[发明专利]水磨料悬浮液切割设备

说明书

在此公开的水磨料悬浮液切割设备(1)具有用于提供处于压力下的水磨料悬浮液(13)(301)的压力容器(11)、闸门室(21)和用于经由闸门室(21)将磨料介质补充到压力容器(11)中的补充阀(19)。补充阀(19)具有阀入口(49)、阀出口(51)、布置在阀入口(49)和阀出口(51)之间的阀室(71)和位于阀室(71)中的阀体(67)，其中，阀入口(49)与闸门室(21)连接且阀出口(51)与压力容器(11)连接。在此，补充阀(19)具有第一关闭位置、第一打开位置和第二打开位置，其中，在第一关闭位置中闸门室(21)与压力容器(11)流体分离且在第一打开位置以及第二打开位置中闸门室(21)与压力容器(11)流体连接。

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的水磨料悬浮液切割设备。

背景技术

水磨料悬浮液切割设备用于借助添加有磨料介质的高压水射束切割材料。水磨料悬浮液切割设备与水磨料注射切割设备不同，在水磨料注射切割设备中磨料介质仅在排出喷嘴中或排出喷嘴处被引入已经大大加速的水中。在水磨料悬浮液切割设备中首先使处于高压下的水与磨料介质混合，然后在排出喷嘴中使水磨料悬浮液加速。在水磨料注射切割设备中虽然没有磨料介质在高压下与水混合的问题，因为磨料介质仅输送给排出喷嘴，但是在水磨料注射切割设备中磨料介质-水-比例被大大限制且由此限制其切割力。此外，在水磨料注射切割设备中空气夹杂物导致由于在吸入水射束时对磨料介质颗粒的无效加速而降低切割功率以及在切割射束中的空气份额很高。而在水磨料悬浮液切割设备中可将磨料介质-水-比例选择得更高且可实现较高的切割力，因为水在排出喷嘴上游在压力下在没有空气夹杂物的情况下与磨料介质受控地混合。由此例如可以通过磨料介质容器引导一部分水流，该磨料介质容器构造成压力容器。这种设备例如在EP 1 199 136中已知。在该设备中的技术挑战是，补充磨料介质，因为在此设备必须停止运行，必须将磨料介质容器引入无压力的状态且此时才可进行填充。但是在工业应用的情况下通常期望连续切割，在此设备无需为了填充磨料介质而停止运行。

EP 2755 802 B1和WO 2015/149867 A1描述了用于确保设备连续运行的闸门解决方案。但是由于部分高于2000bar的特别高的压力，可靠地打开和关闭这种闸门解决方案是一种技术挑战。此外磨料介质会堵塞和/或阻塞闸门阀。

发明内容

在此公开的根据权利要求1所述的水磨料悬浮液切割设备相对于前述解决方案具有的优点是，不会堵塞或阻塞闸门阀并且能可靠地打开和关闭闸门阀，以确保设备的连续运行。本公开的内容的有利设计方案在从属权利要求、后续说明以及附图中给出。

在此公开的水磨料悬浮液切割设备具有用于提供处于压力下的水磨料悬浮液的压力容器、闸门室和用于经由闸门室将磨料介质补充到压力容器中的补充阀。在此，补充阀具有阀入口、阀出口、布置在阀入口和阀出口之间的阀室和位于阀室中的阀体，在此，阀入口与闸门室连接且阀出口与压力容器连接。

此时通过本公开的四个方面确保可靠地打开和关闭补充阀，四个方面中的每个方面都可单独地或两个、三个或所有四个方面的任意组合，以使补充阀不被堵塞或不被磨料介质阻塞。

根据第一方面，补充阀可占据第一关闭位置、第一打开位置和第二打开位置，其中，在第一关闭位置中闸门室与压力容器流体分离且在第一打开位置以及第二打开位置中闸门室与压力容器流体连接。优选地，关闭位置处于第一打开位置和第二打开位置之间。由此对于阀体有两个关于运动方向的可能性，阀朝第一打开位置打开或朝第二打开位置打开。因此，如果一个运动方向被堵塞或阻塞，则阀体可朝另一运动方向运动且阀可被带入另一打开位置中。如果扭矩没有超过特定的阈值，阀也可仅朝一个方向被操作。