[發明專利]一種增強型高壓水射流切割器及其安裝方法

有效

• 申請號: 201810439601.0
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108527170B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 李登;康勇;王曉亮;王曉川;汪祖安;范奇;袁淼
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B24C3/04
• 分類號: B24C3/04;B24C9/00;B24C7/00
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 許蓮英

1.一種增強型高壓水射流切割器，包括高壓水(1)、寶石噴嘴(2)、磨料輸送管(3)、磁性磨粒(4)、切割器主體(5)、混合腔(6)，其特征在于：還包括永磁性磁鐵(7)、導軌(8)和支架(9)，所述支架(9)固定安裝在切割器主體(5)上且與所述磨料輸送管(3)布置在所述切割器主體(5)的兩側，所述永磁性磁鐵(7)安裝在導軌(8)中，所述導軌(8)安裝在支架(9)上，所述永磁性磁鐵(7)可通過導軌(8)在支架(9)上滑動；

根據等式計算出永磁性磁鐵與射流束間的距離D，其中，磨粒半徑為r，質量為m，μ₀為永久真空度；χ_p為磁化系數、M為磁化強度、Δ為磨粒重心的場強，高壓水的壓力為P，α為速度損失系數，β為切割器出口處磨粒與射流束的速度比值，L為磨料輸送管與混合腔交界面中心到射流出口間的距離,V為單個磨粒體積。

2.根據權利要求1所述的一種增強型高壓水射流切割器，其特征在于：所述永磁性磁鐵(7)朝向磨料輸送管(3)的一側為凹弧面。

3.一種增強型高壓水射流切割器的安裝方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.將帶有導軌(8)的支架(9)固定安裝在切割器主體(5)上且與磨料輸送管(3)布置在所述切割器主體(5)的兩側；

b.將永磁性磁鐵(7)安裝在所述導軌(8)中，將凹弧面朝向磨料輸送管(3)的一側；

c.設定磁性磨粒為均勻的球形顆粒，半徑為r，質量為m，則單個磨粒的體積V為：

d.確定磁鐵對磨粒的吸引力F隨距離D變化的經驗方程：

其中，μ₀為永久真空度，值為1.256×10^-6；χ_p為磁化系數、M為磁化強度、Δ為磨粒重心的場強，且當磁鐵確定時這些參數均為定值，可測得具體數值；

e.確定某一工況下，高壓水的壓力為P,則噴嘴出口處磨粒的速度v為：

其中，α為速度損失系數，β為切割器出口處磨粒與射流束的速度比值，且對于確定的噴嘴α為定值，對于確定的入口壓力β為定值；

f.由于磨粒是靠混合腔(6)內的負壓進入射流的，因此初始速度很小，設定為0，設定磨粒從開始接觸射流束到噴出期間為勻加速運動，則此期間磨粒的加速時間t為：

其中，L為磨料輸送管與混合腔交界面中心到射流出口間的距離

則所需的吸引力F為：

g.根據等式計算出永磁性磁鐵(7)與射流束間的距離D；

h.根據計算出來的永磁性磁鐵(7)與射流束間的距離D，將永磁性磁鐵(7)調整到合適的位置。