水切割喷嘴和水切割装置的制作方法

本实用新型涉及机械设备领域，具体涉及一种水切割喷嘴和水切割装置。

背景技术：

目前，普遍采用钻头与待钻孔物体(如硬度较大的岩石等)直接接触的方式进行钻孔，但是这种钻孔方式对钻头的损耗高。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型旨在提供一种对钻孔装置损耗较小的水切割喷嘴和水切割装置。

为了达到上述发明创造的目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种水切割喷嘴，其包括分流座，分流座的端部安装有第一圈喷头组和第二圈喷头组，第一圈喷头组呈中心对称，第二圈喷头组呈中心对称，第一圈喷头组和第二圈喷头组的中心重合或中心之间的连线与分流座的中心线重合，第一圈喷头组的第一喷头与第二圈喷头组的第二喷头相互配合，第一喷头朝向分流座中心线，第二喷头朝向远离分流座中心线的方向。

进一步地，分流座上设置有气流通道。

进一步地，第一喷头的数量为2、3或4个，第二喷头的数量为2、3或4个。

进一步地，第一喷头和第二喷头截面的外部轮廓均呈两端平行的箭头状。

进一步地，分流座的端部呈现圆台状，第一圈喷头组分布于其平面，第二圈喷头组分布于其弧面。

另一方面，提供一种水切割装置，其包括本方案设计的水切割喷嘴，分流座的外部固定设置有安装管，分流座上连接有位于安装管内的进水管，进水管延伸至安装管外的部分与高压进水单元连接，安装管安装在用于带动安装管转动和前后移动的驱动单元上，驱动单元和高压进水单元均与控制单元连接。

进一步地，分流座上设置有气流通道，分流座与位于安装管内的进气管连接，位于安装管外的进气管与高压进气单元连接，高压进气单元与控制单元连接。

进一步地，进水管与高压进水单元连接的部分呈螺旋状，进气管与高压进气单元连接的部分呈螺旋状。

本实用新型的有益效果为：

应用时，分流座做摆动旋转，第一喷头和第二喷头随分流座同步动作，第一喷头和第二喷头喷射出的水流共同配合对待钻孔物体设定位置形成面切割，从而破坏待钻孔物体面形成空腔。利用空腔进行自重排水，消除积水消能的现象，实现连续切割，利用空腔内喷射的水分散切削粉末形成水流混合，排出切削粒料和粉末，进而完成钻孔，该方式对钻头的损伤更小。

附图说明

图1为具体实施例中水切割装置的局部结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图2中d部放大示意图；

图4为图1中c部放大示意图；

图5为图1的局部左视图；

图6为沿图5中a－a线的剖视图；

图7为沿图5中b－b线的剖视图；

图8为图1所示水切割装置喷射出的水流的效果图。

其中，1、安装管；2、第三齿轮；3、第二电机；4、进气管；5、进水管；6、滑轨；7、分流座；8、第二喷头；9、气流通道；10、第一喷头。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，本领域技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1至图7所示，该水切割喷嘴包括分流座7，分流座7的端部安装有第一圈喷头组和第二圈喷头组，第一圈喷头组呈中心对称，第二圈喷头组呈中心对称，第一圈喷头组和第二圈喷头组的中心重合或中心之间的连线与分流座7的中心线重合，第一圈喷头组的第一喷头10与第二圈喷头组的第二喷头8相互配合，第一喷头10朝向分流座7中心线，第二喷头8朝向远离分流座7中心线的方向。

通过第一喷头10和第二喷头8的角度布置配合分流座做摆动旋转，保证了对整个钻孔断面的切割，最终形成圆孔。

实施时，如图4所示，本方案优选分流座7上设置有气流通道9，从而为高压气流提供出口，以加速水流混合流出空腔。

其中，如图6和图7所示，第一圈喷头组的第一喷头10与分流座7中心线之间的夹角为15°，第二圈喷头组的第二喷头8且与分流座7中心线之间的夹角为35°。

其中，第一喷头10的数量为2、3或4个，第二喷头8的数量为2、3或4个。喷头数量n与摆动旋转角度α的关系为，n×α＝360°，第一喷头10的数量和第二喷头8的数量均为2时，其钻孔效果如图8所示，其中，a为35°，b为15°，l为喷射出的水流的有效距离，一个第一喷头10摆动旋转切割adf围合区域，一个第二喷头8摆动旋转切割cbe围合区域，从而形成面切割。

