專利名稱:磨料供給的制作方法
這個(gè)發(fā)明涉及在載料液體中的磨料的供給。已發(fā)現(xiàn)卷吸進(jìn)液體中的磨料顆?？捎脕?lái)切割材料，特別是在不能加熱或有火焰的環(huán)境中。
本發(fā)明涉及在高壓時(shí)即在至少10巴(1 Megapascal)最好在15、25、35甚至70巴以上的壓力時(shí)，混合磨料和載料液體。一方面，本發(fā)明提供了一種在噴咀上形成一種高壓(如前所規(guī)定的)切削噴射流的方法。它是由載料液體和磨料的混合物形成混合物，在該高壓下供給噴咀所組成的。磨料可以是干的或以漿液供給壓力容器，在該容器中在液體的高壓下磨料與液體相混合。壓力容器的出口可進(jìn)一步在它上加水。例如為了調(diào)節(jié)磨料的濃度。但是這不能使壓力容器供給的磨料進(jìn)一步增壓。經(jīng)過(guò)這任意添加之后，單一的導(dǎo)管將它導(dǎo)至噴咀。在噴咀上不再混合磨料和進(jìn)一步加水。僅用一個(gè)導(dǎo)管把它導(dǎo)至噴咀，這比用二個(gè)或更多的連到噴咀上面的導(dǎo)管控制起來(lái)更容易。把高壓的液體和磨料的混合物供給噴咀比在載料液體的噴射流中卷吸磨料(如US-A-4478368所描述的)更有效。因?yàn)?，在噴射流形成時(shí)載料液體的壓力下降，使得最后的混合物處于比載料液體所升到的原值要低的壓力上。上述美國(guó)說(shuō)明書(shū)中所述的沖量傳輸過(guò)程的內(nèi)在低效率，可通過(guò)使高壓磨料漿液經(jīng)過(guò)一噴咀加以避免，該噴咀產(chǎn)生了直接把潛能或壓力能有效地轉(zhuǎn)換成動(dòng)能或速度能量的作用。
通過(guò)壓力容器的液流最好安排成，至少在壓力容器的中心部分磨料沉淀出而不是漿液形式。由于漿液出口裝置四周的局部液流形狀，在壓力容器的較低部分產(chǎn)生漿液。在最佳實(shí)施例中，引導(dǎo)到壓力容器頂部的液體替代了穿過(guò)沉淀磨料顆粒四周空隙的液體。一個(gè)典型的空隙百分比大約是沉淀磨料顆粒的50%。可以用來(lái)通過(guò)液流的空隙液流面積沿容器的整個(gè)橫截面擴(kuò)展，使得液流的平均速度(a)方向向下，和(b)具有相對(duì)低的速度，這種速度能使沉淀的磨料顆粒密實(shí)，而不會(huì)使磨料顆粒在液體中懸浮起來(lái)。從磨料漿液入口到出口的范圍內(nèi)，靠近容器的底部，在空隙中的液流從它向下方向偏轉(zhuǎn)，且聚合進(jìn)導(dǎo)管的面積內(nèi)。液流的聚合意味著可用空隙面積的減少，然而增加了局部液體流速。因此，液體趨向于使導(dǎo)管的緊靠的附近區(qū)域中的顆粒流體化而且把它們流入導(dǎo)管中。局部流體化顆粒的體積是液體流速的函數(shù)。也導(dǎo)至在容器中出來(lái)的磨料的體積/單位時(shí)間和液體流速之間大約成正比例關(guān)系。這種關(guān)系向下延伸到低流區(qū)，但出口管道的設(shè)計(jì)使流入壓力容器的液流的停止導(dǎo)至從該容器供給磨料的迅速停止。這有利于操作和避免閥的磨損。
這種計(jì)量方法給出了液體流量和磨料排放量之間的近似常量關(guān)系。在容器中磨料的裝填量在導(dǎo)管內(nèi)達(dá)到液流化區(qū)域沉淀磨料表面的限定條件以前，不考慮磨料在容器中的裝填量。
這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是在壓力容器中的磨料的主要部分保持沉淀狀態(tài)。如液流化過(guò)大，則產(chǎn)生顆粒大小的等級(jí)問(wèn)題;這種情況在反沖洗沙濾同時(shí)會(huì)遇到。這個(gè)顆粒等級(jí)會(huì)影響磨料切削頭的使用。切削速度是一個(gè)顆粒大小的函數(shù)，因此當(dāng)壓力容器的排出周期變化時(shí)，切削速度也變化。
