本發(fā)明涉及磨料水射流機(jī)械設(shè)備設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淹沒式冰水混合物狀態(tài)下基于冰粒介質(zhì)前混合磨料射流發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

水射流是由噴嘴流出形成的不同形狀的高速水流束，射流的流速取決于噴嘴出口截面前后的壓力降。水射流是能量轉(zhuǎn)變與應(yīng)用的最簡單的一種形式。通常，動力驅(qū)動泵通過對水完成一個吸、排過程，將一定量的水泵送到高壓管路，使其以一定能量到達(dá)噴嘴。而噴嘴的孔徑要求比高壓管路直徑小得多，因此到達(dá)噴嘴的這一一定量的水要想流出噴嘴孔，必須加速。這樣，經(jīng)過噴嘴孔加速凝聚的水就形成了射流。磨料射流是指磨料在某種外動力的作用下被加速后，高速運(yùn)動的磨料所形成的射流。傳統(tǒng)的磨料水射流設(shè)備是以水作為介質(zhì)，通過高壓發(fā)生設(shè)備使它獲得巨大能量后，再通過供料裝置將磨料直接注入高壓水中，使其以一種特定的流體運(yùn)動方式高速從噴嘴噴射出來，形成能量高速集中的一股磨料水射流。

冰粒射流就是在射流中混入冰粒,使冰粒加速,利用這些具有較大動量的冰粒加工工件,可以有效提高射流作業(yè)效率和射流作業(yè)能力,并且冰粒射流的加工溫度低、清潔度高.噴嘴是形成射流工況的直接部件,是射流系統(tǒng)中把高壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿囊环N裝置.通過噴嘴能將管路中高壓而低流速的工作介質(zhì)轉(zhuǎn)化成低壓而高流速的射流,高速射流引射冰粒介質(zhì),通過噴嘴的混合腔二級噴嘴來給冰粒加速,從而進(jìn)行射流作業(yè)。冰粒的保存及相應(yīng)規(guī)格的冰粒制備也是制約冰粒射流的發(fā)展?，F(xiàn)有的前混合冰粒射流設(shè)備存在實施難和冰粒射流實驗效果差等技術(shù)難題，有些前混合冰粒射流設(shè)備無法對噴嘴打擊靶物區(qū)域、冰水混合物輸送區(qū)域和冷水輸送區(qū)域和冰粒臨時存儲區(qū)域等易升溫的地方難以實現(xiàn)恒溫保存及輸送功能，難以保證冰粒在與冷水混合后作用到靶物上保持冰粒原本的棱角，無法充分發(fā)揮冰粒射流的打擊力，有些前混合冰粒射流設(shè)備無法防止冰粒射流直接擊穿橫向制冷管及避免橫向制冷管的損壞，不能及時對噴嘴打擊靶物區(qū)域升溫區(qū)域進(jìn)行制冷降溫，無法避免冰粒在與靶距接觸之前融化；有些前混合冰粒射流設(shè)備還沒有完全解決高壓膠管內(nèi)的0°冷水或0°冷水與冰?；旌弦涸谳斔瓦^程中帶來的升溫問題；還有些前混合冰粒射流設(shè)備無法解決高壓泵活塞桿對0°冷水增壓過程中因摩擦帶來升溫問題，還有的前混合冰粒射流設(shè)備劑既不能對輸送環(huán)節(jié)的0°冷水或0°冷水與冰?；旌弦哼M(jìn)行保溫又不能保證高壓泵站輸入端口內(nèi)的0°冷水進(jìn)行保溫，無法使高壓輸送管道承載一定程度的外部載荷。因此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作快捷方便、安全高效的一種淹沒式冰水混合物狀態(tài)下基于冰粒介質(zhì)前混合磨料射流發(fā)生裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作快捷方便、安全高效的一種淹沒式冰水混合物狀態(tài)下基于冰粒介質(zhì)前混合磨料射流發(fā)生裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種淹沒式冰水混合物狀態(tài)下基于冰粒介質(zhì)前混合磨料射流發(fā)生裝置，包括冰粒射流發(fā)生裝置和高壓泵站，所述冰粒射流發(fā)生裝置包括0°恒溫箱，其中，還包括封閉式淹沒射流保溫室、特殊輸送裝置和o°水存儲柜式冰箱，所述封閉式淹沒射流保溫室的底部安裝有防擊穿不銹鋼塊，所述防擊穿不銹鋼塊內(nèi)安裝有橫向制冷管，所述特殊輸送裝置包括高壓0°恒溫輸送管道和外置冷卻器，所述高壓0°恒溫輸送管道由內(nèi)到外依次設(shè)有高壓膠管、冷卻層、海綿層、加固鋼化管和保溫防護(hù)層，所述冷卻層內(nèi)對稱設(shè)有金屬桿、0°冷水輸送鋼管和0°冷水輸送軟管，所述金屬桿位于0°冷水輸送鋼管與0°冷水輸送軟管之間，所述高壓0°恒溫輸送管道的右端安裝在外置冷卻器內(nèi)，所述高壓0°恒溫輸送管道的伸出端還位于外置冷卻器的右端，所述o°水存儲柜式冰箱通過固定架安裝在高壓泵站上。

