CN105751079B - 一种分体式磨料水射流切割设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分体式磨料水射流切割设备，包括动力***、供水***、供砂***、动作***和控制***；动力***包括电机、柱塞泵、调压阀，供水***包括水箱、吸水泵、过滤器，供砂***包括储料罐、混合仓和磨料控制阀，储料罐和混合仓通过磨料控制阀连接，混合仓位于储料罐的下方，混合仓通过高压胶管与调压阀和动作***连接，动作***包括防水步进电机、切割喷头和切割轨道，防水步进电机位于切割轨道的上方带动切割喷头沿轨道工作。本发明的有益效果是：本发明的一种分体式磨料水射流切割设备，切割范围广，效率高，且能分体组合安装，可在水下和陆上工作，并能起到快速应急的作用。

Description

一种分体式磨料水射流切割设备
技术领域
本发明涉及切割技术领域，尤其涉及一种分体式磨料水射流切割设备。
背景技术
磨料水射流技术在应急救助、工业切割、岩石掘进和钻探开采等方面有广泛的应用。磨科水射流是磨料颗粒与高速流动的水混合后经喷嘴形成的高能束射流，由于在高速水中混入了一定数量的磨料颗粒，从而改变了射流的流动特性和对物体的作用方式。水射流作为磨料载体，把高压水射流束的动能传递给磨料颗粒，对物体进行高频冲蚀和磨削，大大提高了射流的工作效率。由于磨料水射流对材料具有极强的冲蚀作用，并在冲蚀过程中不改变材料的力学、物理和化学性能，因而具有独特的清洗、破碎和切割性能，可用于切割热敏、压敏、脆性、塑性、复合型材料和易燃易爆物。
目前的磨料水射流切割设备大多是把储料罐、动力***和吸水泵组装在一起，形成框架结构，导致设备的体积大、重量重、移动不方便，不能起到应急抢险的作用，且切割头部分不能在水下安装使用，不能实现连续加砂不间断工作，从而降低了工作效率，在水力压裂、水射流切割等行业中，可能会由于中途暂停而导致工艺失败。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高，连续供砂，可在水下和陆上不间断工作，且能分体组合安装，能起到快速应急作用的分体式磨料水射流切割设备。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种分体式磨料水射流切割设备，包括动力***、供水***、供砂***、动作***和控制***；
动力***包括电机、柱塞泵、调压阀，电机与柱塞泵通过轴承连接，电机通过线路与控制***连接，用于调节水射流压力的调压阀通过高压胶管与柱塞泵连接，调压阀通过线路与控制***连接；
供水***包括水箱、吸水泵、过滤器，供水***独立安装，为水箱供水的吸水泵通过低压胶管与水箱连接，过滤器通过低压胶管与水箱和柱塞泵连接；
供砂***包括储料罐、混合仓和磨料控制阀，供砂***独立安装，储料罐和混合仓通过控制磨料用量的磨料控制阀连接，通过调节磨料控制阀阀门的开口大小来控制进入混合仓中磨料的用量，磨料控制阀通过线路与控制***相连，混合仓位于储料罐的下方，混合仓的进水口通过高压胶管与调压阀连接，混合仓的出水口通过高压胶管与动作***连接；
动作***包括防水步进电机、切割喷头和切割轨道，动作***独立安装，切割喷头固定连接在所述防水步进电机的一侧，切割喷头通过管道与控制***连接，防水步进电机位于切割轨道的上方带动切割喷头沿轨道工作。
本发明的有益效果是：本发明的一种分体式磨料水射流切割设备，切割范围广，效率高，且能分体组合安装，可在水下和陆上工作，并能起到快速应急的作用。
进一步：动力***还包括显示水射流压力的压力表和控制水射流流量的安全阀，压力表通过高压胶管与柱塞泵连接，压力表通过线路与与控制***连接，安全阀通过线路与控制***连接，安全阀的一端通过管道与位于柱塞泵和调压阀之间的高压胶管连接，安全阀的另一端通过低压胶管与水箱连接。
上述进一步方案的有益效果是：压力表能直观地显示水射流的压力，安全阀能调节水射流的流量，使得切割过程安全可靠。
进一步：供砂***中的储料罐、混合仓和磨料控制阀分别并列设有两个，两个混合仓通过高压胶管相连，两个磨料控制阀分别通过管道与控制***相连。
上述进一步方案的有益效果是：两组储料罐、混合仓和磨料控制阀可实现连续供砂，使设备不间断工作。
进一步：动作***中的切割轨道设有磁吸附功能。
上述进一步方案的有益效果是：切割轨道设有磁吸附功能，水下作业时，潜水员可在钢结构上快速安装切割轨道。
进一步：动作***中的能水陆两用的防水步进电机的电机外表为无缝隙结构。
上述进一步方案的有益效果是：防水步进电机外表的无缝隙结构能防止水的进入，使得设备能在水下工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、水箱，2、吸水泵，3、过滤器，4、电机，5、柱塞泵，6、压力表，7、控制***，8、安全阀，9、调压阀，10、混合仓，11、储料罐，12、磨料控制阀，13、防水步进电机，14、切割喷头，15、切割轨道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种分体式磨料水射流切割设备，包括动力***、供水***、供砂***、动作***和控制***7；
动力***包括电机4、柱塞泵5、调压阀9，电机4与柱塞泵5通过轴承连接，电机4通过线路与控制***7连接，用于调节水射流压力的调压阀9通过高压胶管与柱塞泵5连接，调压阀9通过线路与控制***7连接；
供水***包括水箱1、吸水泵2、过滤器3，供水***独立安装，为水箱1供水的吸水泵2通过低压胶管与水箱1连接，过滤器3通过低压胶管与水箱1和柱塞泵5连接；
