一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备的制作方法

本发明涉及磨料水射流机械设备设计技术领域，尤其涉及一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备。

背景技术：

水射流是由喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，射流的流速取决于喷嘴出口截面前后的压力降。水射流是能量转变与应用的最简单的一种形式。通常，动力驱动泵通过对水完成一个吸、排过程，将一定量的水泵送到高压管路，使其以一定能量到达喷嘴。而喷嘴的孔径要求比高压管路直径小得多，因此到达喷嘴的这一一定量的水要想流出喷嘴孔，必须加速。这样，经过喷嘴孔加速凝聚的水就形成了射流。磨料射流是指磨料在某种外动力的作用下被加速后，高速运动的磨料所形成的射流。传统的磨料水射流设备是以水作为介质，通过高压发生设备使它获得巨大能量后，再通过供料装置将磨料直接注入高压水中，使其以一种特定的流体运动方式高速从喷嘴喷射出来，形成能量高速集中的一股磨料水射流。

然而，然而，现有的前混合磨料射流设备不能实现前混合磨料射流工作连续性差等问题，还不能有效避免停泵装砂工序而造成设备无法连续作业的情况发生，严重制约设备运行效率；有些前混合磨料射流设备不能将高压水分成两路进行输入，既不能实现磨料罐上端砂水混合并形成流态化功能，也无法实现并联磨料罐底部过渡阀体内多路水流的输入功能，有些前混合磨料射流设备不能将高压水直接输入并联磨料罐内中部，无法为并联磨料罐内中部区域的砂水流态化提供水源，有些前混合磨料射流设备不能实现并联磨料罐中部区域砂水循环混合流体化功能，还不解决并联磨料罐中出现单一位置砂水混合流态化的技术问题，也无法避免设备作业后期磨料混合液浓度发生变化，有些前混合磨料射流设备不能实现多个串联式混合阀体串联工作，无法实现串联式混合阀体高压水分流分向输入和混合液输出并连续工作功能，还有的前混合磨料射流设备不能实现固定并联磨料罐中水与砂的混合配比，无法限制混合液的输出浓度，不能满足实际情况的需求。因此，有必要提供一种结构简单、操作快捷方便、安全高效的一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作快捷方便、安全高效的一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备，包括超高压移动泵站和三维机床台，其中，还包括串联式混合阀体和并联磨料罐，所述串联式混合阀体的左端设有输入端口，所述输入端口的上端设有竖直分流管，所述竖直分流管的下端低位输入软管，竖直分流管的上端设有高位输入接头，所述并联磨料罐的下端安装有过渡阀体，所述过渡阀体还安装在串联式混合阀体的上端，所述过渡阀体内设有正l形孔，所述正l形孔的左端与低位输入软管相连接，所述正l形孔的上端安装有竖直内细管，所述竖直内细管的上端设有弧形弯管，所述弧形弯管的顶部设有喷管头，所述喷管头的中心轴线与竖直内细管的中心轴线呈10～15°夹角，所述串联式混合阀体的两侧分别安装有纯水输入管路和混合液输出管路，所述串联式混合阀体内设有偏置盲通道和主水平通道，所述主水平通道的中部安装有手动切断阀杆，所述手动切断阀杆的轴线与主水平通道的轴线相垂直，所述偏置盲通道与主水平通道之间设有通孔，所述通孔直径为盲通道直径的1/2倍，所述通孔直径为主水平通道直径1/4倍，所述主水平通道的左端安装有上位分流接头，所述上位分流接头与纯水输入管路相连接，主水平通道的右端安装有下位分流接头，所述下位分流接头与混合液输出管路相连接，所述混合液输出管路的右端通过高压胶管安装有喷嘴，所述纯水输入管路的左端与竖直分流管的底部相连接。

所述串联式混合阀体的下端安装有移动底座，所述串联式混合阀体至少有两个，且均匀分布在移动底座上，所述并联磨料罐至少有两个，且通过过渡阀体安装在串联式混合阀体的上端。

所述并联磨料罐的上端安装有上阀体，所述上阀体内设有倒l形管，所述倒l形孔的下端安装有分流器，所述分流器的下端安装有三角支架式分流管，所述分流器还位于并联磨料罐内，所述并联磨料罐的上侧设有侧位并联输入管，所述并联输入管的左端与高位输入接头相连接，所述并联输入管的下侧分别安装有二通接头，所述二通接头通过单向阀与倒l形孔的左端相连接。

所述超高压移动泵站包括水箱、超高压泵、调压阀和移动车架，所述水箱、超高压泵和调压阀均安装在移动车架上，所述水箱通过水管依次与超高压泵和调压阀相连接，所述超高压泵的右端安装有超高压水管，所述超高压水管的右端与串联式混合阀体左端的输入端口相连接。

所述三维机床台上设有执行悬臂，所述执行悬臂上安装有喷嘴加持座，所述喷嘴加持座内安装喷嘴。

现场使用时，首先，操作人员将待加工工件固定在三维机床台上端的靶物台上，调节执行悬臂上喷嘴加持座的位置，并调节喷嘴加持座内喷嘴与待加工工件之间的距离，使喷嘴底部与待加工工件之间的距离处于合适切割的靶距范围内，再设置三维机床台上的数控面板参数，根据数控面板上的走刀线路依次通过控制器控制喷嘴加持座的位置初始走刀位置。

