一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐

摘要

本发明公开了一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，属于高压磨料水射流切割领域，包括：导轨杆、罐体、滑块、铁块、磁铁、旋转组件以及伸缩组件；导轨杆沿磨料流向设于罐体内部；滑块设于导轨杆上，能够沿导轨杆滑动及绕导轨杆转动；滑块上连接有铁块，旋转组件的旋转轴与导轨杆的轴线共线，伸缩组件与旋转组件的旋转轴连接，以在旋转组件带动下绕罐体旋转；伸缩组件的伸缩杆上设有与铁块对应的磁铁，磁铁在伸缩组件及旋转组件的带动下上下移动并绕罐体旋转，从而带动铁块在罐体内部上下移动及旋转。本发明可大大提高罐内高压混合流体的紊动性，增加磨料与高压水混合的均匀性，防止磨料由于混合流体的低紊动性而在重力作用下沉降，安全性高。

权利要求

1.一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，包括：

导轨杆(15)、罐体(2)、滑块(1)、铁块(14)、磁铁(13)、旋转组件以及伸缩组件；

导轨杆(15)沿磨料流向设于罐体(2)内部；滑块(1)设于导轨杆(15)上，能够沿导轨杆(15)滑动及绕导轨杆(15)转动；滑块(1)上连接有铁块(14)，铁块(14)靠近罐体(2)内部设置；

旋转组件的旋转轴与导轨杆的轴线共线，伸缩组件与旋转组件的旋转轴连接，以在旋转组件带动下绕罐体(2)旋转；伸缩组件的伸缩杆上设有与铁块(14)对应的磁铁(13)，磁铁(13)在伸缩组件及旋转组件的带动下上下移动并绕罐体(2)旋转，从而带动铁块(14)在罐体(2)内部上下移动及旋转。

2.如权利要求1所述的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，还包括电机支架(3B)、底座(5)和连杆(10)；底座(5)通过电机支架(3B)固定于罐体(2)上方；

旋转组件包括电机(6)和减速器(7)；电机(6)固定于底座(5)上，减速器(7)的输入轴与电机(6)的主轴连接，减速器(7)的输出轴与导轨杆(15)共线；

伸缩组件包括液压套(11)和液压杆(12)；液压套(11)通过连杆(10)连接减速器(7)的输出轴；液压杆(12)为伸缩杆，上端设于液压套(11)中，下端设有磁铁(13)；液压杆(12)在液压驱动下沿液压套(11)伸缩运动，从而带动磁铁(13)上下运动。

3.如权利要求1所述的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，磁铁(13)朝向罐体(2)的一侧为凹面。

4.如权利要求1～3任意一项所述的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，罐体(2)中部为圆柱形，顶部和底部为半球形，并于顶部和底部分别设置有进水管接头(4)和出水管接头(16)。

5.如权利要求1～3任意一项所述的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，导轨杆(15)通过导轨杆支架一(3A)和导轨杆支架二(3D)固定在罐体(2)内部，且处于罐体(2)的轴线上。

6.如权利要求1～3任意一项所述的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，其特征在于，铁块(14)为球状。

说明书

一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐

技术领域

[0001] 本发明属于高压磨料水射流切割技术领域，更具体地，涉及一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐。

背景技术

[0002] 高压磨料水射流切割技术近些年来发展十分迅速，前混磨料水射流是一种典型的高压磨料水射流。前混合磨料水射流是在高压水形成之前，将磨料与高压水在磨料罐中混合，然后通过磨料喷嘴将混合流体高速喷出而形成的。相比于后混合磨料水射流，前混合磨料水射流中的磨粒加速更充分，能量传输效率更高，射流的切割能力与破碎物料能力更强。在相同的工作条件下，切割同种物料时前混合磨料水射流所需的压力仅为后混合磨料水射流的1/4～1/10。因此，发展前混合磨料水射流技术具有重要意义。

[0003] 根据前混磨料水射流的发生原理可知，磨料与高压水是在磨料罐中预先混合后再经喷嘴射出而形成的。由于重力作用，磨粒会在磨料罐中发生沉降。沉降的磨粒在设备停止工作期间可能会发生结块，结块的磨料会堵塞磨料罐出口和阀门，情况严重时还会导致磨料罐发生爆炸，从而造成人员伤亡与财产损失。因此，该不足已严重阻碍了前混磨料水射流技术的发展，急需研发一种具有防止磨料沉降结块的装置。

发明内容

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型的磨料罐，其目的在于，通过在罐内设置一扰动机构，可大大提高罐内高压混合流体的紊动性，从而在增加磨料与高压水混合的均匀性的同时，防止磨料由于混合流体的低紊动性而在重力作用下沉降，提升安全性。

[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐，包括：

[0006] 导轨杆、罐体、滑块、铁块、磁铁、旋转组件以及伸缩组件；

[0007] 导轨杆沿磨料流向设于罐体内部；滑块设于导轨杆上，能够沿导轨杆滑动及绕导轨杆转动；滑块上连接有铁块，铁块靠近罐体内部设置；

[0008] 旋转组件的旋转轴与导轨杆的轴线共线，伸缩组件与旋转组件的旋转轴连接，以在旋转组件带动下绕罐体旋转；伸缩组件的伸缩杆上设有与铁块对应的磁铁，磁铁在伸缩组件及旋转组件的带动下上下移动并绕罐体旋转，从而带动铁块在罐体内部上下移动及旋转。

[0009] 进一步地，还包括电机支架、底座和连杆；底座通过电机支架固定于罐体上方；

[0010] 旋转组件包括电机和减速器；电机固定于底座上，减速器的输入轴与电机的主轴连接，减速器的输出轴与导轨杆共线；

[0011] 伸缩组件包括液压套和液压杆；液压套通过连杆连接减速器的输出轴；液压杆为伸缩杆，上端设于液压套中，下端设有磁铁；液压杆在液压驱动下沿液压套伸缩运动，从而带动磁铁上下运动。

[0012] 进一步地，磁铁朝向罐体的一侧为凹面。

[0013] 进一步地，罐体中部为圆柱形，顶部和底部为半球形，并于顶部和底部分别设置有进水管接头和出水管接头。

[0014] 进一步地，导轨杆通过导轨杆支架固定在罐体内部，且处于罐体的轴线上。

[0015] 进一步地，铁块为球状。

[0016] 本发明一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐的有益效果是：

[0017] 总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得如下有益效果：

[0018] 1、通过磁铁带动磨料罐内的铁块绕导轨杆旋转和上下运动，可显著增强磨料罐内高压混合流体的紊动性，从而提高磨料与高压水混合的均匀性，并防止磨料由于重力作用而发生沉降和结块，最终提高了前混磨料水射流设备及其应用的安全性。

[0019] 2、旋转组件和伸缩组件采用外置布置方式，便于拆装及维护；同时，导轨杆、滑块、铁块构成的被动搅拌组件采用内置布置方式，则罐体只需要在进出口处进行密封，减少密封环节，提高高压密封的可靠性。

[0020] 3、磁铁朝向罐体的一侧为凹面，可以使磁场在铁块处的强度更均匀、更集中，提高磁场牵引可靠性。

[0021] 4、导轨杆与旋转组件的输出轴、减速器的输出轴共线，使得磁铁与铁块的距离恒定，牵引旋转过程中磁场强度均匀一致，铁块运动更加稳定。

[0022] 5、导轨杆位于罐体轴线上，铁块搅拌混合流体的力度均匀，产生的紊流更加稳定，更有利于充分混合。

[0023] 6、进水管接头和出水管接头分别位于罐体顶部和底部，使得铁块搅拌产生的紊流与混合流体前进射出的水流流动相互作用，更有利于紊流传递至罐体底部，从而不需要铁块严格到达底部搅拌，也能实现在底部造成紊流，防止磨料在底部沉降堵塞的作用。

[0024] 7、将铁块设置为球状，可以减铁块在混合流体中搅拌时的阻力，提升对磁铁牵引作用的响应能力，提高磁场牵引可靠性。

附图说明

[0025] 图1为本发明一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐的轴测图；

[0026] 图2为本发明一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐的局部剖视图。

[0027] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

[0028] 1-滑块，2-罐体，3A-导轨杆支架一，3D-导轨杆支架二，3B-电机支架，3C-减速器支架，4-进水管接头，5-底座，6-电机，7-减速器，8-输出轴，9-轴套，10-连杆，11-液压套，12-液压杆，13-磁铁，14-铁块，15-导轨杆，16出水管接头。

具体实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0030] 如图1和图2所示，为本发明的优选实施例。本实施例的一种用于前混磨料水射流的新型磨料罐主要由滑块1、罐体2、底座5、电机6、减速器7、液压套11、液压杆12、磁铁13和导轨杆15组成，所述底座5通过电机支架3B固定在罐体2上，所述电机6通过螺栓固定在底座5上，所述减速器7通过减速器支架3C固定在底座5上，所述减速器7的输出轴8通过轴套9与连杆10相连，所述连杆10、液压套11、液压杆12和磁铁13连接，所述磁铁朝向罐体2的一侧为凹面。

[0031] 所述罐体2为圆柱形，顶部和底部为半球形，并分别设置有进水管接头4和出水管接头16，所述导轨杆15通过导轨杆支架一3A和导轨杆支架二3D固定在罐体2内部，且处于罐体2的轴线上。高压水携带磨料由进水管接头4进入罐体2，

[0032] 所述滑块1固定在导轨杆15上，并可沿导轨杆15的轴线上下移动和绕轴旋转，所述铁块14固定在滑块1上。

[0033] 工作时，高压水携带磨料由进水管接头4进入罐体2，当罐体2内充满磨料与高压水的混合流体后，启动电机6，减速器7对电机6的主轴进行减速增扭并且通过输出轴8和轴套9带动连杆10绕着磨料罐的轴线旋转。同时，液压套11和液压杆12带动磁铁13进行上下的往复运动。当磁铁13绕轴和上下运动时，罐体2内的铁块14会在引力作用下带动滑块1沿着导轨杆15的轴线同时进行上下和绕轴运动。运动的铁块对罐体2内混合流体起到搅拌作用，并增强混合流体的紊动性，从而提高磨料与水混合的均匀性。磨料与高压水在铁块14的搅拌下混合均匀，并由罐体2底部的出水管接头16流出再进喷嘴高速射出而形成前混磨料水射流。此外，由于在铁块14的搅拌下混合流体的紊动性显著增强，磨料在重力作用下因沉降和板结而堵塞管道和阀门的可能性大大降低，从而消除了一大安全隐患。因而，相比于现有技术，本发明的安全性和可靠性更高。

[0034] 在其他实施例中(未图示)，旋转组件不限于电机与减速器的组合，也可以仅采用低速电机或其他常见旋转驱动器械；伸缩组件也不限于液压驱动，也可以是气动伸缩、电动伸缩等伸缩器械；根据实际工作环境的考量，旋转组件与罐体位置相对固定即可，例如罐体和旋转组件通过不同的机构分别固定，保持旋转组件的输出轴与导轨杆共线即可；铁块也可以是其他形状，如方形、椭圆形、梭形等等，但考虑到铁块有旋转运动和上下运动，优选实施例中的球形整体效果最好。

[0035] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。