專利名稱:含有研磨材料的流體射流發(fā)生裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種含有研磨材料的流體射流發(fā)生裝置，特別是用于表面清理和切割作業(yè)的裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中的這種裝置包括一個噴射頭用噴射夾帶研磨材料的流體射流，這種流體可以是氣體或液體，通常為空氣或水。流體通常軸向通過噴射頭形成高壓射流，研磨材料則是和射流噴射的方向成一定角度地被引入噴射頭，卷吸到射流當(dāng)中，使含有研磨材料的射流以高速從噴射頭的出口噴射到需要磨蝕處理的部件上去。研磨材料是在流動狀態(tài)中引入噴射頭的，它們可以是干燥的，在這種情況下，它們通常已預(yù)先混雜在空氣當(dāng)中，研磨材料也可以是濕的，在這種情況下它們通常是以水懸浮物的形式與射流匯合，迄今為止所知的這種裝置的噴射頭起到的是一種噴射泵的作用，其中流體射流通過噴射頭時產(chǎn)生的文杜里效應(yīng)將研磨材料吸入噴射頭。
現(xiàn)有裝置具有許多不利之處，根本上起因于噴射頭只是起到噴射泵的作用。首先，能被卷吸到流體射流中的研磨材料的密度受到所產(chǎn)生的泵效應(yīng)的抽取量的限制，再者，極難保證射流中所含的研磨材料有一個恒定的密度。第二，研磨材料的源頭只能靠近噴射頭，因為如果研磨材料通過管子的行程太長，噴射泵將無法吸動。第三，當(dāng)流體射流減速或關(guān)閉時，所產(chǎn)生的泵效應(yīng)降至如此水平以至研磨材料沉積在供料管內(nèi)從而引起供料管的堵塞，這種堵塞實際上不可能消除，僅靠重新產(chǎn)生射流時的噴射泵的效應(yīng)來清除。
由于研磨材料的密度太低及其不穩(wěn)定性，現(xiàn)有裝置中還不能提供一個含有研磨材料的射流發(fā)生設(shè)備具有切割硬度高的材料如石頭和金屬的能力。并且現(xiàn)有裝置的用途大體上仍限于表面清理作業(yè)和切割軟材料。
本發(fā)明提供一種裝置，這種裝置克服上述缺陷，能產(chǎn)生一種極高速的射流并夾帶密度很高又很穩(wěn)定的研磨材料，用來切割鋼筋混凝土一類材料和不銹鋼鋼管和鋼板一類金屬材料。這種裝置還可用低壓操作或降低研磨材料的密度來作精細的表面清理作業(yè)，如鑄件清沙等等。
根據(jù)本發(fā)明所述的含有研磨材料的流體射流發(fā)生裝置包括進料稱重裝置，用來不間斷地輸送定量的研磨材料到一混料漏斗中，漏斗中的研磨材料和載料液體混合成具有恒定密度的懸浮液;泵裝置，用來把混料漏斗中的懸浮液泵到噴射頭以及引導(dǎo)一股流體以高速沿噴射頭軸線方向射入噴射頭，借此研磨材料被卷吸到流體射流中，以很高的速度射出噴射頭，射到需要磨蝕處理的部件上去的裝置。
上述噴射頭為我們提出的相關(guān)未決歐洲專利申請EP-A-0119203中所示出和描述的優(yōu)選型，包括一外殼構(gòu)成的轉(zhuǎn)換腔;出口裝置給定由轉(zhuǎn)換腔向外延伸的出口孔的尺寸;噴嘴裝置其橫截面尺寸比出口孔尺寸小一些，用來引導(dǎo)流體軸向射入轉(zhuǎn)換腔并穿出出口孔;進口裝置其位置在噴射頭的軸線方向上位于噴嘴的下游處，用來引導(dǎo)研磨材料懸浮液沿切線方向進入轉(zhuǎn)換腔，外殼的內(nèi)壁和進口裝置的位置如此設(shè)置使得懸浮液向著射流的方向螺旋運動到進口裝置的上游，由此產(chǎn)生的離心力使得研磨材料與載料液體分離，研磨材料沿轉(zhuǎn)換腔的圓周運動，位于轉(zhuǎn)換腔上游末端的外殼的壁迫使研磨材料向噴射頭的軸線方向運動被卷吸到從噴嘴進來的流體射流載體中，穿出出口裝置而載料液體被分離后形成一環(huán)狀流體層包圍在射流夾帶的研磨材料外面通過出口裝置。
這種處理方法可使研磨材料基本上被卷吸到流體射流的外表面。由于載料液體層的包圍，研磨材料在穿過出口裝置時基本上和給定的出口空間的材料不接觸，這樣減少了出口裝置的磨損。
