过高压水管道150供应 的高压水相互混合。
喷嘴160用于排放混合水，其中混合水是磨料颗粒111和高压 水的混合物，并且喷嘴具有排》文孔161,该排放孔是设置在喷嘴160 端部处的开口 。
排》文孔161与磨料颗粒汇聚喷嘴170连通，并且设置在喷嘴160 的端部处。因此，排》文孔161将混合水传输到磨冲+颗粒汇聚喷嘴170。
磨料颗粒汇聚喷嘴170整体为中空圆柱形，并且在其中具有垂 直于混合水流布置的多个内壁171、 172、和173。因此，在中空圓 柱形结构中^是供了由内壁171、 172、和173限定的并且沿磨一+颗招: 汇聚喷嘴170的纵向方向布置的多个腔室174、 175、 176、和177。
参照图2，磨津+颗^i汇聚喷嘴170具有由三个内壁171、 172、 和173限定的四个腔室174、 175、 176、和177。
第一腔室174具有混合水入口孑L 178，此入口孔具有与喷嘴160 中的排;故孔161相同的直径并且i殳置在与喷嘴160的4姿合处。第一 腔室174进一步具有第一孔口 181,第一孔口 181具有与混合水入 口孔178相同的直径并且在面对混合水入口孔178的位置处i殳置于 第一内壁171中。
第二腔室175具有第二孔口 182，第二孔口 182具有与第一孔 口 181相同的直径并且被设置在第二内壁172中。第三腔室176具 有第三孔口 183，第三3L口 183具有与第一孔口 181和第二孔口 182
相同的直径。
第四腔室177具有排》文管道184，此排;改管道具有与第一孔口 181、第二孔口 182和第三孔口 183相同的直径，并JU一M丈由第一 腔室174、第二腔室175、和第三腔室176汇聚的磨料颗粒111和高 压水的混合水。
通过混合水入口孔178 4皮引入到腔室中的高压水喷洒在第一至 第三内壁171、 172、和173上，并因此在第一至第四腔室174、 175、 176、和177中形成湍流，因而^吏得磨料颗粒汇聚。将参照图3A到 3B详细描述此纟喿作。
如图3A所示，分别通过磨并牛颗粒排;汶管道140和高压水供应 管道150传输的磨并+颗粒111和高压水在喷嘴160中相互混合，随 后此混合物^皮引入到第一月空室174中。
这里，大部分的高压水(主水流)以汇聚状态前进到第一孔口 181，其中高压水流具有几乎与混合水入口孔178的直径相同的截 面，但是与具有混合水入口孔178的第一腔室174相接触的一些高 压水沿箭头A所示的方向溅射。此时， 一些磨冲+颗粒111也与高压 7JC—起溅射(见图3A的左部)。
所溅射的高压水喷洒在第一内壁171上并且在靠近第一内壁 171的位置处形成指向主水流的湍流(沿箭头a所示的方向)。这4吏 得磨料颗粒111在靠近第一孔口 181的位置处汇聚(见图3A的右 部)。
如图3B所示，从第一腔室174传输来的大部分高压水和磨料 颗粒111 (主水流)以汇聚的状态前进到第二孔口 182， ^f旦是喷洒在 具有第一孔口 181的第一内壁171上的一些高压水沿箭头B所示的 方向溅射。此时， 一些磨并牛颗粒111也与所溅射的高压水一起^皮溅射。
然而，因为由于第一月空室174中的湍流和第一孔口 181的原因 磨料颗粒111的密度增大了 ，所以从第一孔口 181溅射出的磨料颗 粒的量减小了 (见图3B的左部)。
所溅射的高压水与第二内壁172 4童击，并在靠近第二内壁172 的位置处形成指向主水流的湍流(沿箭头b所示的方向)，因此磨 料颗粒111在靠近第二孔口 182的位置处汇聚(见图3B的右部)。
