[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

本發明公開了一種超前預混合磨料水射流設備和發生方法，包括：攪拌桶、攪拌器、供料泵、注漿泵以及噴嘴；其中，所述攪拌桶中設置有能夠對其內部進行循環攪拌的攪拌器；所述攪拌桶的底部采用管路一與所述供料泵的輸入端相連通；所述供料泵的輸出端采用管路二與三通球閥的進液端相連通；所述三通球閥的其中一個出液端采用管路三與攪拌桶相連通，其另一個出液端采用管路四與注漿泵的注漿泵進料口相連通；所述注漿泵的注漿泵出料口采用高壓軟管與噴嘴相連通。

技術領域

本發明涉及磨料水射流技術領域，具體涉及一種超前預混合磨料水射流設備和發生方法。

背景技術

磨料水射流技術是近代發展起來的新技術，在工業切割、巖石掘進、表面清洗和鉆探開采等方面具有廣泛應用。根據加料方式不同，磨料水射流分為前混合磨料水射流和后混合磨料水射流。由于后混合磨料水射流不能使磨料與高速流動的水進行充分的混合，明顯地降低了水介質對磨料的傳輸效率，且對磨料加速時間短、加速不充分，因此在巖石掘進、鉆探開采等方面，后混合磨料水射流的破巖能力差，外加上工程環境的限制，無法使用后混合磨料水射流。同時，雖然前混合磨料水射流磨料混合均勻，且磨料加速時間長，破煤巖效果較好，但是限制前混合磨料水射流大規模應用的一個關鍵難題就是磨料連續供料問題；另外前混合磨料水射流和后混合磨料水射流進行破煤巖時水墊效應較為明顯，能量利用率較低，破煤巖效果較脈沖式磨料水射流較差。

為了實現前混合磨料射流真正意義上的連續供料，“一種雙罐雙泵式前混合磨料射流連續工作系統”(CN107953270B)采用兩個高壓磨料罐和兩個高壓水泵進行交替工作實現連續供料，但此設備結構復雜，且不能精確控制混沙比，同時該工作系統為連續性射流，水墊效應明顯。

因此，有必要提供一種超前預混合磨料水射流設備和發生方法以解決上述問題。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超前預混合磨料水射流設備，包括攪拌桶、攪拌器、供料泵、注漿泵以及噴嘴；

其中，所述攪拌桶中設置有能夠對其內部進行循環攪拌的攪拌器；

所述攪拌桶的底部采用管路一與所述供料泵的輸入端相連通；

所述供料泵的輸出端采用管路二與三通球閥的進液端相連通；

所述三通球閥的其中一個出液端采用管路三與攪拌桶相連通，其另一個出液端采用管路四與注漿泵的注漿泵進料口相連通；

所述注漿泵的注漿泵出料口采用高壓軟管與噴嘴相連通。

進一步，作為優選，所述注漿泵為柱塞式注漿泵，其最高壓力為40MPa。

進一步，作為優選，所述噴嘴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、旋轉軸和截斷圓盤組成；

其中，所述截斷圓盤上布有孔體，所述截斷圓盤與所述旋轉軸同軸固定相連，所述旋轉軸由所述電機所驅動。

進一步，作為優選，所述截斷圓盤的最外圈設有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。

進一步，作為優選，所述注漿泵進料口還采用管路五與所述管路三相連通；

所述注漿泵出料口還采用管路六與所述管路五相連通。

進一步，作為優選，所述攪拌器包括：

內轉軸，其轉動設置于所述攪拌桶中，且由外部攪拌電機所驅動轉動，所述內轉軸的底部自上而下同軸依次固定有第一螺旋葉、第二螺旋葉以及導流葉片；

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