研磨材料進料稱重裝置包括一朝上延伸的蝸桿，蝸桿在套管中運轉(zhuǎn)并和此管有一很大徑向間隙、蝸桿和套管之間的這一間隙使得超量的研磨材料可以自由地滑回進料口，借此，基本上可以消除管子壁的磨損，這樣盡管螺桿有一定磨損，僅更換螺桿還是比更換全部進料裝置要便宜和簡單得多。加入混料漏斗中的研磨材料的量可以通過調(diào)整螺桿的轉(zhuǎn)速或更換一承載能力不同的螺桿來進行調(diào)整。
混料漏斗最好用錐臺形漏斗，載料液體最好以旋流運動狀態(tài)進入漏斗底部，使得研磨材料能濕透并在載料液體中保持一種具有恒定密度的懸浮狀態(tài)。輸送液體到混料漏斗的裝置舉例說可以是包括一管道，管道終端徑向伸出許多出水口，管道沿混料漏斗的一邊延伸下來，徑向出水口靠近或?qū)ぶ┒返撞俊＿@樣從徑向出水口流出的水會在漏到底部引起一旋流運動并波及混料漏斗的上部區(qū)域，借此保持漏斗中所有物質(zhì)的運動狀態(tài)。用這種處理方法，漏斗不需要有攪拌器，這是其優(yōu)越性所在，因為任何一攪拌器都易受到研磨材料的磨損而需要不斷地更換。
研磨材料和載料液體混合成的懸浮液從漏斗底部送到泵裝置，再由泵泵到噴射頭去。泵可以是容積式泵，最好是離心泵。
本發(fā)明將在下面參考附圖詳細加以說明，圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明所述的裝置中的其中一種形式的示意圖。
圖2是用于本發(fā)明所述的裝置中的一種噴射頭的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明所述的一種裝置，如圖1所示，包括一儲料槽內(nèi)盛研磨材料(1)，進料螺桿(2)在套管(3)中運轉(zhuǎn)，將儲料槽中的研磨材料輸送到混料漏斗(4)去，研磨材料在混料漏斗中與液體混合成懸浮液。其剖面為錐臺形的混料漏斗(4)由一管道(5)供水，管道(5)緊靠在混料漏斗(4)的一邊延伸下來，其低部終端(6)徑向伸出許多出水口(7)。管道(5)一直延伸到靠近混料漏斗(4)的底部(8)的地方。液體在這樣的壓力下輸入混料漏斗，這種壓力使得液體由出水口(7)流出時引起一旋流和渦流運動，這一運動波及整個混料漏斗以造成一種基本上勻質(zhì)的懸浮液。
懸浮液用泵裝置(10)通過管道(9)從混料漏斗的底部(8)泵走。
壓力懸浮液從泵(10)的出水口打到噴射頭(12)的進口(11)。懸濁液沿切線方向進入噴射頭(12)，由此產(chǎn)生的離心力把研磨材料與液體分離開，研磨材料得以向位于噴射頭(12)的上游處的后壁(13)處密集。一種高壓流體通過噴嘴(14)，沿軸線方向射入噴射頭(12)，研磨材料被卷吸到由噴嘴(14)產(chǎn)生的流體射流的外層并被帶到出口(15)，懸浮液在引進噴射頭(12)過程中被分離出的液體被迫向噴射頭(14)的下游流動，形成一環(huán)狀液體層包圍在流體射流外層的研磨材料的外面。
圖2更詳細地示出噴嘴部分。進口裝置(11)沿切線方向伸進外殼(17)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換腔(16)。懸浮液借此導(dǎo)入轉(zhuǎn)換腔(16)以便走一螺旋式流動路徑。作用于懸浮液的離心力使得研磨材料(18)與液體分離，研磨材料向噴嘴(14)的上游運動，直到研磨材料受到外殼后壁(13)的約束，轉(zhuǎn)而向內(nèi)運動，直到與從噴嘴(14)進來的流體射流(19)接觸上，被卷吸到流體射流的外層，然后由流體射流載著通過噴射頭(12)，穿過出口(15)射出。
從懸浮液中分離出來的水運動到噴嘴(14)的下游，作為一保護層(20)包圍在夾帶研磨材料的流體射流(19)的外面。