其次，操作人员将串联式混合阀体和并联磨料罐通过移动底座移动到实验室非工作区内，再串联式混合阀体和并联磨料罐固定，将水管接入端安装在水箱上，通过超高压水管与串联式混合阀体左端的输入端口相连接，启动超高压移动泵站中超高压泵，通过调压阀调节高压水的输出压力，使高压水进入超高压水管进入串联式混合阀体左端的输入端口，此时高压水分三路分流，具体的是：

第一路高压水通过竖直分流管经低位输入软管进入正l形孔，正l形孔内的高压水依次经竖直内细管、弧形弯管进入喷管头，并经喷管头喷出，喷出的高压水在并联磨料罐的中部与砂进行混合形成流态化磨料混合液，第二路高压水通过竖直分流管经高位输入接头进入侧位并联输入管内，高压水从侧位并联输入管经二通接头和单向阀进入倒l形管内，高压水并由进入分流器并从三角支架式分流管分向喷出，使并联磨料罐上端的砂在高压水的作用下向下流动，第三路高压水进入纯水输入管路内，纯水输入管路内的高压水经上位分流接头进入主水平通道内，此时混合后的磨料混合液经偏置盲通道和通孔进入主水平通道中。

再次，操作人员根据并联磨料罐内砂的存储量运行时间来串联串联式混合阀体上的切换手动切断阀杆，以保证主水平通道内磨料混合液的连续性，此时，磨料混合液经主水平通道经喷嘴喷出并对待加工工件进行切割加工。

最后，待待加工工件完成切割加工工作，操作人员依次关闭串联式混合阀体上的手动切断阀杆和超高压移动泵站，待喷嘴内全部输出的为清水后，调节移动车架并降低超高压移动泵站中超高压泵的工作压力，并降低水的输出流量，直至关闭超高压移动泵站，根据下次作业时间，合理清理串联式混合阀体和并联磨料罐内的磨料，做好设备定期维护，等待下次进行切割作业工作。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明能实现前混合磨料射流工作连续性差等问题，能有效避免停泵装砂工序而造成设备无法连续作业的情况发生，提高设备运行效率，通过设置竖直分流管、低位输入软管和高位输入接头能将高压水分成两路进行输入，实现磨料罐上端砂水混合并形成流态化功能，还能实现并联磨料罐底部过渡阀体内多路水流的输入功能，通过设置正l形孔、竖直内细管、弧形弯管和喷管头能将高压水直接输入并联磨料罐内中部，并为并联磨料罐内中部区域的砂水流态化提供水源，通过所述喷管头的中心轴线与竖直内细管的中心轴线呈10～15°能实现并联磨料罐中部区域砂水循环混合流体化功能，解决并联磨料罐中出现单一位置砂水混合流态化的技术问题，避免设备作业后期磨料混合液浓度发生变化，通过设置纯水输入管路、混合液输出管路、偏置盲通道和主水平通道和手动切断阀杆能实现多个串联式混合阀体串联工作，通过手动切断阀杆启闭单个串联式混合阀体工作状态，实现串联式混合阀体高压水分流分向输入和混合液输出并连续工作功能，通过通孔直径为盲通道直径的1/2倍和通孔直径为主水平通道直径1/4倍能实现固定并联磨料罐中水与砂的混合配比，限制混合液的输出浓度，且结构简单，操作方便，经济实用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中串联式混合阀体和并联磨料罐的主视图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为图2中串联式混合阀体的俯视图。

图中：1、超高压移动泵站；11、水箱；12、超高压泵；121、超高压水管；13、调压阀；14、移动车架；2、串联式混合阀体；21、竖直分流管；211、低位输入软管；212、高位输入接头；22、纯水输入管路；23、混合液输出管路；231、喷嘴；24、偏置盲通道；25、主水平通道；251、手动切断阀杆；252、上位分流接头；253、下位分流接头；26、移动底座；3、并联磨料罐；31、过渡阀体；311、正l形孔；3111、竖直内细管；3112、弧形弯管；3113、喷管头；32、上阀体；321、倒l形管；3211、分流器；3212、三角支架式分流管；33、侧位并联输入管；331、二通接头；4、三维机床台；41、执行悬臂；411、喷嘴加持座；5、通孔。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3和图4所示，所述一种混联集成式超高压前混合磨料射流设备，包括超高压移动泵站1和三维机床台4，还包括串联式混合阀体2和并联磨料罐3，所述串联式混合阀体2的左端设有输入端口，所述输入端口的上端设有竖直分流管21，所述竖直分流管21的下端低位输入软管211，竖直分流管21的上端设有高位输入接头212，所述并联磨料罐3的下端安装有过渡阀体31，所述过渡阀体31还安装在串联式混合阀体2的上端，所述过渡阀体31内设有正l形孔311，所述正l形孔311的左端与低位输入软管211相连接，所述正l形孔311的上端安装有竖直内细管3111，所述竖直内细管3111的上端设有弧形弯管3112，所述弧形弯管3112的顶部设有喷管头3113，所述喷管头3113的中心轴线与竖直内细管3111的中心轴线呈10°夹角，所述串联式混合阀体2的两侧分别安装有纯水输入管路22和混合液输出管路23，所述串联式混合阀体2内设有偏置盲通道24和主水平通道25，所述主水平通道25的中部安装有手动切断阀杆251，所述手动切断阀杆251的轴线与主水平通道25的轴线相垂直，所述偏置盲通道24与主水平通道25之间设有通孔5，所述通孔5直径为盲通道24直径的1/2倍，所述通孔5直径为主水平通道25直径1/4倍，所述主水平通道25的左端安装有上位分流接头252，所述上位分流接头252与纯水输入管路22相连接，主水平通道25的右端安装有下位分流接头253，所述下位分流接头253与混合液输出管路23相连接，所述混合液输出管路23的右端通过高压胶管安装有喷嘴231，所述纯水输入管路22的左端与竖直分流管21的底部相连接。