另一方面，本發(fā)明也涉及到能避免在輸送磨料時(shí)閥的磨損。當(dāng)閥在從關(guān)閉狀態(tài)到開(kāi)啟狀態(tài)，或從開(kāi)啟狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)操作時(shí)，本發(fā)明提供把磨料卷吸在載料液體中，而通過(guò)有閥門的管道的供料方法。這個(gè)方法是由在閥之上的導(dǎo)管中裝有一個(gè)活門和在閥之下的導(dǎo)管中裝有一個(gè)適合于接受所有的在液流中止時(shí)從活門之下的導(dǎo)管中沉淀下來(lái)的磨料的容器所組成。假如閥門僅僅在液流中止之后的予定周期動(dòng)作，磨料在予定周期時(shí)已經(jīng)沉淀在閥門之下，當(dāng)閥門最后動(dòng)作時(shí)，可在清澈的載料液體中運(yùn)動(dòng)，所以不受磨料的磨損。在相反情況下，閥門的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件就會(huì)被磨料檔住。公開(kāi)了各種適用的活門形式。例如一個(gè)倒U形，它在液流中止時(shí)，可把沉淀磨料分成一部分不防礙閥的沉淀和另一部分通過(guò)閥沉淀到閥下面導(dǎo)管中的沉淀。
本發(fā)明提供一個(gè)磨料切削裝置，它由一個(gè)接受液體和磨料在一起的漏斗，一個(gè)位于低于漏斗底部水平面的噴咀，一個(gè)把液體和磨料從漏斗引到噴咀的導(dǎo)管所組成，除了在這種裝置中液體的重力效應(yīng)外，沒(méi)有給這裝置中液體加壓的裝置，本發(fā)明的這個(gè)方面特別適用于導(dǎo)管向下延伸大的深度。因此，液體和磨料的二相流的水頭，由于重力的作用，在噴咀上產(chǎn)生高的壓力。
另一方面，本發(fā)明提供了一個(gè)從漏斗流出顆粒材料的液流控制方法，漏斗具有一個(gè)圓柱形的上部和連著出口的內(nèi)錐形的下部。這個(gè)方法是在壓力下把液體引導(dǎo)到圓柱部分中顆粒材料之上，使那部分中的材料產(chǎn)生塞狀流，液體的局部速度由于較低部分的形狀而增加，在此處流體化的材料，促使液流從該出口流出。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例現(xiàn)在參照如下。
圖1是磨料供給裝置的簡(jiǎn)圖。
圖2和圖3是圖1裝置放大的詳圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)高壓磨料卷吸裝置的方框圖。
圖5是一個(gè)分批的液體卷吸磨料系統(tǒng)的方框圖。
圖6是一個(gè)連續(xù)高壓磨料漿液供給系統(tǒng)圖。
圖7表示帶有磨料活門的沖洗閥。
圖8是水頭的磨料懸浮液供給系統(tǒng)。
圖9是圖8裝置的詳細(xì)的方框圖。
圖10和圖11是圖8裝置的詳圖。
圖12是一個(gè)磨料水噴射切割裝置的圖解式圖形。
圖13是圖12的一個(gè)側(cè)視圖的局部剖視圖。
圖14和圖15是兩個(gè)可變換的流體化裝置的縱剖面圖。
圖16是一個(gè)圖15裝置的俯視圖。
圖17是一個(gè)圖16的裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的局部剖視圖。
圖18表示圖17的裝置位于顆粒材料容器中。
在圖1的裝置中，供給磨料，或是干的或是懸浮形式放入加滿水的漏斗205中，由溢流管207控制水的最大深度。漏斗底部的材料能被吸入，向上通過(guò)垂直管206經(jīng)閥門211通到活門208的。