如图3C所示，从第二腔室175传输来的大部分高压水和磨料-颗#立111以汇聚状态前进到第三孔口 183,<旦是与具有第二孔口 182 的第二内壁172相4妄触的一些高压水沿箭头C的方向溅射。此时， 一些磨坤+颗粒111也与一些高压水一起^皮溅射。
然而，因为由于第二月空室175中的湍流和第二孔口 182的原因 磨料颗粒111的密度增加了 ，所以所溅射的磨坤+颗粒111的量减少 了 (见图3C的左部)。
被賊射的一些高压水与第三内壁173撞击并在靠近第三内壁 173的位置处形成指向主水流的湍流(沿箭头c所示的方向)，因此 磨料颗粒lll在靠近第三孔口 183的位置处汇聚(见图3C的右部)。
如图3D所示，从第三腔室176传输来的大部分高压水和磨泮牛 颗粒111以汇聚状态前进到排放管道184，但是与第三内壁173相 接触的一些高压水沿箭头D所示的方向溅射。此时， 一些磨料颗粒 111也与高压水一起一皮溅射。
然而，因为由于第三腔室176中的湍流和第三孔口 183的原因 磨泮+颗并立111的密度增加了 ，所以从第三孔口 183溅射的磨冲+颗沣立 111的量减少了。优选地，所有磨料颗粒111都汇聚到主水流(见 图3D中的左部)。
高压水中^皮'减射的高压水与第四腔室177的下侧壁撞击并在靠 近排》丈管道184的位置处形成指向主水流的湍流(在箭头d所示的 方向中)。这4吏得磨料颗粒111在靠近排放管道184的位置处汇聚(见 图3D的右部)。
由于这种操作，当主水流依次通过第一、第二、第三、和第四 腔室174、 175、 176、和177时，从排放管道184排放的磨料颗粒 111汇聚到主水流。因此，磨料颗粒111不沿径向方向賊射而是汇 聚在一皮加工的物体上。
月空室174、 175、 176、和177的凄丈量、内壁171、 172、和173
的数量、以及孔口的直径都不限于该实施例，而是可以才艮据各种因 素自由确定，比如磨料颗粒111的尺寸、磨料颗粒111的量、和载 运水流的压力。
具有根据本发明的磨料颗粒汇聚喷嘴的水喷射切割装置的优 点在于，通过使用与磨料颗粒汇聚喷嘴的内壁撞击的 一些高压水形 成湍流，来增加通过腔室的孔口的磨料颗粒的密度，从而增加加工精度。
前述发明已经才艮据优选实施例对磨料颗粒汇聚喷嘴进行了详 细描述。然而，本领J或的冲支术人员应该理解，在不背离所附斥又利要 求中所公开的本发明的范围和精神的前提下，可以作出各种修改、 增加和*#换。
权利要求
1.一种水喷射切割装置，包括喷嘴，排放混合水，所述混合水是具有高压的高压水和磨料颗粒的混合物；以及磨料颗粒汇聚喷嘴，通过使所述高压水中的从由所述喷嘴形成的所述混合水的主水流中分离出并沿径向方向溅射的部分经过喷洒运动，而形成使所述磨料颗粒与所述混合水的所述主水流汇聚的湍流。
2. 根据权利要求1所述的水喷射切割装置，其中，所述喷嘴具有 与所述磨料颗粒汇聚喷嘴连通的排放孔。
3. 根据权利要求1所述的水喷射切割装置，其中，所述磨料颗粒 汇聚喷嘴具有中空圆柱形形状，所述磨料颗粒汇聚喷嘴包括一个或多个内壁，在所述磨料颗粒汇聚喷嘴中垂直于所 述主水流i殳置；一个或多个月空室，由所述一个或多个内壁及侧壁限定；以及排;故管道，与所述一个或多个腔室的任一个连通，乂人而 从所述磨料颗粒汇聚喷嘴排出所述混合水。
4. 根据权利要求3所述的水喷射切割装置，其中，所述一个或多 个内壁中的每一个均具有3L口 ，所述主水流通过所述3L口传输。
5. 根据权利要求4所述的水喷射切割装置，其中，所述排放孔具 有与所述孔口和所述排放管道相同的直径。