如图1、图2、图3和图4所示，所述串联式混合阀体2的下端安装有移动底座26，所述串联式混合阀体2有三个，且均匀分布在移动底座26上，所述并联磨料罐3有三个，且通过过渡阀体31安装在串联式混合阀体2的上端。

如图1、图2、图3和图4所示，所述并联磨料罐3的上端安装有上阀体32，所述上阀体32内设有倒l形管321，所述倒l形孔321的下端安装有分流器3211，所述分流器3211的下端安装有三角支架式分流管3212，所述分流器3211还位于并联磨料罐3内，所述并联磨料罐3的上侧设有侧位并联输入管33，所述并联输入管33的左端与高位输入接头212相连接，所述并联输入管33的下侧分别安装有二通接头331，所述二通接头331通过单向阀与倒l形孔321的左端相连接。

如图1、图2、图3和图4所示，所述超高压移动泵站1包括水箱11、超高压泵12、调压阀13和移动车架14，所述水箱11、超高压泵12和调压阀13均安装在移动车架14上，所述水箱11通过水管依次与超高压泵12和调压阀13相连接，所述超高压泵12的右端安装有超高压水管121，所述超高压水管121的右端与串联式混合阀体2左端的输入端口相连接。

如图1、图2、图3和图4所示，所述三维机床台4上设有执行悬臂41，所述执行悬臂41上安装有喷嘴加持座411，所述喷嘴加持座411内安装喷嘴231。

现场使用时，首先，操作人员将待加工工件固定在三维机床台4上端的靶物台上，调节执行悬臂41上喷嘴加持座411的位置，并调节喷嘴加持座411内喷嘴231与待加工工件之间的距离，使喷嘴231底部与待加工工件之间的距离处于合适切割的靶距范围内，再设置三维机床台4上的数控面板参数，根据数控面板上的走刀线路依次通过控制器控制喷嘴加持座411的位置初始走刀位置。

其次，操作人员将串联式混合阀体2和并联磨料罐3通过移动底座26移动到实验室非工作区内，再串联式混合阀体2和并联磨料罐3固定，将水管接入端安装在水箱11上，通过超高压水管121与串联式混合阀体2左端的输入端口相连接，启动超高压移动泵站1中超高压泵12，通过调压阀13调节高压水的输出压力，使高压水进入超高压水管121进入串联式混合阀体2左端的输入端口，此时高压水分三路分流，具体的是：

第一路高压水通过竖直分流管21经低位输入软管211进入正l形孔311，正l形孔311内的高压水依次经竖直内细管3111、弧形弯管3112进入喷管头3113，并经喷管头3113喷出，喷出的高压水在并联磨料罐3的中部与砂进行混合形成流态化磨料混合液，第二路高压水通过竖直分流管21经高位输入接头212进入侧位并联输入管33内，高压水从侧位并联输入管33经二通接头331和单向阀进入倒l形管321内，高压水并由312进入分流器3211并从三角支架式分流管3212分向喷出，使并联磨料罐3上端的砂在高压水的作用下向下流动，第三路高压水进入纯水输入管路22内，纯水输入管路22内的高压水经上位分流接头252进入主水平通道25内，此时混合后的磨料混合液经偏置盲通道24和通孔5进入主水平通道25中。

再次，操作人员根据并联磨料罐3内砂的存储量运行时间来串联串联式混合阀体2上的切换手动切断阀杆251，以保证主水平通道25内磨料混合液的连续性，此时，磨料混合液经主水平通道25经喷嘴231喷出并对待加工工件进行切割加工。

最后，待待加工工件完成切割加工工作，操作人员依次关闭串联式混合阀体2上的手动切断阀杆251和超高压移动泵站1，待喷嘴231内全部输出的为清水后，调节移动车架14并降低超高压移动泵站1中超高压泵12的工作压力，并降低水的输出流量，直至关闭超高压移动泵站1，根据下次作业时间，合理清理串联式混合阀体2和并联磨料罐3内的磨料，做好设备定期维护，等待下次进行切割作业工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。