閥門的位置應(yīng)當(dāng)這樣來(lái)布置，使閥門下部管內(nèi)的容積大于該閥門與活門之間的管內(nèi)的容積，即考慮這樣一個(gè)因素，磨料載流液所含的磨料工作時(shí)到達(dá)該管子內(nèi)部，當(dāng)載流液停止流動(dòng)時(shí)，磨料在管中沉淀的最大高度要低于閥門。這樣，閥門在工作時(shí)，是處于清澈的載流液體中，閥門在不用把磨料抽到它的工作部件中就能夠動(dòng)作。該因素的最小值取決于載料液體中磨料的濃度，但該裝置按照適合大多數(shù)工作濃度的因素進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。
壓力容器201在它的上端有兩個(gè)，如圖2中放大的詳圖中所示的同軸導(dǎo)管和它的下端有一個(gè)如圖3中放大的詳圖中所示的活門型的出口。內(nèi)同軸導(dǎo)管225是通過(guò)活門208和閥211連結(jié)到管206上。一個(gè)高壓水泵209在兩條支管上供水，一條支管通過(guò)可調(diào)節(jié)流閥217，流量計(jì)216，單向閥220和閥213通過(guò)對(duì)著容器201的入口裝有過(guò)濾器227的同軸外導(dǎo)管226。在閥213和同軸導(dǎo)管226之間的一個(gè)接點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)閥門，聯(lián)到把水供給漏斗205頂部的一個(gè)抽水泵210。另一支管從泵209的出口接點(diǎn)連接單向閥219把水供給一個(gè)接點(diǎn)，該接點(diǎn)的一個(gè)分管通過(guò)閥門212聯(lián)到壓力容器201的外導(dǎo)管204上，而另一分管聯(lián)到排出噴咀上。單向閥219和220要加以選擇，要產(chǎn)生足夠的壓力差，以能夠經(jīng)壓力容器201通過(guò)所需液流，剩余的泵的流量經(jīng)閥219通過(guò)與壓力容器201的旁路排掉。所安裝的溢流閥218為安全閥。
在運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，壓力容器201用水加滿。抽水泵210與電源接通，水從壓力容器201的頂部的導(dǎo)管226經(jīng)過(guò)打開(kāi)的閥221，閥212和閥213關(guān)閉，進(jìn)入漏斗205而且從漏斗底部經(jīng)管206回到容器201的導(dǎo)管225中循環(huán)。給漏斗加磨料，且沉淀到底部。
在管206內(nèi)產(chǎn)生的壓力差和局部增加的液體流速，在管206的入口處磨料流體化，盛在漏斗205中的水和顆粒材料的漿液被抽入壓力容器201中。在那里，成分和流速的選擇，要使得水流經(jīng)導(dǎo)管226到泵210連續(xù)循環(huán)，磨料從漿液中沉淀出來(lái)。最后，沉淀材料達(dá)到了對(duì)著容器頂部的同軸外導(dǎo)管226的入口處的濾網(wǎng)227的水平面。當(dāng)濾網(wǎng)眼阻塞時(shí)，液流停止流動(dòng)。磨料要在顆粒大小的狹長(zhǎng)帶中選擇，使容器201中的材料間有充足的空隙能使液體流過(guò)。這種細(xì)顆粒材料的存在能夠阻塞通過(guò)沉淀的液流，而且近一步這種顆粒在磨料卷吸進(jìn)載料液體的噴射流中，這對(duì)于切削是不起作用的。
