[發明專利]一種超前預混合磨料水射流設備和發生方法

有效

• 申請號: 202111177012.8
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113770921B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉勇;魏建平;劉笑天;姚邦華;張宏圖;徐向宇;司磊磊;代碩;張東鑫;李海超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B24C1/04
• 分類號: B24C1/04;B24C3/04;B24C7/00
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 郭玉靜

1.一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：包括攪拌桶(1)、攪拌器(3)、供料泵(5)、注漿泵(10)以及噴嘴(14)；

其中，所述攪拌桶(1)中設置有能夠對其內部進行循環攪拌的攪拌器(3)；

所述攪拌桶(1)的底部采用管路一(4)與所述供料泵(5)的輸入端相連通；

所述供料泵(5)的輸出端采用管路二(6)與三通球閥(7)的進液端相連通；

所述三通球閥(7)的其中一個出液端采用管路三(8)與攪拌桶(1)相連通，其另一個出液端采用管路四(9)與注漿泵(10)的注漿泵進料口(19)相連通；

所述注漿泵(10)的注漿泵出料口采用高壓軟管(13)與噴嘴(14)相連通。

2.根據權利要求1所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述注漿泵(10)為柱塞式注漿泵，其最高壓力為40MPa。

3.根據權利要求1或2所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述噴嘴(14)的出口處還設置有截斷式脈沖射流產生裝置，所述截斷式脈沖射流產生裝置主要由電機(15)、旋轉軸(16)和截斷圓盤(17)組成；

其中，所述截斷圓盤(17)上布有孔體，所述截斷圓盤(17)與所述旋轉軸(16)同軸固定相連，所述旋轉軸(16)由所述電機(15)所驅動。

4.根據權利要求3所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述截斷圓盤(17)的最外圈設有24個圓周陣列分布的圓孔，中圈設有12個圓周陣列分布的圓孔，內圈設有6個圓周陣列分布的圓孔，且當所述噴嘴(14)噴出的射流經過圓孔時，射流通過；在未經過圓孔時，射流被截斷，從而形成脈沖磨料水射流。

5.根據權利要求4所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述注漿泵進料口(19)還采用管路五(11)與所述管路三(8)相連通；

所述注漿泵出料口(20)還采用管路六(12)與所述管路五(11)相連通。

6.根據權利要求1所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述攪拌器(3)包括：

內轉軸(31)，其轉動設置于所述攪拌桶(1)中，且由外部攪拌電機(2)所驅動轉動，所述內轉軸(31)的底部自上而下同軸依次固定有第一螺旋葉(34)、第二螺旋葉(35)以及導流葉片(37)；

外定筒(32)，其固定于所述攪拌桶(1)中，且套設于所述內轉軸(31)的外部，且所述外定筒(32)與所述第二螺旋葉(35)相配合能夠實現對于磨料混合水的抽吸；

提升筒(36)，其固定于所述外定筒(32)的內部，且用于與所述第一螺旋葉(34)相配合從而實現對于混合液的抽吸；以及

內循環管(33)，其被配置為圓周陣列排布的多個，且各個所述內循環管(33)均與所述外定筒(32)相連通。

7.根據權利要求6所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述第二螺旋葉(35)的外徑大于所述第一螺旋葉(34)的外徑。

8.根據權利要求6所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述內循環管(33)的出液端沿所述外定筒(32)的徑向方向向外延伸分布。

9.根據權利要求6所述的一種超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：所述外定筒(32)的底部連接有套設在導流葉片(37)外部的導向頭(38)；

所述導向頭(38)包括連接環(381)、導向葉片(383)以及連接座(384)；

其中，所述連接環(381)為上下對稱設置的兩個，兩個所述連接環(381)之間采用多個連接桿(382)相連，且相鄰兩個所述連接桿之間布設有導向葉片(383)，相鄰兩個所述導向葉片(383)之間能夠形成導流通道；

位于上部的所述連接環(381)采用連接座(384)與所述外定筒(32)相連，所述連接座(384)上開設有循環孔(39)。

10.一種超前預混合磨料水射流設備的發生方法，其采用如權利要求1-9任一項所述的超前預混合磨料水射流設備，其特征在于：其包括如下步驟：

S1.在攪拌桶(1)中加入磨料和水；

S2.調節三通球閥(7)使得管路三(8)與管路二(6)之間為通路；起動攪拌器(3)，對加入攪拌桶(1)中的磨料和水進行內循環混合；同時打開供料泵(5)，此時磨料和水通過管路一(4)、管路二(6)和管路三(8)返回到攪拌桶(1)內，進一步進行外循環混合；

S3.調節三通球閥(7)使得管路四(9)與管路二(6)之間為通路，供料泵(5)將混合均勻得到的磨料混合水供至注漿泵進料口(19)；

S4.打開注漿泵(10)開關，注漿泵進料口(19)處的磨料混合水經注漿泵(10)進行加壓后，流出注漿泵出料口(20)，并在耐高壓軟管(13)和噴嘴(14)處進行加速；其中，流至注漿泵進料口(19)處過量的混合磨料水以及注漿泵出料口(20)處過量混合磨料水分別經管路五(11)和管路六(12)到達管路三(8)，進入攪拌桶(1)內，進一步將磨料和水混合均勻；

S5.根據工況條件，調節注漿泵(10)的頻率對磨料射流頻率進行調節；當所需頻率大于80Hz時，打開電機(15)，帶動截斷圓盤(17)旋轉，通過調節截斷圓盤轉速和射流經過圓孔位置，改變磨料脈沖水射流頻率。