所述封閉式淹沒射流保溫室內(nèi)安裝有三維執(zhí)行臺，所述三維執(zhí)行臺中部安裝有橫向移動臂，所述橫向橫向移動臂上安裝有噴嘴，所述噴嘴上端安裝有防水溫度測量傳感器，所述封閉式淹沒射流保溫室內(nèi)設(shè)有0°冷水，所述0°冷水水平液位位于噴嘴上端面的正上方，所述封閉式淹沒射流保溫室和0°恒溫箱的上端均安裝有單向冷氣輸送閥，所述封閉式淹沒射流保溫室的外部安裝有數(shù)字化控制器。

所述冰粒射流發(fā)生裝置還包括冰粒存儲罐和混合座，所述冰粒存儲罐和混合座安裝在0°恒溫箱內(nèi)，所述冰粒存儲罐安裝在混合座的上端，所述混合座通過特殊輸送裝置端部的接頭與噴嘴相連接，所述高壓泵站左端的柱塞泵通過特殊輸送裝置端部的接頭與混合座相連接。

所述橫向制冷管的右端安裝有制冷器，所述制冷器還安裝在封閉式淹沒射流保溫室的右端，金屬桿、0°冷水輸送鋼管和0°冷水輸送軟管均有若干個，且對稱分布在冷卻層內(nèi)。

現(xiàn)場使用時，首先，操作人員設(shè)備整體移動到合適的工作區(qū)域內(nèi)，再將設(shè)備整體固定，將待工件固定在三維執(zhí)行臺下端的工作臺上，調(diào)節(jié)橫向移動臂上噴嘴的位置使噴嘴下端噴頭與工件處于合適的靶距范圍內(nèi)，調(diào)整0°冷水上位液面位置并使噴嘴和工件始終處于淹沒狀態(tài)，并通過數(shù)字化控制器設(shè)置噴嘴的走刀起點和路線，將單向冷氣輸送閥連接冷氣管道上，使0°恒溫箱和封閉式淹沒射流保溫室內(nèi)設(shè)備均處于0°，再啟動制冷器使封閉式淹沒射流保溫室內(nèi)0°冷水快速處于0°。

其次，操作人員將高壓泵站移動到實驗室非工作區(qū)內(nèi)，再固定高壓泵站的位置，將0°冷水輸送管連接在o°水存儲柜式冰箱的輸入端口處，使o°水存儲柜式冰箱內(nèi)充滿0°冷水，再將制備好的冰粒加入到冰粒存儲罐內(nèi)，關(guān)閉冰粒存儲罐下端的冰粒輸送截止閥，開啟高壓泵站上控制箱內(nèi)的控制器和特殊輸送裝置中外置冷卻器控制開關(guān)，使高壓泵站左端柱塞泵工作，實時低壓輸送作業(yè)，0°冷水將特殊輸送裝置進(jìn)入混合座內(nèi)，再特殊輸送裝置和噴嘴作用在工件上，分鐘左右待系統(tǒng)內(nèi)所有環(huán)節(jié)內(nèi)的冷水溫度均為0°后，調(diào)節(jié)高壓泵站上調(diào)壓閥使左端柱塞泵進(jìn)行增壓輸送作業(yè)，再開啟冰粒存儲罐下端的冰粒輸送截止閥，待0°冷水和冰粒在混合座內(nèi)混合經(jīng)特殊輸送裝置和噴嘴作用在工件上，啟動封閉式淹沒射流保溫室上的數(shù)字化控制器使噴嘴執(zhí)行切割等作業(yè)。