利用泵209在壓力下把水經(jīng)閥213加到同軸外導(dǎo)管226，關(guān)閉閥211和221時(shí)，從壓力容器201中排出磨料。這個(gè)水流與先前的水流方向相反，清洗了濾器227的磨料，而且水通過(guò)沉淀材料到壓力容器的底部?？拷敵龌铋T204的局部液流的形狀流體化了的材料，通過(guò)在圖3中放大的詳圖所示的活門204和閥門212供給噴咀222。可通過(guò)關(guān)閉閥門213在任何時(shí)候都可以停止壓力容器201的排放，使得由泵209來(lái)的水轉(zhuǎn)向通過(guò)單向閥219而且在活門204以下的導(dǎo)管中的磨料通過(guò)閥212沉淀進(jìn)閥212和單向閥219的導(dǎo)管接點(diǎn)之間的導(dǎo)管中。因此，閥212在一個(gè)予定進(jìn)時(shí)之后可關(guān)閉在純載料液體中，沒(méi)有磨料卷吸進(jìn)閥的工作部件之中的危險(xiǎn)。如從圖3所能看到的，在漏斗底部流體化的材料通過(guò)入口隙縫241進(jìn)入外導(dǎo)管242，然后向上到活門頂部243。由243處輸出導(dǎo)管244同心向下通向閥212。在閥213關(guān)閉和通過(guò)壓力容器的液流停止時(shí)，磨料僅僅從活門的頂部的磨料沉淀回處導(dǎo)管242中，而不通過(guò)閥212沉淀。因此，磨料通過(guò)閥沉淀的僅僅是很小的體積(導(dǎo)管244的體積)，這樣可相對(duì)容易地安排閥212以下的導(dǎo)管，使其具有足夠的容積來(lái)容納全部的磨料而沒(méi)有沉淀的磨料達(dá)到閥212的高度的危險(xiǎn)。對(duì)活門來(lái)說(shuō)沒(méi)有必須是兩個(gè)垂直走向的通道。例如，入口通道可以是水平的或可防止材料從漏斗通過(guò)它沉淀到閥212上的任何取向。在設(shè)計(jì)這個(gè)活門時(shí)，必須考慮磨料的安置角度和整個(gè)裝置的取向的任何變化。例如它是潛入水下的回程上進(jìn)行的。
在磨料達(dá)到壓力容器201的頂部時(shí)，濾器227的阻塞能夠被檢測(cè)，以自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥212和213，而且接通泵209和210以把加料變成排放周期。在相當(dāng)于加料周期的排放周期，通過(guò)產(chǎn)生在相反方向上流經(jīng)濾器227的水，磨料阻塞的濾器227自動(dòng)地進(jìn)行了清洗。
圖5表示本發(fā)明實(shí)施例的基本流程圖。它能夠與圖4所表示的用水卷吸磨料系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)照。在圖4的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置中，用水作為一載液，形成一較低壓力的漿液，該漿液與更高流速的清水相混合。磨料漿和高流速清水的該種混合在設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膰娚浔弥邪l(fā)生，在那里，高流速流中的一小部分能量通過(guò)吸卷和沖量的變化傳輸?shù)皆撃チ蠞{。所產(chǎn)生的磨料流能用于切削多種材料。從理論上講，一噴射泵的最大效率為50%。該效率在第一和第二流的相當(dāng)高的比例情況下將進(jìn)一步降低。至今為至，所有已知的商用磨料噴流切削系統(tǒng)都用這個(gè)原則(a)避免在高壓下泵磨料漿液，如果象這樣使用，高壓水泵將受到快速和嚴(yán)重的磨損(b)避免由在高壓下把磨料漿輸?shù)揭话愕膰娋姿a(chǎn)生的快速磨損，在圖4的裝置中，由于磨料供應(yīng)源16和低壓水泵17在漿液部件11中形成漿液?；旌鲜峭ㄟ^(guò)壓力器或液壓泵13實(shí)現(xiàn)的。而且磨料漿液由漿液部件11供給噴槍14，高壓水是由700巴的泵供給噴槍，以便卷吸磨料，在高流速下噴向工件。與漿液部件11相同由同樣低壓水系統(tǒng)17加給泵12。因此在磨料漿液由高壓水加在單獨(dú)導(dǎo)管中時(shí)噴槍難于使用，因?yàn)閲姌尡仨氀b有兩個(gè)導(dǎo)管使它難于操縱對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。
