專利名稱：磨料水射流切割噴頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨料水射流切割領(lǐng)域，具體是一種磨料水射流切割裝置中的水切割頭。
背景技術(shù)：
高壓磨料水射流切割技術(shù)，是在純水射流切割技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，它通過高速水射流卷吸例如金剛砂、石英砂等磨料，在磨料混合腔中與水射流形成混合體，磨料被水射流加速后以混合流形式，由磨料噴射管噴射，形成高速磨料水射流。眾所周知，水切割設(shè)備被廣泛用于各種軟硬質(zhì)材料的切害中，且用途越來越廣。在對金屬等硬質(zhì)材料進行切割時， 為了提高切割效率，必須向高壓水中加入石榴石等磨料，使磨料在高壓水射流的帶動下快速沖擊被切材料表面輔助切割。現(xiàn)有的各類磨料水射流切割設(shè)備中，是利用高壓水射流產(chǎn)生的負壓將進砂管中的磨料吸入混砂室中與高壓水射流一起從磨料噴射管中噴射出沖擊被切材料表面。磨料水射流噴頭體和磨料供砂裝置，是切割機最重要部分之一，直接影響切割質(zhì)量、效率和可靠性。為保證磨料的正常供料，磨料罐及供料管路的干燥是必須保證，如果磨料罐及供料管路濕化，則會造成細小磨料結(jié)塊、堵塞不能正常供料，失去切割能力，必須停機清理。而在實際切割過程中，由于磨料的質(zhì)量、水射流壓力的變化以及切割經(jīng)驗等因素， 在切割過程中磨料噴射管的堵塞是不可避免的，磨料噴射管堵塞即產(chǎn)生瞬時高壓水回流。 回流的混合流經(jīng)磨料供料管直接進入磨料供料裝置，造成磨料供料系統(tǒng)受潮失效，不能正常供料，必須停機清理，因此其連續(xù)使用可靠性差?，F(xiàn)有技術(shù)磨料水射流切割機磨料噴頭體和磨料供砂裝置中。例如中國專利實用新型CN 200420109403. 1公開了一種可以防止回水的新型水切割機用防回水控砂閥；發(fā)明專利申請?zhí)?2134867. 7公開了一種水切割機回水控制系統(tǒng)，中國專利申請?zhí)?20091003M63.0，公開了一種等負壓雙向進砂水切割頭?，F(xiàn)有的超高壓水射流切割機中的磨料水射流噴頭體和控砂閥主要存在以下不足之處1、故障率較高，不便維修；2、易回水， 難清理，使用麻煩。3、零件多，形狀復(fù)雜，制造成本高。上述問題的存在嚴重影響了整機的工作性能的正常發(fā)揮，常常因回水造成供砂故障，而產(chǎn)生不必要的停機，清砂。影響到用戶的利益，甚至造成用戶不必要的損失。以上兩大技術(shù)障礙，至今未能得到有效解決，因此仍有改進的空間。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的或者故障率較高、不便維修；或者易回水、難清理，使用麻煩；或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高的不足，本發(fā)明提出了一種磨料水射流切割噴頭裝置。本發(fā)明包括水射流噴嘴、磨料混砂腔、噴頭體、磨料噴砂管和磨料進砂管；噴頭體的中心有通孔，一端為高壓進水口，噴頭體的另一端的中心孔內(nèi)安裝有磨料噴砂管，彈簧夾頭安裝在磨料噴砂管安裝段的端頭處，并通過壓緊螺母將所述的彈簧夾頭、磨料噴砂管與噴頭體固連；水射流噴嘴位于噴頭體的高壓進水口內(nèi)；在水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔中形成磨料混砂腔；其特征在于，在噴頭體殼體上開有回水出口，所述的回水出口與磨料進口對應(yīng)；回水出口的中心線與噴頭體的中心線之間的夾角為15 30度；所述的磨料混砂腔是由水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔形成。本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的水切割頭和磨料供砂裝置的進砂口處會因進砂而使負壓發(fā)生變化導(dǎo)致水射流偏移，使砂噴管內(nèi)壁受損提前損壞和影響切割效率的問題，以及易回水，難清理，使用麻煩等問題。設(shè)計了一種磨料混合腔結(jié)構(gòu)簡單，耐磨性好，具有兩個對稱布置的進砂孔和回水孔，具有高可靠性的高壓磨料水射流切割機用防回水磨料水射流切割噴頭體裝置。