專利名稱：水噴射切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種水噴射切割裝置，并且更具體地說，涉及 一種具有磨料顆粒匯聚噴嘴的水噴射切割裝置，此磨料顆粒匯聚噴 嘴能夠增加與高壓水一起從噴嘴噴射出的磨料顆粒的匯聚，以切割 并加工待加工的物體，從而提高加工精度并降低物體的表面粗糙度。
背景技術(shù)：
通常，當切割或加工待加工的物體時，水噴射切割裝置使用具
有預(yù)定直徑的磨并牛顆并立和高壓7jC —起來切割4寺加工的物體，-睹如
鐵。圖4中詳細示出了根據(jù)已知技術(shù)的水噴射切割裝置。
如圖4所示，才艮據(jù)已知技術(shù)的水噴射切割裝置200以這樣的方 式力口工;f寺力o工的物體，即通過磨泮牛顆粒供應(yīng)管道210引入到輔助 罐220中的磨料顆粒借助氣缸230的作用通過磨料顆粒排放管道 240被引至噴嘴，并且與通過高壓排放管道250供應(yīng)的高壓水一起 從噴嘴260排出。
然而，具有這種結(jié)構(gòu)的已知水噴射切割裝置具有加工精度低的 問題，原因是磨料顆粒與高壓水一起沿徑向方向從噴嘴的端部噴 出。
進一步的問題是，由于磨料顆粒沿徑向方向濺射，因而被加工 的主體材料的表面粗糙度在加工后惡化了 。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于解決前述問題，并且通過采用能夠增加磨 料顆粒到達噴嘴端部的匯聚程度的磨料顆粒匯聚噴嘴來提高加工 精度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種水噴射切割裝置，其包括 噴嘴，排放出混合水，所述混合水是具有高壓的高壓水和磨料顆粒 的混合物；以及形成湍流的磨料顆粒匯聚噴嘴，湍流通過使從由噴 嘴形成的混合水的主水流分離出.并沿徑向方向濺射的 一 些高壓水 噴灑在表面上而4吏磨料顆粒與主水流匯聚。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，噴嘴具有與磨料顆粒匯聚噴嘴 連通的排;改孔。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，具有中空圓柱形形狀的磨料顆 粒匯聚噴嘴包括 一個或多個內(nèi)壁，在磨料顆粒匯聚噴嘴中垂直于 主水流i殳置； 一個或多個月空室，由一個或多個內(nèi)壁和側(cè)壁限定；以 及排放管道，與一個或多個腔室中的任一個連通，從而將混合水從 磨料顆粒匯聚噴嘴中排出。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，所述一個或多個內(nèi)壁中的每一 個均具有允許主水流通過的孔口 ( orifice )。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，排方文孔具有與孔口和排i文管道 相同的直徑。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，在所述一個或多個腔室的每一 個中，利用乂人主水流分離出的高壓水的噴灑運動而在靠近所述一個 或多個內(nèi)壁的位置處形成'湍流。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，因為由于湍流而^f吏磨^l"顆粒匯 聚到主水流中，所以主水流中的磨料顆粒的密度在主水流每次通過 所述一個或多個腔室的每一個時均會增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種水噴射切割裝置，其包