噴槍14是一噴射泵，在其中，磨料漿液被徑向輸入一腔室，沿該腔室的軸線高壓水從噴咀中噴出，這與上述美國(guó)說(shuō)明書(shū)所述相似。沖量從驅(qū)動(dòng)流液傳輸?shù)交旌瞎苤械牡诙饕?。這種裝置的內(nèi)在效率不高，圖5所示方式通過(guò)在高壓下把磨料和驅(qū)動(dòng)水作為漿液輸?shù)絿娋?3，避免了這低效率。在混合物在高壓下實(shí)際被制成時(shí)，如圖5所示，在被導(dǎo)管24分開(kāi)的混合容器22和噴咀23之間沒(méi)有進(jìn)一步加壓輸送，導(dǎo)管24如需要為了有利于導(dǎo)向噴咀可以是撓性的。磨料從供應(yīng)源27以或是干的或是漿液形式被加到壓力容器22上。而且一個(gè)高壓泵21把來(lái)自28所加的水加壓到例如35到70巴的壓力(雖然對(duì)某些應(yīng)用可以達(dá)到10，000巴)，和把它供給壓力容器22，在高壓下發(fā)生混合?？梢砸笤谒竭_(dá)噴咀23之前稀釋由壓力容器22所形成的高壓漿液，而且這是由通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)流閥26的旁路導(dǎo)管25來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但這個(gè)旁路對(duì)所加的磨料不進(jìn)一步加壓，僅僅把它稀釋成為特定切削目的所需的濃度。導(dǎo)管25在靠近容器24而且遠(yuǎn)離噴咀23處連接導(dǎo)管24。已發(fā)現(xiàn)噴咀23所噴出的噴射流能整齊精確切割薄鋼板，而磨料卷吸系統(tǒng)一般產(chǎn)生粗糙不準(zhǔn)的切割。
在圖6中，在低壓下磨料與水混合以把它輸入壓力容器，然后在高壓下水被加到混合物中，以增加施加到噴咀上的最后混合物的壓力。這是一個(gè)分批投料的過(guò)程，便是為了使它連續(xù)輸料，提供了一對(duì)壓力容器，裝有適于開(kāi)關(guān)從一個(gè)混合室到另一個(gè)混合室的噴咀的供應(yīng)源的閥門。來(lái)自供應(yīng)源27的磨料在室31中與壓力容器32和33排出的水相混合，而且由重力經(jīng)閥34和35添加到平行的壓力容器32和33中。來(lái)自28的水被加到高壓泵36中，它的輸出通過(guò)閥37和38被加到壓力容器32和33中。壓力容器32和33的輸出經(jīng)閥41和42，經(jīng)過(guò)磨料濃度均衡裝置43被加到噴咀23上。壓力容器32和33經(jīng)閥46和45把水排回到室31中，為制造漿液加水，偶數(shù)閥一起打開(kāi)，奇數(shù)閥時(shí)反相。當(dāng)壓力容器32從室31中經(jīng)閥34加滿低壓漿液時(shí)，閥門改變位置，使得高壓水經(jīng)閥門37加到壓力容器32中，把高壓漿液驅(qū)向噴咀，低壓漿液經(jīng)閥門35灌入壓力容器33中。當(dāng)壓力容器32的漿液空了而且壓力容器33的漿液是滿的時(shí)候，閥門再次改變位置而且這個(gè)過(guò)程是連續(xù)的，磨料濃度均衡裝置43是由一個(gè)渦流室組成，在渦流室中隨水量改變的漿液量成切線流入，螺旋地經(jīng)過(guò)該室，到達(dá)一出口，該流速的變化和螺旋的路徑確保了水和漿液在該出口的適當(dāng)?shù)幕旌?，以給噴咀23提供一均勻的漿液濃度，達(dá)到均勻的切削性能，把當(dāng)閥的狀態(tài)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生的漿液中的磨料的濃度的變化減小到最小值。沒(méi)有裝置43，噴咀會(huì)切削成孔而不成連續(xù)的槽。
