[其他]水射流系统

说明书

本实用新型提供了一种水射流系统，该水射流系统包括被配置为泵送流体的泵和被配置为驱动泵的电动马达；被配置为储存磨料的料斗，被配置为将来自料斗的磨料和来自泵的流体混合以产生浆料的混合室，其中进入混合室的流体处于2000psi和8000psi之间的压力，被配置为接收待切割的工件的切割床，和包括出口喷嘴的在下游与混合室流体连通的切割头，该切割头被配置为将浆料作为高速射流通过出口喷嘴排出到切割床中。

技术领域

本公开涉及水射流系统，包括排出高速流体束流以切割工件的水射流。

背景技术

水射流系统将高压水转化为高速水束流，以努力侵蚀其所指向的材料。该高速水束流中可存在磨料。这种磨料可提高切割速度或扩大可切割材料的范围。由于其优于其他切割系统的优点，诸如其切割各种工件材料的能力和不会在工件上引起热应力，在制造工业中，水射流技术是熟知的。

水射流可通过其相对于切割头喷嘴的流体束流和磨料的构型来限定。一种构型，即纯水射流，基本上如图1A所示。纯水射流在流体束流中不含任何磨料。纯水射流利用高压流体束流100，该高压流体束流被馈送到切割头110中，将穿过小孔的流量加速为高速流体束流120。纯水射流通常限于可被切割的材料。

另一种构型，即磨料悬浮水射流(ASWJ)，基本上如图1B所示。ASWJ利用高压水- 磨料混合物或浆料200，该高压水-磨料混合物或浆料被馈送到切割头210，将穿过小孔的流量加速为高速流体束流220。由于磨料悬浮在加压流体(例如水)中，因此当其流过小孔时会引起明显的磨损。磨料可被添加到泵的上游(在水被加压之前)或泵的下游(在水被加压之后)的水中。如果在水加压之前将磨料添加到水中，磨料可能会导致ASWJ泵的内部磨损。

第三构型，即磨料注入水射流(AIWJ)，基本上如图1C所示。AIWJ类似于纯水射流，但包括在高压流体流100被加速至高速之后注入切割头310的磨料300。这提供了高速流体和磨料束流320。与纯水射流相比，由于其改进的切割能力，AIWJ可能是有利的，并且不会像在ASWJ中那样经历对孔以及可能对泵的内部磨损。由于这些原因，AIWJ可能是制造业中优选的。

水射流可由其液压泵子系统的结构进一步限定。一种构造，即专用直接驱动曲柄泵，在图1D中示出并且在图1E中示意性地示出。在这种类型的构造中，230-460V的线电压400被提供给变频驱动器490，该变频驱动器控制20-100hp的马达410。马达410经由曲轴421联接420到液压泵430，该液压泵将相应气缸432中的多个柱塞431驱动至超高压470，通常在10,000-60,000psi的范围内，该超高压被馈送到水射流的切割头。至少30+psi的普通自来水440被馈送通过0.4-1μm的过滤系统450，产生适合于敏感泵430的纯化水。这些泵不能够存储和保持其压力，因此，当对切割头的供应关断时，它们还需要存在释放阀回路480。

另一种构造，液压增压泵，在图1F中示出并且在图1G中示意性地示出。在这种类型的构型中，230-460V的线电压400被提供给最高200hp的马达410。马达410联接420到液压泵500，该液压泵将液压流体510加压至约3000psi。包括由电子器件550控制的导阀 541和换档阀542的一组阀540用于适当地管理到往复式增压泵570的液压流体供应和返回管线560。该组阀540经由子板543连接至增压泵570的主液压缸571。增压泵在主液压缸571的两侧对称，在两侧具有端罩组件572、高压缸573和端盖574。每个端盖包括止回阀组件575。到液压泵500的液压流体520通常需要通过子系统530冷却。利用3000psi液压流体供应管线560，增压泵570向流体580施加超高压，通常在60,000-90,000psi的范围内，该超高压被馈送到液压衰减器590，以在该超高压被馈送到切割头511之前将压力消除。至少30+psi的普通自来水440被馈送通过0.4-1μm的过滤系统450，产生适合于敏感增压器570的纯化水。