括磨料顆粒供應(yīng)管道，傳輸粉末形式的磨料顆粒；輔助罐，連接 于磨料顆粒供應(yīng)管道，用于存儲磨料顆粒；高壓水供應(yīng)管道，傳輸 具有高壓的高壓水；噴嘴，與輔助罐和高壓水供應(yīng)管道連通，用于 排放混合水，其中混合水為磨料顆粒和高壓水的混合物；以及磨料 顆粒匯聚噴嘴，其以與噴嘴相連通的方式連接于噴嘴的端部，并且 磨料顆粒匯聚噴嘴具有一個或多個腔室，在此一個或多個腔室中利 用噴灑運動使從主水流分離出并且沿徑向方向濺射的一些高壓水 形成湍流，以使從混合水的主水流中分離出并且沿徑向方向濺射的 磨料顆粒與主水流匯聚。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，磨料顆粒匯聚噴嘴包括第一、 第二、和第三內(nèi)壁，在磨料顆粒匯聚噴嘴中垂直于主水流布置；第 一、第二、第三、和第四腔室，由磨料顆粒匯聚噴嘴的第一、第二、 和第三內(nèi)壁和的側(cè)壁限定；第一、第二和第三孔口，分別形成在第 一、第二、和第三內(nèi)壁中，并且與排放孔同軸布置；排放管道，與 第一、第二、和第三孔口同軸，并且設(shè)置于第四腔室以從磨料顆粒 匯聚噴嘴排放出混合水。 在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，排放孔、第一至第三孔口、和
排;改管道具有相同的直徑。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，乂人主水流分離出的一些高壓水 依次噴灑在第一至第三內(nèi)壁和側(cè)壁上，乂人而形成指向主水流的湍
流o
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，/人主水流分離出的一些高壓水 與湍流一起與主水流匯聚。
在水噴射切割裝置中，優(yōu)選地，當主水流依次通過第一至第四 腔室時主水流中的磨料顆粒的密度會增大。


通過下面結(jié)合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上述
和其它目的、特征和其它優(yōu)點，其中
圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的磨料顆粒匯聚噴嘴 的水噴射切割裝置的截面圖2是示出了圖1中所示的磨料顆粒匯聚噴嘴的放大截面圖。
圖3A到3D是示出了圖2中所示的磨料顆粒匯聚噴嘴中磨料 顆粒匯聚順序的示意圖；以及
圖4是示出了根據(jù)已知技術(shù)的水噴射切割裝置的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將更詳細地描述才艮據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的水噴射切割裝 置，附圖中示出了它的實例。
如圖l所示，具有根據(jù)本發(fā)明一個實施例的磨料顆粒匯聚噴嘴
的水噴射切割裝置100包4舌磨料顆粒供應(yīng)管道110、輔助罐120、 氣缸130、磨4+顆粒排;改管道140、高壓水供應(yīng)管道150、噴嘴160、 和磨并+顆粒匯聚噴嘴170。
末，該粉末是細粒形式的。磨料顆粒供應(yīng)管道110被安裝成與輔助 罐120連通。
輔助罐120用于存儲從磨料顆粒供應(yīng)管道110供應(yīng)來的磨一+顆 粒lll。優(yōu)選地，輔助罐120存^f渚預(yù)定量的磨一牛顆粒111，以便能夠 在水噴射切割裝置100運4于時連續(xù)地將磨坤牛顆粒111供應(yīng)纟合磨沖牛顆 粒排》i:管道140。
當水噴射切割裝置IOO運行時，選沖奪性地利用從外部供應(yīng)的能 量驅(qū)動氣缸130,從而將輔助罐120中的磨料顆粒111連續(xù)地供應(yīng) 纟會磨^"顆粒排》丈管道140。
磨料顆粒排放管道140連接于輔助罐120和噴嘴160,并將磨 料顆粒111傳輸給噴嘴160。
當驅(qū)動水噴射切割裝置100時，高壓水供應(yīng)管道150 4吏用泵(未 示出)將具有預(yù)定壓力的高壓水供應(yīng)^合噴嘴160,因此，通過磨泮牛 顆粒排;改管道140供應(yīng)的磨料顆粒111和通過高壓水管道150供應(yīng) 的高壓水相互混合。
噴嘴160用于排放混合水，其中混合水是磨料顆粒111和高壓 水的混合物，并且噴嘴具有排》文孔161,該排放孔是設(shè)置在噴嘴160 端部處的開口 。