閥門組件34、35、41、42、45和46是特殊結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈冚d著磨料顆粒。45和46不是特殊結(jié)構(gòu)的。圖7詳細(xì)說(shuō)明了這個(gè)設(shè)計(jì)。磨料懸浮液在134處經(jīng)捕獲室或具有通向球133的高起的出口136的活門135進(jìn)入閥。
圖7表示打開(kāi)的閥。當(dāng)它通過(guò)球133旋轉(zhuǎn)90°，它就關(guān)閉了。在131處的普通水把磨料沖出球133，避免了閥座的磨損。
在圖8的方案中，磨料和水一起加到長(zhǎng)的豎直管48的入口49，該管的下端直通噴咀。這個(gè)方案供給噴咀23的水和磨料的混合物處于管48中磨料和水的重量產(chǎn)生的高壓之下而沒(méi)有使用任何泵施加壓力。圖9中，中間磨料捕獲站47裝有向下的管48的長(zhǎng)度，以防止在通過(guò)噴咀的漿液流停止時(shí)全部的磨料沉淀到管底。這樣一個(gè)站的圖形表示在圖10中。室61有一個(gè)入口導(dǎo)管62與比入口導(dǎo)管62稍大的口徑的出口63在一直線上，兩個(gè)管在室61中與垂直方向傾斜成一個(gè)角度，在入口管和出口管之間有一個(gè)間隙64。在入口管和出口管之間有一漿液流時(shí)，磨料的動(dòng)量把它載過(guò)間隙64進(jìn)入出口管。在液流停止時(shí)，入口管中的漿液中的磨料通過(guò)間隙落入室61的底部，而且由出口不連續(xù)地落入主管中。通過(guò)打開(kāi)閥門65能夠把室放空，而且在漿液流通過(guò)這系統(tǒng)時(shí)，這樣做很方便，避免下面的另一個(gè)室溢出。室61做得大的足以捕獲留在磨料捕獲站以上管里的任何磨料。磨料捕獲站能夠用在前面描述過(guò)的實(shí)例中的活門的位置上。
在許多噴咀的供料需連接垂直管時(shí)，要裝有一個(gè)復(fù)合相位液流分流器70，如圖11所示。具有垂直入口導(dǎo)管72的室71直向下通到在室的底部的沖擊板表面73而且出口74徑向環(huán)繞室并在入口導(dǎo)管72的端面之上安置。這個(gè)方案保證了磨料保持懸浮在漿液中而且加到各種出口74的漿液中，磨料的濃度保持均勻一致。沖擊板表面容易制成可換的，因?yàn)樗荒チ系呐鲎蚕乱p。在管48的底部裝有排泄閥85(見(jiàn)圖9)通到捕獲箱86，磨料和/或不要的漿液可排放進(jìn)該箱之中。
在圖12和圖13所表示的方案中，水箱311的水，由噴射泵312抽上來(lái)，沿經(jīng)供應(yīng)管313，連結(jié)壓力計(jì)314，并通過(guò)可調(diào)閥315供給噴射器316。噴射器316的出口連到壓力計(jì)317上，而且通過(guò)一柔性導(dǎo)管318連到噴咀319上。噴咀對(duì)準(zhǔn)所要切掉的材料。從供應(yīng)源323，通過(guò)閥322供給噴射器磨料漿液。
磨料供應(yīng)源323，包括一個(gè)有上圓柱部分324和下圓錐部分325的漏斗，它的出口經(jīng)閥322連到噴射器316上。由導(dǎo)管313來(lái)的水經(jīng)閥326放入兩平行臂中，每一個(gè)均由液流調(diào)節(jié)器327、液量計(jì)328和單向閥329所組成。在上平行臂中的液體供給漏斗的圓柱部分324的頂部區(qū)域，以使圓柱部分324中含有的靜止的磨料向圓錐部分325運(yùn)動(dòng)。從圖13能很好地看到，水331保持平行于圓錐部分325的壁332，而且在垂直平面內(nèi)。由管331的內(nèi)部出口通道導(dǎo)向平行于壁332而且至少向下與水平面傾斜30°。流經(jīng)通道333的水由于局部增加速度流體化了，圓錐部分325中的磨料把它導(dǎo)向出口。下部分325圓錐的精確角度和通道333的傾斜度能夠調(diào)整到適合于使用時(shí)的材料和液體。沒(méi)有必要為了如所說(shuō)明過(guò)的橫著漏斗延伸，從低的平行通道把導(dǎo)管334連到管331上。