通過本發(fā)明得知，由于懸浮液是泵入噴射頭(12)而非由于流體射流(19)產(chǎn)生的文杜里效應(yīng)吸入噴射頭(12)，后者通過進口(11)的懸浮液的密度很高，所以研磨材料(18)有可能被引進流體射流(19)。再者，因為懸浮液是正壓泵入噴射頭(12)的，所以有可能通過一長度很長的進料管(9)切斷輸送到噴射頭的懸浮液來源，這就使得這種裝置能應(yīng)用在一些難以或不便于形成懸浮液的場所，例如在海拔高的地方或在水下。
權(quán)利要求
1.一種含有研磨材料的流體射流發(fā)生裝置，包括一進料稱重裝置用來不間斷地輸送定量的研磨材料到一混料漏斗，其中研磨材料與載料液體混合，產(chǎn)生一具有恒定密度的懸浮液，泵裝置用來把混料漏斗中的懸浮液泵到噴射頭，以及引導(dǎo)一股流體以高速并基本上沿噴射頭軸線方向射入噴射頭，借此，研磨材料被卷吸到流體射流中并以很高的速度射出噴射頭，射到需要磨蝕處理的部件上去的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種裝置，其中噴射頭包括一外殼構(gòu)成的轉(zhuǎn)換腔;出口裝置給定了由轉(zhuǎn)換腔向外延伸的出口孔的尺寸;噴嘴裝置其橫截面尺寸比出口孔尺寸小些，用來引導(dǎo)流體軸向射入轉(zhuǎn)換腔并穿出出口孔，進口裝置，其位置在噴射頭的軸線方向上，位于噴嘴的下游處，用來引導(dǎo)研磨材料懸浮液沿切線方向進入轉(zhuǎn)換腔;外殼的內(nèi)壁和進口裝置的位置如此設(shè)備使得懸浮液向著射流的方向螺旋運動到進口裝置的上游，由此產(chǎn)生的離心力使得研磨材料與載料液體分離研磨材料沿轉(zhuǎn)換腔的圓周運動，位于轉(zhuǎn)換腔上游末端的外殼的壁迫使研磨材料向噴射頭的軸線方向運動被卷吸到從噴嘴進來的流體射流載體中，穿過出口裝置，而載料液體被分離后形成一環(huán)狀流體層包圍在射流夾帶的研磨材料外面通過出口裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述目一種裝置，其中研磨材料的進料稱重裝置包括一朝上延伸的蝸桿，蝸桿在套管中運轉(zhuǎn)并和管子有一很大的徑向間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種裝置，其中混料漏斗為錐臺形漏斗，載料液體以旋流運動狀態(tài)進入漏斗底部，使得研磨材料能濕透并在載料液體中保持一種具有恒定密度的懸浮狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種裝置，用來輸送液體到混料漏斗，包括一管道，管道終端徑向伸出許多出水口，管道沿混料漏斗的一邊延伸下來，其終端徑向出水口靠近或?qū)ぶ┒返撞?。這樣從徑向出水口流出的水會在漏斗底部引起一旋流運動并波及混料漏斗的上部區(qū)域，借此保持漏斗內(nèi)所有物質(zhì)處于運動狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種裝置，其中泵裝置為容積式泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種裝置，其中泵裝置為離心泵。
專利摘要
一種含有研磨材料的流體射流發(fā)生裝置，包括進料稱重裝置(2)用來不間斷地輸送定量的研磨材料到混料漏斗(4)，在漏斗中研磨材料與載料液體混合成具有恒定密度的懸浮液，泵裝置(10)用來將混料漏斗(4)中的懸浮液泵到噴射頭(12)，以及引導(dǎo)一股流體以高速沿噴射頭軸線方向射入噴射頭，借此研磨材料被卷吸到流體射流中，以很高的速度射出噴射頭，射到需要磨蝕處理的部件上去的裝置(14)。
文檔編號B24C3/00GK86100746SQ86100746
公開日1986年10月1日 申請日期1986年1月14日
發(fā)明者阿奇巴德·索姆森 申請人:流體工程產(chǎn)品有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan