一种表面处理装置

本技术涉及水射流，尤其涉及一种表面处理装置。

背景技术：

1、空化射流是基于空泡动力学、流体动力学等原理发展起来的一种新型高效射流，它利用空泡溃灭产生的微射流、局部高温及冲击波，可极大地提高射流冲蚀破坏能力，在深海采矿、表面处理及清洗切割等领域具有广阔应用前景。同时，磨料射流通过在纯水中增加磨料可实现射流作业的大幅提高。

2、虽然空化射流在多个领域得到应用，但由于空化射流空泡溃灭对环境要求严苛，需在淹没工况及恰当空化数下才能达到最佳作业效率，因而使其适用作业环境受到一定限制。与此同时，磨料射流亦需淹没环境，以降低其作业噪声、减小水流飞溅。

3、传统的表面处理方法多采用纯水射流、磨料射流及空化射流在非淹没工况下或将材料置于一定水深的淹没环境中对材料表面进行处理。但非淹没环境下射流卷吸大量空气引起超空化现象，造成射流动能下降，且空气中空泡形成大量水雾，无法利用空泡爆炸所带来的空蚀优势。在淹没环境下时，多采用浅水将待处理材料直接没过，其用水量大、作业深度调整难度较高，故无法实现作业空化数的大范围调整。综上，已有方法均较难实现非淹没环境或空气中射流的作业环境空化数可调，更不能精确控制射流作业参数以提高作业效率。

4、已授权实用新型专利(202210918729.1)提供了一种空化射流特性同步检测系统及检测方法，公开的技术方案如下：将空化喷嘴置于封闭测试腔内，通过调整测试腔压力实现空化射流作业空化数的调整，以达到最佳效果。但该方案中喷嘴只能布置在封闭测试腔内，不适合大面积表面预处理。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供了一种表面处理装置，该装置可以实现作业围压、作业压力及作业温度的精确控制，并实现上述条件下的材料表面处理，可适用于不同处理条件要求。

2、本实用新型实施例所提供的技术方案如下：

3、一种表面处理装置，包括：

4、表面处理单元，所述表面处理单元包括用于承载待处理物的工作台、及设置于所述工作台上方的同轴并行喷嘴，所述同轴并行喷嘴包括内喷嘴组件和同轴套设于所述内喷嘴组件外的外喷嘴组件，所述内喷嘴组件具有作业水路及与所述作业水路连通的第一喷口，所述外喷嘴组件具有位于保护水路及与所述保护水路连通的第二喷口，所述保护水路围绕在所述作业水路外围；

5、供水单元，所述供水单元包括中控器、供水箱、第一截止阀、第二截止阀、第一过滤器、第二过滤器、第一蝶阀、低压水泵、高压水泵、蓄能器、第一流量计、第二流量计、第一压力表、第二压力表、温控器和温度计，其中

6、所述供水箱、所述第一截止阀、所述第一过滤器、所述高压水泵、所述第一流量计、和所述第一压力表串联后形成高压供水管路，并连通至所述作业水路；

7、所述供水箱、所述第二截止阀、所述第二过滤器、所述低压水泵、所述第二流量计和所述第二压力表串联后形成低压供水管路，并连通至所述保护水路；

8、所述温控器设置于所述供水箱，用于动态调节所述供水箱的供水温度，以调节所述同轴并行喷嘴的作业水温；

9、所述温度计设置于所述供水箱，用于检测所述供水箱的当前供水温度；

10、所述中控器与所述温控器、所述温度计、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第一流量计、所述第二流量计、所述第一压力表、所述第二压力表、所述高压水泵和所述低压水泵连接，用于根据预设作业参数，控制所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述高压水泵、所述低压水泵和所述温控器的工作状态，调节所述高压供水管路和所述低压供水管路的供水参数，以调节所述同轴并行喷嘴射流作业空化数，所述供水参数包括：作业水压、保护水压、作业水流量、保护水流量和作业水温中至少一种。