供給噴咀319的漿液量能夠由兩個(gè)調(diào)節(jié)器327和閥315相對(duì)調(diào)節(jié)來(lái)控制?？梢园惭b壓力計(jì)監(jiān)視流量。
所說(shuō)明的裝置的變型屬于本發(fā)明的范圍。例如，可裝有許多331管。圓錐部分的錐的半角能夠與所說(shuō)明的30°不同。因?yàn)槁┒?23的輸出已經(jīng)是漿液，它能夠直接連到噴咀上。當(dāng)漿液與來(lái)自管313的高壓液體進(jìn)一步混合時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的接頭可裝在噴射器的板上。
圖14說(shuō)明一個(gè)流體化裝置，它具有在下端開(kāi)有一軸向孔的圓柱體261而且由軸向不銹鋼264分成兩個(gè)同軸室262和263。管264可滑動(dòng)地安裝在靠近圓柱體上端而且能夠通過(guò)無(wú)頭螺絲268把管子緊固。O形環(huán)266或267把管子密封在孔上，螺絲可在任一邊。管264的軸向位置能夠調(diào)整到適合于裝置的使用，一個(gè)切向入口269裝在靠近至262的上端。在使用時(shí)，通過(guò)入口269導(dǎo)入室262的液體以渦旋運(yùn)動(dòng)通過(guò)到圓柱體開(kāi)端，在這里它卷吸而且流體化了在鄰近范圍內(nèi)的顆粒材料。然后，流體化的材料經(jīng)管264出口(沒(méi)有劃)抽出。由施加到出口的負(fù)壓或在圓柱體四周的容器中施加到顆粒材料的壓力產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
圖15表示一個(gè)類似于圖14的裝置，除了僅有一個(gè)室271是構(gòu)制在圓柱體272內(nèi)。室271在下端有一個(gè)減少直徑部分273，帶有一個(gè)鐘形進(jìn)出口274，而且在頂部也裝有空氣排氣道275，在室271中的空氣可能不需要的情況下使用。在空氣排氣道275中可裝上一個(gè)單向閥。除了裝到室的上部的切向入口276之外，在減少直徑部分之上，在室的下部還有一個(gè)切向出口277。出口277具有比入口更大的尺寸，而且安在接受通過(guò)入口276在室內(nèi)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的液體的位置上。圓柱體的上部是錐形的，以利于顆粒材料流動(dòng)。在上面，通過(guò)圓柱體的底部軸向延伸的空氣通道275和減少直徑部分雖然不是必不可缺少的，它們也可以合并在圖14的裝置中。
參照?qǐng)D16，水經(jīng)入口276引入室中而且回轉(zhuǎn)，在圓柱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)水流，象一個(gè)形成外、內(nèi)核的水利旋流器一樣作用。任何進(jìn)入系統(tǒng)的空氣都被壓到旋流器的中心而且通過(guò)排氣道275排出。旋轉(zhuǎn)水流由室271排出，而且擴(kuò)展形成水錐，它能夠攪動(dòng)和懸浮在圓錐的局限面積內(nèi)的任何磨料。室的下端減少直徑部分有助于液流分布。然后懸浮的磨料由于減壓被抽進(jìn)旋轉(zhuǎn)核而且被抬高到室的頂部在此遇上外旋轉(zhuǎn)液流。在這液流中磨料被加速而且當(dāng)它旋轉(zhuǎn)到對(duì)著室的壁時(shí)被抽出。在鐘形進(jìn)出口和出口277之間裝置的橫向上可施加壓力差。這個(gè)壓力差能夠通過(guò)對(duì)出口加一負(fù)壓或通過(guò)采取把圓柱體放入磨料貯存器加壓來(lái)獲得。在后一種情況中，出口咀277必須從壓力容器引到低壓范圍外邊。