排》文孔161與磨料顆粒匯聚噴嘴170連通，并且設(shè)置在噴嘴160 的端部處。因此，排》文孔161將混合水傳輸?shù)侥_+顆粒匯聚噴嘴170。
磨料顆粒匯聚噴嘴170整體為中空圓柱形，并且在其中具有垂 直于混合水流布置的多個內(nèi)壁171、 172、和173。因此，在中空圓 柱形結(jié)構(gòu)中^是供了由內(nèi)壁171、 172、和173限定的并且沿磨一+顆招: 匯聚噴嘴170的縱向方向布置的多個腔室174、 175、 176、和177。
參照圖2，磨津+顆^i匯聚噴嘴170具有由三個內(nèi)壁171、 172、 和173限定的四個腔室174、 175、 176、和177。
第一腔室174具有混合水入口孑L 178，此入口孔具有與噴嘴160 中的排;故孔161相同的直徑并且i殳置在與噴嘴160的4姿合處。第一 腔室174進一步具有第一孔口 181,第一孔口 181具有與混合水入 口孔178相同的直徑并且在面對混合水入口孔178的位置處i殳置于 第一內(nèi)壁171中。
第二腔室175具有第二孔口 182，第二孔口 182具有與第一孔 口 181相同的直徑并且被設(shè)置在第二內(nèi)壁172中。第三腔室176具 有第三孔口 183，第三3L口 183具有與第一孔口 181和第二孔口 182
相同的直徑。
第四腔室177具有排》文管道184，此排;改管道具有與第一孔口 181、第二孔口 182和第三孔口 183相同的直徑，并JU一M丈由第一 腔室174、第二腔室175、和第三腔室176匯聚的磨料顆粒111和高 壓水的混合水。
通過混合水入口孔178 4皮引入到腔室中的高壓水噴灑在第一至 第三內(nèi)壁171、 172、和173上，并因此在第一至第四腔室174、 175、 176、和177中形成湍流，因而^吏得磨料顆粒匯聚。將參照圖3A到 3B詳細描述此纟喿作。
如圖3A所示，分別通過磨并牛顆粒排;汶管道140和高壓水供應(yīng) 管道150傳輸?shù)哪ゲ?顆粒111和高壓水在噴嘴160中相互混合，隨 后此混合物^皮引入到第一月空室174中。
這里，大部分的高壓水(主水流)以匯聚狀態(tài)前進到第一孔口 181，其中高壓水流具有幾乎與混合水入口孔178的直徑相同的截 面，但是與具有混合水入口孔178的第一腔室174相接觸的一些高 壓水沿箭頭A所示的方向濺射。此時， 一些磨沖+顆粒111也與高壓 7JC—起濺射(見圖3A的左部)。
所濺射的高壓水噴灑在第一內(nèi)壁171上并且在靠近第一內(nèi)壁 171的位置處形成指向主水流的湍流(沿箭頭a所示的方向)。這4吏 得磨料顆粒111在靠近第一孔口 181的位置處匯聚(見圖3A的右 部)。
如圖3B所示，從第一腔室174傳輸來的大部分高壓水和磨料 顆粒111 (主水流)以匯聚的狀態(tài)前進到第二孔口 182， ^f旦是噴灑在 具有第一孔口 181的第一內(nèi)壁171上的一些高壓水沿箭頭B所示的 方向濺射。此時， 一些磨并牛顆粒111也與所濺射的高壓水一起^皮濺射。
然而，因為由于第一月空室174中的湍流和第一孔口 181的原因 磨料顆粒111的密度增大了 ，所以從第一孔口 181濺射出的磨料顆 粒的量減小了 (見圖3B的左部)。
所濺射的高壓水與第二內(nèi)壁172 4童擊，并在靠近第二內(nèi)壁172 的位置處形成指向主水流的湍流(沿箭頭b所示的方向)，因此磨 料顆粒111在靠近第二孔口 182的位置處匯聚(見圖3B的右部)。
如圖3C所示，從第二腔室175傳輸來的大部分高壓水和磨料-顆#立111以匯聚狀態(tài)前進到第三孔口 183,<旦是與具有第二孔口 182 的第二內(nèi)壁172相4妄觸的一些高壓水沿箭頭C的方向濺射。此時， 一些磨坤+顆粒111也與一些高壓水一起^皮濺射。
然而，因為由于第二月空室175中的湍流和第二孔口 182的原因 磨料顆粒111的密度增加了 ，所以所濺射的磨坤+顆粒111的量減少 了 (見圖3C的左部)。