最后，操作人員待工件完成切割等作業(yè)后，通過數(shù)字化控制器使噴嘴復(fù)位，依次關(guān)閉冰粒存儲罐下端的冰粒輸送截止閥、數(shù)字化控制器、高壓泵站上控制箱內(nèi)的控制器和冷氣輸入閥，再做好設(shè)備整體的維護(hù)，等待下次設(shè)備使用共作。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明有效解決冰粒射流實施難和冰粒射流實驗效果差等技術(shù)難題，重點對冰粒和冰水混合液及冷水可能升溫的地方，如噴嘴打擊靶物區(qū)域、冰水混合物輸送區(qū)域和冷水輸送區(qū)域和冰粒臨時存儲區(qū)域等，進(jìn)行冷卻和保溫處理，有效保證冰粒在與冷水混合后作用到靶物上保持冰粒原本的棱角，確保冰粒射流的打擊力，通過設(shè)置防擊穿不銹鋼塊和橫向制冷管有助于能防止冰粒射流直接擊穿橫向制冷管，避免橫向制冷管的損壞，橫向制冷管還能及時對噴嘴打擊靶物區(qū)域升溫區(qū)域進(jìn)行制冷降溫，避免冰粒在與靶距接觸之前融化；通過設(shè)置高壓膠管、金屬桿、0°冷水輸送鋼管和0°冷水輸送軟管采用多種冷卻0°冷水保溫方式解決高壓膠管內(nèi)的0°冷水或0°冷水與冰?；旌弦涸谳斔瓦^程中帶來的升溫問題；通過設(shè)置外置冷卻器能有效解決高壓泵活塞桿對0°冷水增壓過程中因摩擦帶來升溫問題，并對升溫的冷水進(jìn)行后期冷卻保溫使其溫度維持在0°左右，通過設(shè)置海綿層、加固鋼化管、保溫防護(hù)層和o°水存儲柜式冰箱能對輸送環(huán)節(jié)的0°冷水或0°冷水與冰?；旌弦哼M(jìn)行保溫又能保證高壓泵站輸入端口內(nèi)的0°冷水進(jìn)行保溫，還能增加高壓0°恒溫輸送管道承載一定程度的外部載荷，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，經(jīng)濟(jì)實用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中高壓0°恒溫輸送管道截面剖視圖。

圖中：1、冰粒射流發(fā)生裝置；11、0°恒溫箱；12、冰粒存儲罐；13、混合座；2、高壓泵站；3、封閉式淹沒射流保溫室；31、防擊穿不銹鋼塊；311、橫向制冷管；3111、制冷器；32、三維執(zhí)行臺；321、橫向移動臂；3211、噴嘴；3212、防水溫度測量傳感器；33、0°冷水；34、數(shù)字化控制器；4、特殊輸送裝置；41、高壓0°恒溫輸送管道；411、高壓膠管；412、冷卻層；4121、金屬桿；4122、0°冷水輸送鋼管；4123、0°冷水輸送軟管；413、海綿層；414、加固鋼化管；415、保溫防護(hù)層；42、外置冷卻器；5、o°水存儲柜式冰箱；6、單向冷氣輸送閥。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例和圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，所述一種淹沒式冰水混合物狀態(tài)下基于冰粒介質(zhì)前混合磨料射流發(fā)生裝置，包括冰粒射流發(fā)生裝置1和高壓泵站2，所述冰粒射流發(fā)生裝置1包括0°恒溫箱11，還包括封閉式淹沒射流保溫室3、特殊輸送裝置4和o°水存儲柜式冰箱5，所述封閉式淹沒射流保溫室3的底部安裝有防擊穿不銹鋼塊31，所述防擊穿不銹鋼塊31內(nèi)安裝有橫向制冷管311，所述特殊輸送裝置4包括高壓0°恒溫輸送管道41和外置冷卻器42，所述高壓0°恒溫輸送管道41由內(nèi)到外依次設(shè)有高壓膠管411、冷卻層412、海綿層413、加固鋼化管414和保溫防護(hù)層415，所述冷卻層412內(nèi)對稱設(shè)有金屬桿4121、0°冷水輸送鋼管4122和0°冷水輸送軟管4123，所述金屬桿4121位于0°冷水輸送鋼管4122與0°冷水輸送軟管4123之間，所述高壓0°恒溫輸送管道41的右端安裝在外置冷卻器42內(nèi)，所述高壓0°恒溫輸送管道41的伸出端還位于外置冷卻器42的右端，所述o°水存儲柜式冰箱5通過固定架安裝在高壓泵站2上。

