專利名稱：磨料射流快速公路切割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速修復公路的專用切割設備，尤其是一種磨料射流快速公路切割機。
背景技術(shù)：
目前修復公路的專用切割設備主要有空壓機汽錘、金剛石刀鋸或挖掘機等傳統(tǒng)設備。空壓機汽錘是由空氣壓縮機提供動力源，由氣路將壓縮空氣輸送至手持式?jīng)_擊動力工具，工作時，由人工手持，指向待破碎區(qū)域，汽錘對公路表面進行錘擊，具有移動方便、勞動強度大、噪音高等特點。金剛石刀鋸是一種公路剪切設備，由電機帶動減速器，再將動力傳遞到圓形金剛石鋸片上，鋸片與路面接觸部位設有水冷系統(tǒng)，用于降低刀鋸的溫度，整個系統(tǒng)固定在一個可以移動的小車上，工作時，由人工推動小車行走并控制進給速度，該設備具有移動靈活、體積小等特點，但金剛石鋸片在切割時噪音高、磨損嚴重且切割厚度有限(一般只有30毫米)。挖掘機也可以用于對公路路面的切割破碎，其主要原理是將挖掘機的鏟料斗換成空壓機沖擊頭，由空氣壓縮機驅(qū)動，類似于空壓機汽錘，具有成本高、速度慢等缺陷。磨料水射流切割破碎機械曾經(jīng)應用于混凝土打毛等方面，但尚未有用于快速切割公路的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、速度快、移動方便，可以用于公路損傷的快速修復以及建筑物安全拆除等方面的專用切割設備。
本發(fā)明磨料射流快速公路切割機由以下幾部分組成均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀表盤7、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、磨料水射流切割噴頭。
以上所有部件可以安裝在一移動拖車1上，移動拖車1上并設有拖車拉扣8。移動拖車1是高壓泵組、灌漿泵、水箱等部件的固定裝置，主體結(jié)構(gòu)類似一四輪平板車，在前部留有牽引孔，與拖車拉扣8相連，可以通過拖車拉扣8與其他機動車輛連接，便于移動。
高壓泵組9及灌漿泵6和均漿器(攪拌機)3電機均可由電機或柴油機驅(qū)動(柴油機驅(qū)動適合于野外作業(yè))，控制電路部分電源可以由蓄電池供電。
高壓泵組9可以采用拄塞泵等形式，要求供液壓力不低于40MPa，流量大于15升/分，以保證一定的切割深度和切割速度。高壓泵組9的出口設有壓力表，內(nèi)部裝有壓力傳感器，用于直接觀察清水的出口壓力和提取壓力信號，排液口與高壓膠管相連，高壓膠管的末端直接與噴頭連接，因施工距離的遠近，可達幾米到幾十米，但傳輸距離過長會增加沿程損失而增大功耗，所以，高壓膠管可以盡量短，高壓膠管平時纏繞在高壓水管纏繞輪5上。
水箱10為清水水箱，清水指一般的自來水，要求不含有雜物顆粒及酸堿性，以保證高壓泵組9正常工作和避免銹蝕，水箱10下端中部開孔，孔的位置須高于水箱底部5-10厘米，以避免異物進入高壓泵組9的吸液管；水箱的底部開有地漏，用于將剩余清水排出水箱；水箱的上部裝有活動蓋板，便于加水、觀察和防止灰塵等。
磨料漿體箱11上部安裝有固定蓋板和活動蓋板，均漿器(攪拌機)3由均漿電機2帶動，固接在固定蓋板上；活動蓋板便于人工清理箱體內(nèi)的沉砂。一般可采用細粒河砂作為工作磨料。磨料漿液的濃度主要由路面的硬度和砂粒的種類決定，一般情況下，可使用1噸清水100-150公斤砂粒，砂粒直徑的尺寸約0.3毫米，須通過60-80目的篩網(wǎng)網(wǎng)格。均漿器為一組拐型細棒(2、3、4只均可)可由不銹鋼制作，目的是對砂粒與清水的混合液進行攪拌，避免砂粒的沉淀。磨料箱體的下端中部開孔，與灌漿泵6的進液口相連，孔的位置須高于水箱底部5-10厘米，以保證進入灌漿泵的混合液體是較均勻。箱體的底部開有地漏，用于將剩余混合液排出水箱。
灌漿泵6的出口與磨料漿體膠管相連，磨料漿體膠管的末端直接與噴頭連接，因施工距離的遠近，可達幾米到幾十米，磨料漿體膠管平時纏繞在磨料漿體膠管纏繞輪4上。
控制儀表盤7由控制按鈕和開關(guān)組成，安裝在移動拖車1的一側(cè)，通過儀表盤上的按鈕，可以控制各個工作電機的起停及切割噴頭的運動。