根据工况，可以调整第一喷头10和第二喷头8的角度，以切割不同直径大小的圆孔。第一喷头10和第二喷头8的角度布置的原则为两者扫射过的面必须有部分重合，以保证整个圆孔断面都能切割到。

其中，如图6和图7所示，第一喷头10和第二喷头8截面的外部轮廓均呈两端平行的箭头状。如图4所示，分流座7的端部呈现圆台状，第一圈喷头组分布于其平面，第二圈喷头组分布于其弧面。

另一方面，如图1至图4所示，本方案还提供一种水切割装置，其包括本方案设计的水切割喷嘴，分流座7的外部固定设置有安装管1，分流座7上连接有位于安装管1内的进水管5，进水管5延伸至安装管1外的部分与高压进水单元连接，安装管1安装在用于带动安装管1转动和前后移动的驱动单元上，驱动单元和高压进水单元均与控制单元连接。

实施时，本方案优选分流座7上设置有气流通道9，分流座7与位于安装管1内的进气管4连接，位于安装管1外的进气管4与高压进气单元连接，高压进气单元与控制单元连接，以实现水切割喷嘴适时喷气。

进水管5与高压进水单元连接的部分呈螺旋状，以缓冲进水管5相对于高压进水单元的转动，进气管4与高压进气单元连接的部分呈螺旋状，以进气管4与高压进气单元之间的摆动。

高压进水单元包括分别与水箱和进水管5连接的高压水射流发生器，高压进气单元包括与进气管4连接的空压站。

驱动单元包括设置有齿条的滑轨6，滑轨6上设置有滑块，滑块上设置有第一电机，第一电机的输出端上设置有与齿条配合的第一齿轮，安装管1位于滑块上，且与滑块转动连接，以实现滑块的前后移动，从而带动安管同步前后移动。滑块上设置有具有第二齿轮的第二电机3，安装管1上安装有与第二齿轮啮合的第三齿轮2，以实现安装管1的摆动旋转。

本方案设计的分流座7上没有气流通道9的水切割装置的控制方法，其包括：控制驱动单元带动安装管1在设定位置以设定角度摆动旋转设定时间，同时控制所有第一喷头10和第二喷头8喷水。

当分流座7上设置有气流通道9时，水切割装置的控制方法包括：

s1、将安装管1移动至第一设定位置；

s2、控制驱动单元带动安装管1以设定角度摆动旋转，同时控制所有第一喷头10和第二喷头8喷水、使气流通道9喷气，并控制驱动单元带动安装管1以设定工作行程前进；

s3、一个设定工作行程结束后，控制停止喷水、停止喷气和安装管1停止摆动旋转后，将安装管1移动至第二设定位置。

目前各行业隧道钻孔普遍采用人工手持风枪和凿岩台车的并存的方式，人工手持风的方式冲击力有限，钻孔效率低下，劳动强度高，使用人工多，但是开挖超欠挖控制较好，凿岩台车钻孔效率较高，劳动强度较低，使用人工少，但是开挖超欠挖控制不如人工手持风枪，超挖量大，设备成本高。并且这种直接接触的方式对钻头的损耗大。而采用本方案设计的具有气流通道9的水切割装置，能够降低对钻孔设备的损耗的同时，减小了超欠挖量，提高了作业效率高，降低了劳动强度。以隧道施工环境为例，应用时，水切割装置一般安装在作业车上，其中高压进水单元和空压站一般安装在作业车承载座上，驱动单元安装在作业车的机械臂上。由机械臂将安装管1移动至第一设定位置(一般为钻孔位置)，钻孔完成后，由机械臂控制驱动单元带动安装管1退出钻孔。