如圖1所示，所述封閉式淹沒射流保溫室3內(nèi)安裝有三維執(zhí)行臺32，所述三維執(zhí)行臺32中部安裝有橫向移動臂321，所述橫向橫向移動臂321上安裝有噴嘴3211，所述噴嘴3211上端安裝有防水溫度測量傳感器3212，所述封閉式淹沒射流保溫室3內(nèi)設(shè)有0°冷水33，所述0°冷水33水平液位位于噴嘴3211上端面的正上方，所述封閉式淹沒射流保溫室3和0°恒溫箱11的上端均安裝有單向冷氣輸送閥6，所述封閉式淹沒射流保溫室3的外部安裝有數(shù)字化控制器34。

如圖1所示，所述冰粒射流發(fā)生裝置1還包括冰粒存儲罐12和混合座13，所述冰粒存儲罐12和混合座13安裝在0°恒溫箱11內(nèi)，所述冰粒存儲罐12安裝在混合座13的上端，所述混合座13通過特殊輸送裝置4端部的接頭與噴嘴3211相連接，所述高壓泵站2左端的柱塞泵通過特殊輸送裝置4端部的接頭與混合座13相連接。

如圖1和圖2所示，所述橫向制冷管311的右端安裝有制冷器3111，所述制冷器3111還安裝在封閉式淹沒射流保溫室3的右端，金屬桿4121、0°冷水輸送鋼管4122和0°冷水輸送軟管4123均有4個，且對稱分布在冷卻層412內(nèi)。

現(xiàn)場使用時，首先，操作人員設(shè)備整體移動到合適的工作區(qū)域內(nèi)，再將設(shè)備整體固定，將待工件固定在三維執(zhí)行臺32下端的工作臺上，調(diào)節(jié)橫向移動臂321上噴嘴3211的位置使噴嘴3211下端噴頭與工件處于合適的靶距范圍內(nèi)，調(diào)整0°冷水33上位液面位置并使噴嘴3211和工件始終處于淹沒狀態(tài)，并通過數(shù)字化控制器34設(shè)置噴嘴3211的走刀起點和路線，將單向冷氣輸送閥6連接冷氣管道上，使0°恒溫箱11和封閉式淹沒射流保溫室3內(nèi)設(shè)備均處于0°，再啟動制冷器3111使封閉式淹沒射流保溫室3內(nèi)0°冷水33快速處于0°。

其次，操作人員將高壓泵站2移動到實驗室非工作區(qū)內(nèi)，再固定高壓泵站2的位置，將0°冷水輸送管連接在o°水存儲柜式冰箱5的輸入端口處，使o°水存儲柜式冰箱5內(nèi)充滿0°冷水，再將制備好的冰粒加入到冰粒存儲罐12內(nèi)，關(guān)閉冰粒存儲罐12下端的冰粒輸送截止閥，開啟高壓泵站2上控制箱內(nèi)的控制器和特殊輸送裝置4中外置冷卻器42控制開關(guān)，使高壓泵站2左端柱塞泵工作，實時低壓輸送作業(yè)，0°冷水將特殊輸送裝置4進(jìn)入混合座13內(nèi)，再特殊輸送裝置4和噴嘴3211作用在工件上，15分鐘左右待系統(tǒng)內(nèi)所有環(huán)節(jié)內(nèi)的冷水溫度均為0°后，調(diào)節(jié)高壓泵站2上調(diào)壓閥使左端柱塞泵進(jìn)行增壓輸送作業(yè)，再開啟冰粒存儲罐12下端的冰粒輸送截止閥，待0°冷水和冰粒在混合座13內(nèi)混合經(jīng)特殊輸送裝置4和噴嘴3211作用在工件上，啟動封閉式淹沒射流保溫室3上的數(shù)字化控制器34使噴嘴3211執(zhí)行切割等作業(yè)。

最后，操作人員待工件完成切割等作業(yè)后，通過數(shù)字化控制器34使噴嘴3211復(fù)位，依次關(guān)閉冰粒存儲罐12下端的冰粒輸送截止閥、數(shù)字化控制器34、高壓泵站2上控制箱內(nèi)的控制器和冷氣輸入閥，再做好設(shè)備整體的維護(hù)，等待下次設(shè)備使用共作。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。