[发明专利]一种实现前混合射流持续喷射的装置及方法

权利要求书

1.一种实现前混合射流持续喷射的装置，其特征在于：包括，

至少一个用于存储砂浆的主罐；

至少两个用于临时存储砂浆的子罐，分别通过管道、高压砂阀与主罐进口端连接；子罐进口端分别通过管路及相应的低压砂阀连接至一砂浆供应管路；

至少三套重量测量装置，分别设置于主罐及子罐；

水池或水箱，其出口管路设置过滤器、增压泵、控制阀，并分别通过若干子管路连接至主罐及各子罐，各子管路中分别设置高压水阀；

一混砂器，其进口端分别通过管路连接水池或水箱和主罐出口端，混砂器出口通过管路连接至喷嘴；

各低压砂阀、高压水阀、重量测量装置分别电性连接至一控制器。

2.如权利要求1所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其包括步骤如下：

1)先由砂浆供应管路向主罐以及子罐内注入砂浆，直至主罐内部的砂浆达到最大安全容量之后，再将各子罐注满，一旦注满后，立刻关闭主罐与子罐之间管路的高压砂阀以及子罐与输砂管路之间的低压砂阀，如此即完成了首次砂浆填充；

2)打开增压泵，水立刻通过管路经过过滤器之后进入增压泵，经增压后获得额定的水压力，并由高压管路向外供给；此时打开控制阀，高压水立刻进入主罐，此时主罐内部压力达到标准之后，其内部砂浆自动会进入混砂器与来自水箱的高压水混合传输至喷嘴，并由喷嘴喷出；

3)当主罐内部的砂浆耗费殆尽时，其重量产生变化，如此主罐底部安装的重量测量装置以固定频率向控制器传递重量信号，主罐重量值低于某一标准之后，控制器立刻向盛有足够砂浆的第一个子罐发出信号打开高压水阀，此时该子罐内部的压力也会立刻提升至同一压力值，延迟一段时间后，控制器再向高压砂阀传递打开信号，此时该子罐内部的高浓度砂浆自动进入主罐，从而确保主罐内部的砂浆量保持在对应的范围内；

4)当第一子罐内部砂浆全部耗尽之后，按照同样的流程，陆续打开其他子罐，轮流向主罐内部补充砂浆；此时第一子罐内部砂浆已经完全耗尽，第一子罐底部安装的重量测量装置检测到，该信号传递至控制器之后，控制器通过运算立刻传递至高压水阀，关闭高压水阀，同时关闭相应的高压砂阀，而后打开相应的低压砂阀，向第一子罐内部注入低压砂浆，直至该子罐内砂浆注满，子罐内部砂浆注满自后，通过控制器立刻关闭相应的低压砂阀与高压砂阀，同时打开高压水阀，使子罐内部的砂浆有低压状态迅速提升为高压砂浆，待用；

5)如此，在第一子罐内部砂浆灌满并保持高压状态期间，其他子罐陆续向主罐内部注入高压砂浆；当其他子罐内部高压砂浆已经耗尽之后，同样，陆续开始卸压、注入低压砂浆、关闭、升压；如此轮替补充，即实现了主罐内部砂浆始终保持在一个标准的安全范围内，从而始终保持混砂器内部始终有稳定、源源不断的高浓度砂浆流入，并实现与高压水的混合，其进一步，即保证了喷嘴内部始终有稳定的砂浆喷出。

3.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述主罐的容积量大于子罐的容积量。

4.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述高压砂阀相对于混砂器，其在同压状态下对同一浓度砂浆的流通能力至少是混砂器的两倍值以上。

5.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述低压砂阀在常压状态下向各自子罐注入低压砂浆的流速，至少是混砂器耗费砂浆的流速一倍以上。

6.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述主罐与子罐的工作压力水平通常为0～50MPa范围。

7.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述的混砂器出口管路中高浓度砂浆为硬物颗粒与水的混合物，其重量体积比为40％～90％。

8.如权利要求2所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述硬物颗粒包括天然的刚玉类磨料、碳化物磨料、或金属加工丸。

9.如权利要求8所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述天然的刚玉类磨料如棕刚玉、白刚玉、或单晶刚玉；碳化物磨料包括黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼；金属加工丸包括钢丸、钢丝切丸。

10.如权利要求7或8所述的一种实现前混合射流持续喷射装置的控制方法，其特征是，所述的硬物颗粒粒度为20目～200目。