磨料水射流切割噴頭由噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16和磨料噴嘴17組成。混合腔16的一端通過高壓水噴嘴15連接高壓水射流入口14，高壓水射流入口14直接與高壓泵組9出口通過高壓膠管連接；高壓水噴嘴15為一錐形噴嘴，內(nèi)錐角為90-120度，噴嘴出口段為圓柱段，噴嘴出口直徑d約為0.2-1.5mm，圓柱段長度為噴嘴出口直徑d的3-5倍?；旌锨?6為一圓柱形腔室，長度為噴嘴出口直徑d的100-200倍，直徑為噴嘴出口直徑d的60-80倍?；旌锨坏囊粋?cè)開口，貫接磨料漿液入口13；混合腔內(nèi)磨料漿液入口距高壓水噴嘴的距離不得超過噴頭體長度的三分之一?；旌锨坏牧硪欢私幽チ蠂娮?7，磨料噴嘴為易損件，由耐磨材料制成，磨料噴嘴的出口直徑為噴嘴出口直徑d的5-8倍，內(nèi)錐孔角度為90-120度。
為防止切割過程中水射流反濺，可另加設一噴頭行走裝置，控制噴頭沿給定的直線或曲線運動，該行走裝置可以采用一行走的小車，該小車可以是自動控制也可以是人工手動操作。
本發(fā)明磨料射流快速公路切割機的工作過程及步驟如下(一)加水、加磨料1、打開清水進水閥門，將水箱10注滿；2、給磨料漿液箱11注水，根據(jù)注水量的多少，加入篩過的細砂。
3、通過儀表盤上的按鈕，啟動均漿電機2，均漿器3開始運轉(zhuǎn)，保證砂漿混合均勻。
(二)切割過程1、將高壓水膠管、高壓水噴嘴15、磨料漿液膠管以及磨料噴嘴17安裝在噴頭體12上；將噴頭體12固定在行走機構(gòu)上；2、啟動高壓泵組9，此時，噴頭體下端的磨料噴嘴出口處有水射流噴出；調(diào)定高壓泵組9出口壓力，當壓力表讀數(shù)穩(wěn)定后，啟動灌漿泵6；3、操作控制儀表盤7上的行走機構(gòu)控制按鈕，使噴頭機構(gòu)按要求運動；4、切割完畢后，先關(guān)閉灌漿泵6，延遲數(shù)分鐘，待砂漿膠管內(nèi)無剩余砂粒后，再關(guān)閉高壓泵組9，避免砂漿膠管堵塞；5、關(guān)閉均漿電機2。
6、如果切割對象(用于建筑物拆除)是水平位置，需要將噴頭體固定在垂至于待切割對象的平面，采取自動控制或人工控制進給。如果切割對象厚度較大(即磨料漿體射流不能一次切穿對象)，需要進行多次重復切割，或在切割方向加裝噴頭體垂直運動控制機構(gòu)，用于減小切割靶距。
本發(fā)明磨料射流快速公路切割機利用后混合磨料射流原理，降低了對水噴嘴的磨損，具有成本低、速度快、移動方便等特點。可以用于公路損傷的快速修復以及建筑物安全拆除等方面。對一般100-100mm深混凝土路面，切割速度可以達到400-600mm/min。


圖1是本發(fā)明磨料射流快速公路切割機結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明磨料射流快速公路切割機結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3是本發(fā)明磨料水射流切割噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例手動行走小車結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明移動拖車1、均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀表盤7、拖車拉扣8、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16、磨料噴嘴17、行走小車18、高壓水管19、磨料漿體膠管20、固定支架21、手把22、擋板2具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明以下實施例中使用行走小車為噴頭行走裝置(見圖4)。高壓水管19、磨料漿體膠管20以及噴頭體12等均安裝固定在固定支架21上，固定支架21固定在行走小車18上，小車地板與噴頭體對應位置開孔或槽，用于磨料漿體射流切割路面，噴頭體距地面的高度即為切割靶距，控制在2-5倍的水射流噴嘴直徑范圍內(nèi)。行走小車的一側(cè)設移動手把22，手把前安裝擋板23，用于阻擋泥沙飛濺，并保護操作人員。
實施例1采用本發(fā)明的裝置切割混凝土路面，厚度為150mm，采用40MPA拄塞泵，流量60l/min，水射流噴嘴直徑1.2mm，磨料采用一般河砂，通過60目網(wǎng)篩，磨料供給量為8kg/min，磨料噴嘴直徑為3mm，靶距3-5mm，結(jié)構(gòu)切割速度可以達到450mm/min。