被賊射的一些高壓水與第三內(nèi)壁173撞擊并在靠近第三內(nèi)壁 173的位置處形成指向主水流的湍流(沿箭頭c所示的方向)，因此 磨料顆粒lll在靠近第三孔口 183的位置處匯聚(見圖3C的右部)。
如圖3D所示，從第三腔室176傳輸來的大部分高壓水和磨泮牛 顆粒111以匯聚狀態(tài)前進到排放管道184，但是與第三內(nèi)壁173相 接觸的一些高壓水沿箭頭D所示的方向濺射。此時， 一些磨料顆粒 111也與高壓水一起一皮濺射。
然而，因為由于第三腔室176中的湍流和第三孔口 183的原因 磨泮+顆并立111的密度增加了 ，所以從第三孔口 183濺射的磨沖+顆灃立 111的量減少了。優(yōu)選地，所有磨料顆粒111都匯聚到主水流(見 圖3D中的左部)。
高壓水中^皮'減射的高壓水與第四腔室177的下側(cè)壁撞擊并在靠 近排》丈管道184的位置處形成指向主水流的湍流(在箭頭d所示的 方向中)。這4吏得磨料顆粒111在靠近排放管道184的位置處匯聚(見 圖3D的右部)。
由于這種操作，當主水流依次通過第一、第二、第三、和第四 腔室174、 175、 176、和177時，從排放管道184排放的磨料顆粒 111匯聚到主水流。因此，磨料顆粒111不沿徑向方向賊射而是匯 聚在一皮加工的物體上。
月空室174、 175、 176、和177的凄丈量、內(nèi)壁171、 172、和173
的數(shù)量、以及孔口的直徑都不限于該實施例，而是可以才艮據(jù)各種因 素自由確定，比如磨料顆粒111的尺寸、磨料顆粒111的量、和載 運水流的壓力。
具有根據(jù)本發(fā)明的磨料顆粒匯聚噴嘴的水噴射切割裝置的優(yōu) 點在于，通過使用與磨料顆粒匯聚噴嘴的內(nèi)壁撞擊的 一些高壓水形 成湍流，來增加通過腔室的孔口的磨料顆粒的密度，從而增加加工精度。
前述發(fā)明已經(jīng)才艮據(jù)優(yōu)選實施例對磨料顆粒匯聚噴嘴進行了詳 細描述。然而，本領(lǐng)J或的沖支術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離所附斥又利要 求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以作出各種修改、 增加和*#換。
權(quán)利要求
1.一種水噴射切割裝置，包括噴嘴，排放混合水，所述混合水是具有高壓的高壓水和磨料顆粒的混合物；以及磨料顆粒匯聚噴嘴，通過使所述高壓水中的從由所述噴嘴形成的所述混合水的主水流中分離出并沿徑向方向濺射的部分經(jīng)過噴灑運動，而形成使所述磨料顆粒與所述混合水的所述主水流匯聚的湍流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水噴射切割裝置，其中，所述噴嘴具有 與所述磨料顆粒匯聚噴嘴連通的排放孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水噴射切割裝置，其中，所述磨料顆粒 匯聚噴嘴具有中空圓柱形形狀，所述磨料顆粒匯聚噴嘴包括一個或多個內(nèi)壁，在所述磨料顆粒匯聚噴嘴中垂直于所 述主水流i殳置；一個或多個月空室，由所述一個或多個內(nèi)壁及側(cè)壁限定；以及排;故管道，與所述一個或多個腔室的任一個連通，乂人而 從所述磨料顆粒匯聚噴嘴排出所述混合水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水噴射切割裝置，其中，所述一個或多 個內(nèi)壁中的每一個均具有3L口 ，所述主水流通過所述3L口傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水噴射切割裝置，其中，所述排放孔具 有與所述孔口和所述排放管道相同的直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水噴射切割裝置，其中，在所述一個或 多個腔室中的每一個中，利用所述高壓水的從所述主水流分離 出的所述部分的噴灑運動，在靠近所述一個或多個內(nèi)壁的位置處形成湍 流o
