[發明專利]一種切割鋼筋混凝土板的超高壓水刀射流裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202011460501.X
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112571287B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張世民;羅寰;呂慶;郭橋;謝志專;王偉峰;張世瑕;項立佳;朱海嘯;史懿漢;王立虎;梁騰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B24C1/04
• 分類號: B24C1/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種切割鋼筋混凝土板的超高壓水刀射流裝置，其特征在于：該裝置包括數控系統、自動供砂系統、超高壓發生器和水切割主機；

所述數控系統包括控制計算機、鍵盤、操作平臺和滾輪；所述控制計算機和鍵盤安裝于操作平臺上，所述鍵盤和控制計算機相連接，所述滾輪安裝于操作平臺底部；控制計算機在切割前進行路徑模擬，具有自動編程功能；

所述自動供砂系統包括蓋子、提手、供砂控制器、砂筒、排砂孔和滾輪腳架；所述蓋子安裝在砂筒的頂部，蓋子通過橡膠圈保證與砂筒之間的密封，與外部環境水、氣隔絕，所述提手固定于砂筒的兩側，所述供砂控制器安裝于砂筒的側面，與控制計算機相連接，由控制計算機控制調節供砂量，所述砂筒下部為錐形尖嘴，所述排砂孔位于錐形尖嘴的底部，所述滾輪腳架固定于砂筒底部，120度平均分布；排砂孔設置有閥門開關，排砂孔用于給砂罐加砂以及使用完成后清空砂筒內的砂；

所述超高壓發生器包括監視孔、加壓主機和腳支座，所述監視孔位于加壓主機側面，所述腳支座位于加壓主機底部；所述加壓主機包括入口水過濾器、升壓泵、增壓器、減震器、電機、液壓泵、油箱、歧管和活塞，加壓主機與控制計算機相連接，由控制計算機控制調節超高壓發生器內部壓力；所述入口水過濾器、升壓泵、增壓器、減震器、電機、液壓泵、油箱、歧管和活塞均安裝于加壓主機內部，所述入口水過濾器、升壓泵、增壓器、減震器之間依次通過水管連接，所述液壓泵由電機驅動，所述液壓泵從油箱中吸油，再輸送到歧管中，所述活塞來回往復運動，使增壓器一側的低壓水在另一側以高壓水輸出，通過高壓管道輸入至水刀噴頭；

所述水切割主機包括穩定底座、X向工作臺、X向軌道、X向履帶盤、X向履帶、緊急剎車、X向臺座、Y向工作橋架、Y向履帶、Y向軌道、水刀臂、砂罐和水刀噴頭；所述X向工作臺位于穩定底座上方，所述X向軌道安裝在X向工作臺上方表面，所述X向履帶盤固定在X向工作臺側面，所述X向履帶一端連接X向臺座，另一端擱置于X向履帶盤上，所述緊急剎車安裝于X向臺座一側，所述Y向工作橋架固定安裝于X向臺座另一側，X向與Y向為垂直向，所述Y向軌道安裝在Y向工作橋架上方表面，所述水刀臂套接在Y向工作橋架上，與Y向軌道滑動連接，所述Y向履帶一端連接Y向軌道，另一端連接水刀臂，X向軌道、Y向軌道均為臺面軌道，X向履帶盤和Y向履帶帶動X向臺座和Y向工作橋架在X向軌道和Y向軌道上滑動，日常需增添潤滑油，減小摩擦，減少能量的損耗；X向履帶和Y向履帶為一節一節的履帶小段拼接而成，可彎曲，帶動一端的結構進行滑動，從而改變其位置，最終改變水刀噴頭的位置；所述砂罐安裝于水刀臂一側，所述水刀噴頭安裝于水刀臂底部；所述水刀噴頭包括砂管、噴頭管和寶石噴嘴；所述噴頭管由若干節短管連接而成，所述砂管側插于倒數第二節短管，所述寶石噴嘴位于噴頭管的最后一節，砂罐一端連接自動供砂系統，另一端連接水刀噴頭上的砂管，為存儲砂的中間器具；噴頭管由幾節剛性短管連接而成，內部逐級直徑減小，減少高壓水流能量的損耗；水壓可達到200MPA到400MPA；寶石噴嘴的直徑范圍為 0.004 到0.01英寸，噴嘴的最尾端裝有一塊寶石，寶石中有一個孔，水刀高壓管道中的高壓水穿過這個細小的孔流出，把壓力轉化為速度，該寶石材質為藍寶石或紅寶石。

2.一種權利要求1所述的切割鋼筋混凝土板的超高壓水刀射流裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）確定水切割主機擺放位置：根據待切割的混凝土板以及混凝土板上的切割位置，確定水切割主機的位置，并加以固定，確保擺放位置平整無傾斜，以保證水切割主機在工作過程中的安全運行，不造成意外傾覆或者是環境影響；

2）連接各系統裝置：超高壓發生器輸出的水管連接到水刀臂，通過水刀臂內部的管道連接至水刀噴頭處；自動供砂系統的排砂孔連接管道至水切割主機的砂罐處，砂罐連接管道至水刀噴頭的砂管處；

3）啟動數控系統：啟動數控系統，通過控制計算機信號控制超高壓發生器的啟動、加壓、給水，以及水切割主機的啟動、路徑、切割；

4）確定控制參數：根據工程實際確定裝置的各項參數，包括自動供砂系統的加砂流量、加砂總量、加砂時間點，超高壓發生器的水壓、水流量，水切割主機的切割速度、切割方向；

5）管道進水：現場消防栓或者水箱提供裝置用水，自來水直接進入超高壓發生器，后續被加壓；

6）自動供砂系統加砂：打開蓋子，向自動供砂系統的砂筒里加砂；

7）砂管加砂：啟動自動供砂系統的供砂控制器，砂自砂筒從排砂孔流出，經過管道進入砂罐，再經管道進入水刀噴頭上的砂管，進入混合區與高壓水流混合；

8）啟動切割主機：通過數控系統，啟動水切割主機，根據設定好的路徑以及切割速度，對混凝土板進行切割。