6. 根据权利要求3所述的水喷射切割装置，其中，在所述一个或 多个腔室中的每一个中，利用所述高压水的从所述主水流分离 出的所述部分的喷洒运动，在靠近所述一个或多个内壁的位置处形成湍 流o
7. 根据权利要求6所述的水喷射切割装置，其中，由于所述湍流 4吏所述磨料颗粒汇聚到所述主水流，所述主水流中的所述磨料 颗粒的密度在所述主水流每次穿过所述一个或多个腔室中的 每一个时均增加。
8. —种水喷射切割装置，包括磨料颗粒供应管道，传输粉末形式的磨料颗粒；辅助罐，连接于所述磨料颗粒供应管道，用于存储所述 磨料颗粒；高压水供应管道，传输具有高压的高压水；喷嘴，与所述辅助罐和所述高压水供应管道连通，用于 排方文混合水，所述混合水为所述磨料颗粒和所述高压水的混合 物；以及磨料颗粒汇聚喷嘴，其以与所述喷嘴连通的方式连接于所述喷嘴的端部，并且所述磨料颗粒汇聚喷嘴具有一个或多个 月空室，在所述一个或多个月空室中，通过喷洒运动4吏所述高压7jc 的乂人主水流分离出并且沿径向方向賊射的部分形成湍流，以佳: /人所述混合水的所述主水流分离出并沿径向方向溅射的所述 磨料颗粒与所述主水流汇聚。
9. 根据权利要求8所述的水喷射切割装置，其中，所述磨料颗粒 汇聚喷嘴包括第一内壁、第二内壁、和第三内壁，在所述磨4牛颗粒汇 聚喷嘴中垂直于所述主水流设置；第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，由所述磨 浑十颗粒'/匚聚赁p胃的所述第一内壁、所述第二内壁、所述第三内 壁、及侧壁限定；第一孔口、第二孔口、和第三孔口，分别形成在所述第 一内壁、所述第二内壁、和所述第三内壁中，并与排放孔同轴 布置；以及排放管道，与所述第一孔口、所述第二孔口和所述第三 孔口同轴布置，并且i殳置于所述第四腔室以/人所述磨料颗粒汇 聚喷嘴排出所述混合水。
10. 根据权利要求9所述的水喷射切割装置，其中，所述排放孔、 所述第 一孔口至所述第三孔口 、和所述排;改管道具有相同的直 径。
11. 根据权利要求9所述的水喷射切割装置，其中，所述高压水的 A人所述主水流分离出的部分依次喷洒在所述第一内壁至所述 第三内壁和所述侧壁上，/人而形成指向所述主水流的瑞流。
12. 根据权利要求11所述的水喷射切割装置，其中，所述高压水 的乂人所述主水流分离出的所述部分和所述湍流一起与所述主 水流汇聚。
13. 根据权利要求12所述的水喷射切割装置，其中，当所述主水 流依次穿过所述第 一腔室至所述第四腔室时，所述主水流中所 述磨术牛颗粒的密度增加。
全文摘要
本发明提供了一种具有磨料颗粒汇聚喷嘴的水喷射切割装置，其能够增加磨料颗粒的汇聚程度，从而使得加工精度提高并且所加工物体的表面粗糙度降低。该水喷射切割装置包括喷嘴，排放混合水，其中混合水为高压水和磨料颗粒的混合物；以及磨料颗粒汇聚喷嘴，形成湍流，湍流通过引起从由喷嘴形成的混合水的主水流分离出并沿径向方向溅射的一些高压水的喷洒运动而使得磨料颗粒与主水流汇聚。此结构使得通过腔室的孔口的混合水中的磨料颗粒的密度增加。因此，提高了待加工物体的加工精度。
文档编号B24C1/00GK101347925SQ200710308329
公开日2009年1月21日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年7月20日
发明者伸补圣, 张晶勋, 朴康秀, 朴恋敬, 朴炳国, 李采文, 金宏植, 高郑像 申请人:三星电机株式会社;釜山大学校算学协力团