實施例2采用本發(fā)明的裝置切割瀝清路面，厚度為80mm，采用40MPA拄塞泵，流量60l/min，水射流噴嘴直徑0.5mm，磨料采用細河砂，通過100目網(wǎng)篩，磨料供給量為6kg/min，磨料噴嘴直徑為2mm，靶距2-4mm，結(jié)構(gòu)切割速度可以達到350mm/min。
權(quán)利要求
1.一種磨料射流快速公路切割機，其特征在于所述磨料射流快速公路切割機包括均漿電機(2)、均漿器(3)、磨料漿體管纏繞輪(4)、高壓水管纏繞輪(5)、灌漿泵(6)、控制儀表盤(7)、高壓泵組(9)、水箱(10)、磨料漿液箱(11)、磨料水射流切割噴頭；所述磨料射流快速公路切割機在使用時，磨料漿液箱(11)注水和工作磨料，經(jīng)均漿器(3)混合均勻成磨料漿液，由灌漿泵(6)供給磨料水射流切割噴頭，高壓泵組(9)將來自水箱(10)的水加壓后，通過高壓膠管，將壓力水送至磨料水射流切割噴頭，磨料漿液和高壓水混合后經(jīng)磨料水射流切割噴頭噴出進行切割。
2.如權(quán)利要求1所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于所述磨料水射流切割噴頭由噴頭體(12)、磨料漿液入口(13)、高壓水射流入口(14)、高壓水噴嘴(15)、混合腔(16)以及磨料噴嘴(17)組成；壓力水和磨料漿液送至磨料水射流切割噴頭后，分別經(jīng)高壓水射流入口(14)、高壓水噴嘴(15)和磨料漿液入口(13)進入混合腔(16)，混合后經(jīng)磨料噴嘴(17)噴出進行切割。
3.如權(quán)利要求2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于所述高壓水噴嘴(15)為一錐形噴嘴，噴嘴出口段為圓柱段，噴嘴出口直徑d為0.2-1.5mm，。
4.如權(quán)利要求2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于所述混合腔(16)內(nèi)磨料漿液入口(13)距高壓水噴嘴(15)的距離不得超過噴頭體長度的三分之一。
5.如權(quán)利要求1或2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于所有零部件全部安裝在一移動拖車上(1)，所述移動拖車上(1)上設有拖車拉扣(8)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于高壓泵組(9)采用拄塞泵。
7.如權(quán)利要求1或2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于磨料漿液由灌漿泵(6)供給至磨料水射流切割噴頭。
8.如權(quán)利要求1或2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于磨料漿液由均漿電機(2)帶動均漿器(3)攪拌。
9.如權(quán)利要求1或2所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于磨料水射流切割噴頭在行走機構(gòu)的控制下，沿特定路線進行切割。
10.如權(quán)利要求9所述的磨料射流快速公路切割機，其特征在于所述行走機構(gòu)為行走小車。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磨料射流快速公路切割機，該機由均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀表盤7、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、磨料水射流切割噴頭組成；所述磨料水射流切割噴頭由噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16以及磨料噴嘴17組成。本發(fā)明磨料射流快速公路切割機利用后混合磨料射流原理，降低了對水噴嘴的磨損，具有成本低、速度快、移動方便等特點。可以用于公路損傷的快速修復以及建筑物安全拆除等方面。對一般100－100mm深混凝土路面，切割速度可以達到400－600mm/min。
文檔編號E01C23/00GK1632227SQ20041007775
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者徐曉東 申請人:中國科學院廣州能源研究所