[发明专利]磨料水射流切割喷头装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨料水射流切割领域，具体是一种磨料水射流切割装置中的水切 割头。

背景技术

高压磨料水射流切割技术，是在纯水射流切割技术基础上发展起来，它通过高速 水射流卷吸例如金刚砂、石英砂等磨料，在磨料混合腔中与水射流形成混合体，磨料 被水射流加速后以混合流形式，由磨料喷射管喷射，形成高速磨料水射流。众所周知， 水切割设备被广泛用于各种软硬质材料的切害中，且用途越来越广。在对金属等硬质 材料进行切割时，为了提高切割效率，必须向高压水中加入石榴石等磨料，使磨料在 高压水射流的带动下快速冲击被切材料表

面辅助切割。现有的各类磨料水射流切割设备中，是利用高压水射流产生的负压 将进砂管中的磨料吸入混砂室中与高压水射流一起从磨料喷射管中喷射出冲击被切材 料表面。

磨料水射流喷头体和磨料供砂装置，是切割机最重要部分之一，直接影响切割质 量、效率和可靠性。为保证磨料的正常供料，磨料罐及供料管路的干燥是必须保证， 如果磨料罐及供料管路湿化，则会造成细小磨料结块、堵塞不能正常供料，失去切割 能力，必须停机清理。而在实际切割过程中，由于磨料的质量、水射流压力的变化以 及切割经验等因素，在切割过程中磨料喷射管的堵塞是不可避免的，磨料喷射管堵塞 即产生瞬时高压水回流。回流的混合流经磨料供料管直接进入磨料供料装置，造成磨 料供料系统受潮失效，不能正常供料，必须停机清理，因此其连续使用可靠性差。

现有技术磨料水射流切割机磨料喷头体和磨料供砂装置中。例如中国专利实用新 型CN 200420109403.1公开了一种可以防止回水的新型水切割机用防回水控砂阀；发 明专利申请号02134867.7公开了一种水切割机回水控制系统，中国专利申请号 200910035463.0，公开了一种等负压双向进砂水切割头。现有的超高压水射流切割机 中的磨料水射流喷头体和控砂阀主要存在以下不足之处：1、故障率较高，不便维修； 2、易回水，难清理，使用麻烦。3、零件多，形状复杂，制造成本高。上述问题的存在 严重影响了整机的工作性能的正常发挥，常常因回水造成供砂故障，而产生不必要的 停机，清砂。影响到用户的利益，甚至造成用户不必要的损失。以上两大技术障碍， 至今未能得到有效解决，因此仍有改进的空间。

发明内容

为克服现有技术中存在的或者故障率较高、不便维修；或者易回水、难清理，使 用麻烦；或者结构复杂，制造成本高的不足，本发明提出了一种磨料水射流切割喷头 装置。

本发明包括水射流喷嘴、磨料混砂腔、喷头体、磨料喷砂管和磨料进砂管；喷头 体的中心有通孔，一端为高压进水口，喷头体的另一端的中心孔内安装有磨料喷砂管， 弹簧夹头安装在磨料喷砂管安装段的端头处，并通过压紧螺母将所述的弹簧夹头、磨 料喷砂管与喷头体固连；水射流喷嘴位于喷头体的高压进水口内；在水射流喷嘴与磨 料喷砂管之间的喷头体内孔中形成磨料混砂腔；其特征在于，在喷头体壳体上开有回 水出口，所述的回水出口与磨料进口对应；回水出口的中心线与喷头体的中心线之间 的夹角为15～30度；所述的磨料混砂腔是由水射流喷嘴与磨料喷砂管之间的喷头体内 孔形成。

本发明的目的是针对现有的水切割头和磨料供砂装置的进砂口处会因进砂而使负 压发生变化导致水射流偏移，使砂喷管内壁受损提前损坏和影响切割效率的问题，以 及易回水，难清理，使用麻烦等问题。设计了一种磨料混合腔结构简单，耐磨性好， 具有两个对称布置的进砂孔和回水孔，具有高可靠性的高压磨料水射流切割机用防回 水磨料水射流切割喷头体装置。由于设置了两个对称布置的进砂孔和回水孔，从而使 水射流各向负压相等而不会产生射流偏移现象，回水孔能避免回流造成磨料供料系统 失效。

本发明将磨料喷头体装置上的磨料供料管设计成对称布置的进砂孔和回水孔。当 喷头体堵塞出现回流，可以通过此旁路的回流排出管排出，避免了回流进入供料系统， 从而保证了磨料供料系统在任何情况下的干燥，提高了喷头体工作可靠性。

为有利于回流排水顺畅，回流排出管与喷头体体轴向夹角小于30度，同时考虑到 供料管的安装，最佳为15度，即回流叉管与喷头体体轴向夹角。此外，为避免回流进 入磨料供料管，磨料供料管与喷头体体夹角应大于回流排出管设置，供料管与回流排 出管夹角为10-20度。