由于設(shè)置了兩個對稱布置的進砂孔和回水孔，從而使水射流各向負壓相等而不會產(chǎn)生射流偏移現(xiàn)象，回水孔能避免回流造成磨料供料系統(tǒng)失效。本發(fā)明將磨料噴頭體裝置上的磨料供料管設(shè)計成對稱布置的進砂孔和回水孔。當噴頭體堵塞出現(xiàn)回流，可以通過此旁路的回流排出管排出，避免了回流進入供料系統(tǒng)，從而保證了磨料供料系統(tǒng)在任何情況下的干燥，提高了噴頭體工作可靠性。為有利于回流排水順暢，回流排出管與噴頭體體軸向夾角小于30度，同時考慮到供料管的安裝，最佳為15度，即回流叉管與噴頭體體軸向夾角。此外，為避免回流進入磨料供料管，磨料供料管與噴頭體體夾角應(yīng)大于回流排出管設(shè)置，供料管與回流排出管夾角為 10-20 度。本發(fā)明通過對稱均衡布置進砂孔和回水孔，消除由砂噴管6堵塞造成的回水進入到磨料供料閥的現(xiàn)象，因此不會發(fā)生回水直接進入磨料供料閥的故障，有利于提高切割過程的可靠性和加工效率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于實現(xiàn)。


圖1是磨料水射流切割噴頭體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.水射流噴嘴 2.單向閥蓋 3.回水管 4.圓柱環(huán)磨料混砂腔 5.彈簧夾頭 6.磨料噴砂管7.壓緊螺母8.噴頭體9.磨料進砂管
具體實施例方式本實施例是一種磨料水射流切割噴頭體，包括水射流噴嘴1、單向閥蓋2、圓柱環(huán)磨料混砂腔4、噴頭體8、磨料噴砂管6和磨料進砂管9。噴頭體8的中心有通孔，一端為高壓進水口，噴頭體8的另一端的中心孔內(nèi)安裝有磨料噴砂管6，彈簧夾頭5安裝在磨料噴砂管安裝段的端頭處，并通過壓緊螺母7將所述的彈簧夾頭5、磨料噴砂管6與噴頭體8固連； 水射流噴嘴1位于噴頭體的高壓進水口內(nèi)。在水射流噴嘴1與磨料噴砂管6之間的噴頭體 8內(nèi)孔中形成磨料混砂腔4。在噴頭體8有高壓進水口一端的殼體上，對稱的開有兩個與噴頭體8內(nèi)腔貫通的通孔；所述的兩個通孔分別為磨料進口和回水出口。根據(jù)磨料的粒度確定磨料進口的中心線與噴頭體8中心線之間的角度，并且所述的磨料進口的中心線與噴頭體8中心線之間的角度與磨料粒度成反比，以便于磨料的吸入，磨料進口的中心線與噴頭體8的中心線之間的角度為30 45度。本實施例中，磨料進口的中心線與噴頭體8的中心線之間的角度為40度?；厮隹谥行木€與噴頭體8中心線之間有夾角，該夾角的角度小于磨料進口中心線與噴頭體8的中心線之間的角度，為15 30度。本實施例中，回水出口中心線與噴頭體8 中心線之間的夾角為20度。進砂管9安裝在磨料進口上，回水管3安裝在回水出口上。單向閥蓋2位于回水管3的出口處。噴頭體8與磨料噴砂管6、水射流噴嘴1同軸。噴頭體8為中空回轉(zhuǎn)體。噴頭體8的外圓表面和內(nèi)孔表面均為階梯狀。噴頭體8 的內(nèi)孔分為三段位于噴頭體8 —端的內(nèi)孔為該噴頭體與高壓水管的連接段，所述連接段的內(nèi)孔表面有與高壓水管連接的螺紋；水射流噴嘴1位于連接段的內(nèi)孔中。噴頭體8內(nèi)孔的中段為磨料混砂腔4，該磨料混砂腔4內(nèi)孔的直徑略小于磨料噴砂管6的外徑，對安裝在噴頭體8內(nèi)的磨料噴砂管6軸向定位；磨料混砂腔4是由水射流噴嘴1與磨料噴砂管6之間的噴頭體8內(nèi)孔形成。所述中段的內(nèi)孔與高壓水管的連接段之間通過錐面過渡，并且該錐面的長度與水射流噴嘴1錐面的長度相適應(yīng)。噴頭體8的另一端為磨料噴砂管6的安裝段。該安裝段的內(nèi)徑與磨料噴砂管的外徑相同。磨料噴砂管安裝段的外徑有螺紋，用于與壓緊螺母7的內(nèi)螺紋配合。磨料噴砂管 6裝入磨料噴砂管安裝段的內(nèi)孔中，并通過壓緊螺母7固緊。噴頭體8的外圓表面亦為階梯狀。噴頭體8中段外徑最大，在該噴頭體中段的殼體上對稱的分布有磨料進口和回水出口，并且磨料進口的中心線和回水出口的中心線與噴頭體8的軸線之間有夾角。根據(jù)磨料的粒度確定磨料進口的中心線與噴頭體8中心線之間的角度，并且所述的磨料進口的中心線與噴頭體8中心線之間的角度與磨料粒度成反比，以便于磨料的吸入，磨料進口的中心線與噴頭體8的中心線之間的角度為30 45度。本實施例中，磨料進口的中心線與噴頭體8的中心線之間的角度為40度?；厮隹谥行木€與噴頭體8中心線之間有夾角，該夾角的角度小于磨料進口中心線與噴頭體8的中心線之間的角度，為15 30度。