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水噴射切割裝置，其中，由于所述湍流 4吏所述磨料顆粒匯聚到所述主水流，所述主水流中的所述磨料 顆粒的密度在所述主水流每次穿過所述一個或多個腔室中的 每一個時均增加。
8. —種水噴射切割裝置，包括磨料顆粒供應(yīng)管道，傳輸粉末形式的磨料顆粒；輔助罐，連接于所述磨料顆粒供應(yīng)管道，用于存儲所述 磨料顆粒；高壓水供應(yīng)管道，傳輸具有高壓的高壓水；噴嘴，與所述輔助罐和所述高壓水供應(yīng)管道連通，用于 排方文混合水，所述混合水為所述磨料顆粒和所述高壓水的混合 物；以及磨料顆粒匯聚噴嘴，其以與所述噴嘴連通的方式連接于所述噴嘴的端部，并且所述磨料顆粒匯聚噴嘴具有一個或多個 月空室，在所述一個或多個月空室中，通過噴灑運動4吏所述高壓7jc 的乂人主水流分離出并且沿徑向方向賊射的部分形成湍流，以佳: /人所述混合水的所述主水流分離出并沿徑向方向濺射的所述 磨料顆粒與所述主水流匯聚。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的水噴射切割裝置，其中，所述磨料顆粒 匯聚噴嘴包括第一內(nèi)壁、第二內(nèi)壁、和第三內(nèi)壁，在所述磨4牛顆粒匯 聚噴嘴中垂直于所述主水流設(shè)置；第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，由所述磨 渾十顆粒'/匚聚賃p胃的所述第一內(nèi)壁、所述第二內(nèi)壁、所述第三內(nèi) 壁、及側(cè)壁限定；第一孔口、第二孔口、和第三孔口，分別形成在所述第 一內(nèi)壁、所述第二內(nèi)壁、和所述第三內(nèi)壁中，并與排放孔同軸 布置；以及排放管道，與所述第一孔口、所述第二孔口和所述第三 孔口同軸布置，并且i殳置于所述第四腔室以/人所述磨料顆粒匯 聚噴嘴排出所述混合水。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水噴射切割裝置，其中，所述排放孔、 所述第 一孔口至所述第三孔口 、和所述排;改管道具有相同的直 徑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水噴射切割裝置，其中，所述高壓水的 A人所述主水流分離出的部分依次噴灑在所述第一內(nèi)壁至所述 第三內(nèi)壁和所述側(cè)壁上，/人而形成指向所述主水流的瑞流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的水噴射切割裝置，其中，所述高壓水 的乂人所述主水流分離出的所述部分和所述湍流一起與所述主 水流匯聚。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的水噴射切割裝置，其中，當所述主水 流依次穿過所述第 一腔室至所述第四腔室時，所述主水流中所 述磨術(shù)牛顆粒的密度增加。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有磨料顆粒匯聚噴嘴的水噴射切割裝置，其能夠增加磨料顆粒的匯聚程度，從而使得加工精度提高并且所加工物體的表面粗糙度降低。該水噴射切割裝置包括噴嘴，排放混合水，其中混合水為高壓水和磨料顆粒的混合物；以及磨料顆粒匯聚噴嘴，形成湍流，湍流通過引起從由噴嘴形成的混合水的主水流分離出并沿徑向方向濺射的一些高壓水的噴灑運動而使得磨料顆粒與主水流匯聚。此結(jié)構(gòu)使得通過腔室的孔口的混合水中的磨料顆粒的密度增加。因此，提高了待加工物體的加工精度。
文檔編號B24C1/00GK101347925SQ200710308329
公開日2009年1月21日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者伸補圣, 張晶勛, 樸康秀, 樸戀敬, 樸炳國, 李采文, 金宏植, 高鄭像 申請人:三星電機株式會社;釜山大學校算學協(xié)力團