11、示例性的，所述供水单元还包括：

12、工作水箱，所述工作台及所述同轴并行喷嘴设置于所述工作水箱内；

13、声压传感器，设置于所述工作水箱内，用于实时检测所述工作水箱内的声压信号以获取射流性能；

14、所述中控器还与所述声压传感器连接，用于根据所述声压传感器的反馈信号，实时调节所述高压供水管路和所述低压供水管路的供水参数。

15、示例性的，所述供水单元还包括：第三截止阀、第三过滤器、回水低压水泵、第二蝶阀、第三流量计串联形成的回水管路，所述回水管路连通在所述供水箱与所述工作水箱之间。

16、示例性的，所述中控器还与所述回水低压水泵和所述第三截止阀连接，用于控制所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀的工作状态，调节所述工作水箱内的作业水深，以维持所述工作水箱内的淹没或非淹没状态。

17、示例性的，所述高压供水管路上还设有蓄能器，所述蓄能器位于所述高压水泵出口侧，用于减小所述高压水泵的压力脉动。

18、示例性的，所述同轴并行喷嘴具有轴向相对的进水端和喷口端；

19、所述内喷嘴组件包括同轴依次连接的内入水管道、内谐振腔体、内喷片及内底座，所述内喷片中心设有第一内出水口，所述内底座中心设有与所述第一内出水口相通的第二内出水口，所述第二内出水口构成为所述第一喷口，所述内入水管道与所述内谐振腔体的轴向内腔与所述第一内出水口贯通，以形成所述作业水路；

20、所述外喷嘴组件包括外腔体件、外整流件及外喷口件，所述外腔体件同轴套设于所述内谐振腔体外且在所述喷口端至少部分延伸至所述内出水口的出水侧，所述外腔体件与所述内谐振腔体之间形成外腔，所述外整流件设置于所述外腔体件内壁上且在轴向上位于所述喷口端与所述进水端之间，所述外喷口件内置于所述外腔体件的所述喷口端，所述外喷口件设有外出水口，所述外出水口构成为所述第二喷口，所述外出水口与所述外腔轴向贯通，以形成所述保护水路；及

21、安装板，所述安装板安装至所述内喷嘴组件的所述进水端，且在所述进水端封盖所述外腔体件的端部，所述安装板上设有与所述外腔相通的保护水路进水口。

22、示例性的，所述内入水管道、所述内谐振腔体、所述内喷片及所述内底座之中彼此连接的任意两者之间为可拆卸连接，以使所述内入水管道、所述内谐振腔体、所述内喷片及所述内底座中任一者可被更换；

23、所述外腔体件与所述外整流件之间为可拆卸连接，以使所述外腔体件与所述外整流件之中任一者可被更换；且

24、所述外腔体件与所述外喷口件之间沿轴向可相对移动，以使所述外腔体件与所述外喷口件轴向相对位置可调整；和/或，所述外腔体件与所述外喷口件之间可拆卸连接，以使所述外腔体件与所述外喷口件之中任一者可被更换。

25、本实用新型实施例所带来的有益效果如下：

26、本实用新型实施例所提供的表面处理装置，采用同轴并行喷嘴，该同轴并行喷嘴包括作业水路和保护水路，作业水路连接至高压供水管路，保护水路连接至低压供水管路，来对高压作业水路形成保护，保护水路和作业水路上的供水参数均可独立调节，以实现作业空化数的调整。对于影响射流特征的关键流体参数，例如作业压力、作业水温、作业围压等可以实现独立的精确调节，可大大提高射流工作效率。此外，这种结构操作简便、可靠性好；内喷嘴组件与外喷嘴组件的结构参数均可进行独立匹配，以实现参数优化；此外，同轴并行喷嘴可选用不同类型，例如，该同轴并行喷嘴包括但不限于空化喷嘴、磨料喷嘴、冰粒喷嘴等，适用于不同处理条件要求。本实用新型实施例提供的表面处理装置，为淹没或非淹没条件下空化射流应用提供了新的手段，为进一步提高空化射流作业效率奠定了基础。