供砂***包括储料罐11、混合仓10和磨料控制阀12，供砂***独立安装，储料罐11和混合仓10通过控制磨料用量的磨料控制阀12连接，通过调节磨料控制阀12阀门的开口大小来控制进入混合仓10中磨料的用量，磨料控制阀12通过线路与控制***7相连，混合仓10位于储料罐11的下方，混合仓10的进水口通过高压胶管与调压阀9连接，混合仓10的出水口通过高压胶管与动作***连接；
动作***包括防水步进电机13、切割喷头14和切割轨道15，动作***独立安装，切割喷头14固定连接在防水步进电机13的一侧，切割喷头14通过线路与控制***7连接，防水步进电机13位于切割轨道15的上方带动切割喷头14沿轨道工作。
动力***根据切割的需要，可提供0至50MPa的压力，切割0至45mm之间厚度的金属和非金属材料，切割射流的压力小，避免了在超高压环境中工作的危险，能用于易燃易爆危险环境的冷切割。进一步：动力***还包括显示水射流压力的压力表6和控制水射流流量的安全阀8，压力表6通过高压胶管与柱塞泵5连接，压力表6通过线路与控制***7连接，安全阀8通过线路与控制***7连接，安全阀8的一端通过管道与位于柱塞泵5和调压阀9之间的高压胶管连接，安全阀8的另一端通过低压胶管与水箱1连接。
供砂***中的储料罐11、混合仓10和磨料控制阀12分别并列设有两个，两个混合仓10通过高压胶管相连，两个磨料控制阀12分别通过管道与控制***7相连。
动作***中的切割轨道15设有磁吸附功能。
动作***中的能水陆两用的防水步进电机13的电机外表均无缝隙结构。
动作***的切割轨道15为柔性设计，能在平面上切割出不同形状、不同直径的管道。
控制***7通过导线、管道等控制防水步进电机13，控制切割喷头15的行走速度、切割靶距和切割方向，控制磨料和水的混合比，控制磨料水射流切割的压力，控制电机4转向。本发明的分体式磨料水射流切割设备，供水***、供砂***和动作***均独立安装，方便携带，能响应应急作业的要求。
吸水泵2吸水后为水箱1供水，当水箱1中储存一定容积的水后，动力***中的电机4启动，水箱1中的低压水经过过滤器3过滤，进入到柱塞泵5中加压，经高压胶管流入到供砂***中，调压阀9控制水射流的流量和压力，水射流进入混合仓10，装入储料罐11中的磨料在重力作用下落入到下方的混合仓10中，水和磨料在混合仓10中混合产生砂浆射流，砂浆射流经高压胶管高速流向切割喷头14，经切割喷头14射出，防水步进电机13带动切割喷头14沿轨道工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种分体式磨料水射流切割设备，其特征在于：包括动力***、供水***、供砂***、动作***和控制***(7)；
所述动力***包括电机(4)、柱塞泵(5)、调压阀(9)，所述电机(4)与所述柱塞泵(5)通过轴承连接，所述电机(4)通过线路与所述控制***(7)连接，用于调节水射流压力的所述调压阀(9)通过高压胶管与所述柱塞泵(5)连接，所述调压阀(9)与所述控制***(7)通过线路连接；
所述供水***包括水箱(1)、吸水泵(2)、过滤器(3)，所述供水***独立安装，为所述水箱(1)供水的所述吸水泵(2)通过低压胶管与所述水箱(1)连接，所述过滤器(3)通过低压胶管与所述水箱(1)和所述柱塞泵(5)连接；
所述供砂***包括储料罐(11)、混合仓(10)和磨料控制阀(12)，所述供砂***独立安装，所述储料罐(11)和所述混合仓(10)通过控制磨料用量的所述磨料控制阀(12)连接，通过调节所述磨料控制阀(12)阀门的开口大小来控制进入所述混合仓(10)中磨料的用量，所述磨料控制阀(12)通过线路与所述控制***(7)相连，所述混合仓(10)位于所述储料罐(11)的下方，所述混合仓(10)的进水口通过高压胶管与所述调压阀(9)连接，所述混合仓(10)的出水口通过高压胶管与所述动作***连接；
所述动作***包括防水步进电机(13)、切割喷头(14)和切割轨道(15)，所述动作***独立安装，所述切割喷头(14)固定连接在所述防水步进电机(13)的一侧，所述切割喷头(14)通过管道与所述控制***(7)连接，所述防水步进电机(13)位于所述切割轨道(15)的上方带动所述切割喷头(14)沿轨道工作；
所述动作***中的所述切割轨道(15)设有磁吸附功能；
所述动作***中的能水陆两用的所述防水步进电机(13)的电机外表均为无缝隙结构。
2.根据权利要求1所述的一种分体式磨料水射流切割设备，其特征在于：所述动力***还包括显示水射流压力的压力表(6)和控制水射流流量的安全阀(8)，所述压力表(6)通过高压胶管与所述柱塞泵(5)连接，所述压力表(6)通过线路与所述控制***(7)连接，所述安全阀(8)通过线路与所述控制***(7)连接，所述安全阀(8)的一端通过管道与位于所述柱塞泵(5)和所述调压阀(9)之间的高压胶管连接，所述安全阀(8)的另一端通过低压胶管与所述水箱(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种分体式磨料水射流切割设备，其特征在于：所述供砂***中的所述储料罐(11)、所述混合仓(10)和所述磨料控制阀(12)分别并列设有两个，两个所述混合仓(10)通过高压胶管相连，两个所述磨料控制阀(12)分别通过线路与所述控制***(7)相连。
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