[實用新型]一種用于水射流加工的噴嘴及包含該噴嘴的多相水射流加工噴頭裝置

有效

• 申請號: 201720062318.1
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN206425984U
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 梁忠偉;廖俊捷;單士印;廖煒源;張超
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B24C5/04
• 分類號: B24C5/04;B24C5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 裘暉,付茵茵

技術領域

本實用新型屬于水射流切割技術領域，尤其涉及一種用于水射流加工的噴嘴及包含該噴嘴的多相水射流加工噴頭裝置。

背景技術

水射流切割屬于冷卻切割，在切割過程中產生的熱量很少，并且熱量很快被流水帶走，所以不會造成工件切口附近的材料氧化、金像組織發生變化，也不會使工件發生變形，同時也避免了某些材料有害物質的揮發，所以在某些領域被廣泛運用。多相水射流切割技術，是在純水射流切割技術基礎上發展起來，它通過高速水射流卷吸例如金剛砂、石英砂等磨料，在磨料混合腔中與水射流形成混合體，磨料被水射流加速后以混合流形式，由磨料噴射管噴射，形成高速磨料水射流。眾所周知，水切割設備被廣泛用于各種軟硬質材料的切割中，且用途越來越廣。在對金屬等硬質材料進行切割時，為了提高切割效率，必須向高壓水中加入石榴石等磨料，使磨料在高壓水射流的帶動下快速沖擊被切材料表面輔助切割。

目前國內外超高壓水射流切割加工技術蓬勃發展和該技術的諸多優點，然而國內的超高壓液壓元件相對匱乏，多相水射流加工噴嘴的內部輪廓參數的優劣直接關系到整個噴嘴系統的加工質量的高低。如今工業中用的噴嘴的流道大多都是直線型的，主要有平直型噴嘴、錐形噴嘴和錐直型噴嘴這三種。但是，這些類型的噴嘴線形單一，噴嘴的流道對射流的阻力較大，而且射流的集束性和穩定性都比較差，射流的中心的動壓力值較小，軸向速度的衰減也較快；因此，傳統線性的噴嘴的能量消耗大，效率低，而且加工精度不高。并且射流對噴嘴的流道以及噴嘴的出口磨損比較嚴重。而在多相水射流切割裝置中，噴嘴是切割機最重要部分之一，直接影響切割質量、效率和可靠性。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種能增強水射流的集束性、穩定性且能減小沿程阻力的用于水射流加工的噴嘴；本實用新型的另一目的是提供一種提高切割效率、提升切割質量的包含上述噴嘴的多相水射流加工噴頭裝置。

一種用于水射流加工的噴嘴，包括依次相接注入段、過渡段和擴散段；注入段內開設依次相接的圓柱通道A、圓臺通道A；過渡段內開設依次相接的圓柱通道B、圓臺通道B；擴散段內開設依次相接的圓柱通道C、圓臺擴散通道；所有通道在相接之處的端面均重合，圓臺通道A的直徑從和圓柱通道A相接之處到和圓柱通道B的相接之處遞減，圓臺通道B的直徑從和圓柱通道B相接之處到和圓柱通道C的相接之處遞減，圓錐擴散通道的直徑從和圓柱通道B相接之處到噴嘴出口處遞增。

作為一種優選，圓柱通道A的直徑為7至9毫米，圓臺通道A的錐角度為50至70度。所述錐角度為錐角的度數，所述錐角是指圓錐的軸截面(經過圓錐的軸的截面)的兩條母線之間的角。

作為一種優選，圓柱通道B的直徑為0.7至0.9毫米，圓臺通道B的錐角度為36至44度。

作為一種優選，圓柱通道C的直徑為0.5至0.55毫米，圓臺擴散通道的錐角度為28至32度，且圓臺擴散通道的錐角方向與圓臺通道A、圓臺通道B的錐角方向相反。

一種包含上述噴嘴的多相水射流加工噴頭裝置，包括噴嘴和加砂管道，加砂管道內設有相通的用于加入磨料的磨料通道和用于通入水流的水流通道；噴嘴安裝在加砂管道上，噴嘴的圓柱通道A和加砂管道的水流通道相通。

作為一種優選，還包括連接箱、懸臂梁和滑動卡架，滑動卡架一端安裝在懸臂梁上且沿著懸臂梁方向滑動，連接箱安裝在滑動卡架的另一端，加砂管道安裝在連接箱上。

作為一種優選，連接箱為圓筒狀，一端設有圓環，加砂管道通過圓環安裝在連接箱上，在連接箱的圓筒壁上用螺栓和螺母將連接箱固定在滑動卡架上。

作為一種優選，懸臂梁為開設有長方體形通道的長方體，長方體的長大于寬、高，長方體形通道貫穿由寬、高構成的一對平行平面的兩端，其他四面的任一面設為導軌面，導軌面上開設有供滑動卡架滑動的軌道。

作為一種優選，滑動卡架包括依次相接的豎擋一、橫擋、豎擋二，橫擋和豎擋一、豎擋二均垂直，橫擋的長度和導軌面的寬度相等；安裝后的滑動卡架，豎擋一安裝在導軌面上，橫擋恰好覆蓋懸臂梁上和導軌面垂直的一面，豎擋二的一端覆蓋懸臂梁上和導軌面平行的一面，橫擋恰好覆蓋在懸臂梁導軌面上，豎擋二的一端及豎擋一均安裝在和導軌面垂直的一對平行平面上，豎擋二的另一端安裝連接箱。

作為一種優選，加砂管道的一端設有容納噴嘴注入段一端的凹槽，且通過若干螺釘將噴嘴固定加砂管道的凹槽處。