磨料進口和回水出口分別與噴頭體8內(nèi)孔中段的小孔徑段連通。在所述的磨料進口上安裝有進砂管9 ； 在回水出口上安裝有回水管3，在回水管3的出口安裝有單向閥蓋2。噴頭體8的磨料噴砂管安裝段的外徑與彈簧夾頭5的內(nèi)徑相同。水射流噴嘴1位于噴頭體8的高壓水管連接段的內(nèi)孔中，并且水射流噴嘴1的錐面與噴頭體8內(nèi)孔的錐面配合。所述的回水管3為中空回轉(zhuǎn)體。回水管3 —端的外表面通過螺紋與噴頭體8殼體上的回水出口連接。在所述的回水管3另一端的端頭有單向閥蓋2。所述的進砂管9為中空回轉(zhuǎn)體。進砂管9 一端的外表面通過螺紋與噴頭體8殼體上的磨料進口連接。另一端與磨料進砂管連通。磨料噴砂管6亦為中空回轉(zhuǎn)體，用硬質(zhì)合金制成。磨料噴砂管6的外徑與噴頭體8 磨料噴砂管6的安裝段的內(nèi)徑相同。磨料噴砂管6的內(nèi)徑根據(jù)被切割工件的材質(zhì)確定，為 0. 5 1mm，本實施例中磨料噴砂管6的內(nèi)徑為0. 8mm。所述磨料噴砂管6 —端為進砂端，該進砂端的內(nèi)表面為收縮的錐形，形成了磨料噴砂管6的導(dǎo)砂槽，以利于磨料的導(dǎo)入。所述磨料噴砂管6另一端為磨料水射流出口。本實施例中，軸向有通孔的噴頭體8與軸向有通孔的壓緊螺母7螺紋連接組合。噴頭體8軸向通孔前端為與錐形水射流噴嘴1同錐面的錐形孔噴嘴座，后端稍大孔中過盈配合壓入有硬質(zhì)合金制作的圓柱環(huán)磨料混砂腔4，磨料混砂腔4的進口端有60度倒角的導(dǎo)砂槽，內(nèi)孔為圓形直孔，水射流噴嘴1與磨料混砂腔間徑向有磨料進砂管9和回水管3，未端更大孔內(nèi)插放磨料噴砂管6 ；壓緊螺帽7軸向通孔也呈臺階結(jié)構(gòu)，中部加工有錐面，放置有定位、抱緊磨料噴射管定位尼龍彈簧夾頭5。 組裝時，在噴頭體8前端錐面孔內(nèi)放入水射流噴嘴1，通過后端壓入可更換式圓環(huán)磨料混砂腔4，插入磨料噴砂管6，磨料噴砂管外裝有錐形尼龍彈簧夾頭5，然后用壓緊螺帽 7將磨料噴砂管6與噴頭體8組合、壓緊。使用一段時間，當磨料混砂腔、磨料噴砂管磨損， 松開螺接的噴頭體8和壓緊螺帽7，頂推退出磨料混砂腔4，更換一新的磨料混砂腔4、磨料噴砂管6，然后用壓緊螺帽7螺接旋緊。
權(quán)利要求
1. 一種磨料水射流切割噴頭裝置，包括水射流噴嘴、磨料混砂腔、噴頭體、磨料噴砂管和磨料進砂管；噴頭體的中心有通孔，一端為高壓進水口，噴頭體的另一端的中心孔內(nèi)安裝有磨料噴砂管，彈簧夾頭安裝在磨料噴砂管安裝段的端頭處，并通過壓緊螺母將所述的彈簧夾頭、磨料噴砂管與噴頭體固連；水射流噴嘴位于噴頭體的高壓進水口內(nèi)；在水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔中形成磨料混砂腔；其特征在于，在噴頭體殼體上開有回水出口，所述的回水出口與磨料進口對應(yīng)；回水出口的中心線與噴頭體的中心線之間的夾角為15 30度；所述的磨料混砂腔是由水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔形成。
全文摘要
一種磨料水射流切割噴頭裝置，噴頭體中心有通孔，一端為高壓進水口，另一端的中心孔內(nèi)安裝有磨料噴砂管，彈簧夾頭安裝在磨料噴砂管安裝段的端頭處。水射流噴嘴位于噴頭體的高壓進水口內(nèi)。在水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔中形成磨料混砂腔。在噴頭體殼體上開有回水出口，回水出口與磨料進口對應(yīng)。回水出口的中心線與噴頭體的中心線之間的夾角為15～30度。磨料混砂腔是由水射流噴嘴與磨料噴砂管之間的噴頭體內(nèi)孔形成。本發(fā)明通過對稱均衡布置進砂孔和回水孔，消除由砂噴管6堵塞造成的回水進入到磨料供料閥的現(xiàn)象，有利于提高切割過程的可靠性和加工效率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于實現(xiàn)。
文檔編號B24C5/04GK102363285SQ20111034733
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者任保林, 吳繼平, 吳英俊, 張微西, 徐合剛, 李春恒, 陳宇 申請人:西安東儀海博機電科技有限責任公司, 西安東風儀表廠