可獲得自動(dòng)調(diào)節(jié)，因?yàn)槟軌蛟谌魏螘r(shí)候流體化和用泵吸磨料的量取決于經(jīng)入口276所加的水和在室內(nèi)減少的回轉(zhuǎn)速度。這個(gè)影響了把懸浮顆粒抽入室的內(nèi)核中的壓力的減少。在壓力上的這個(gè)減少也受室中磨料濃度的影響，因此，進(jìn)一步調(diào)節(jié)進(jìn)入室中的磨料液流。這些因素最終由流體化裝置的實(shí)際尺寸和幾何形狀來(lái)決定。
貯存器設(shè)計(jì)成使磨料自由流向容器的底部。流體化裝置設(shè)置于如圖15所示的靠近容器底部的位置上。除產(chǎn)生流體化之外，顆粒材料被密封裝在固定的環(huán)繞圓柱體272的栓中。在裝置和容器之間應(yīng)當(dāng)給適當(dāng)?shù)拈g隙，以允許不受阻礙的顆粒環(huán)流進(jìn)入裝置。位于該裝置底平板之上的短垂直距離處，呈現(xiàn)水的錐形流體化效應(yīng)。因?yàn)檫@個(gè)原因，容器的錐邊是主要部分，但裝置設(shè)置于一個(gè)平底上似乎最有利。
以上所述的任何流體化裝置和單向裝置能夠用于任何上面描述過(guò)的混合裝置。
權(quán)利要求
1.高壓(如本文所規(guī)定的)噴射裝置由一個(gè)噴嘴，在遠(yuǎn)離噴嘴的一點(diǎn)上形成磨料和載料液體的混合物的裝置，以及在該高壓下把混合物導(dǎo)向噴嘴以便形成高速噴射流的導(dǎo)管所組成。
2.一個(gè)在噴嘴上形成高速切削噴射流的方法，由形成磨料和載料液體的混合物，該混合物在高壓下(如在前所規(guī)定的)供給噴嘴所組成。
3.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)2所要求的方法由在該高壓下形成該混合物所組成。
4.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)2或3所要求的方法，其中混合物在一壓力容器中形成，載料液體的速度在靠近壓力容器的出口處增強(qiáng)，流體化了毗鄰的磨料，供給從壓力容器中出來(lái)的混合物。
5.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)4所要求的方法，其中磨料沉淀在壓力容器中
6.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)4或權(quán)項(xiàng)5所要求的方法，其中載料液體流經(jīng)壓力容器。
7.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)6所要求的方法，其中載料流體向下流經(jīng)壓力容器。
8.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)2到5中任一個(gè)所要求的方法，其中，載料液體僅僅在鄰近出口被引導(dǎo)進(jìn)入壓力容器。
9.通過(guò)一個(gè)含有閥的導(dǎo)管，把磨料卷吸進(jìn)載料液體的供料方法，由在閥之上的導(dǎo)管中裝有一個(gè)活門和在閥之下的導(dǎo)管中裝有一個(gè)適合于接受所有的在液流停止時(shí)從活門以下的導(dǎo)管沉淀下來(lái)的磨料的容積所組成。
10.一個(gè)磨料切削裝置由一個(gè)用于接受液體和磨料在一起的漏斗，一個(gè)位于低于漏斗底部水平面的噴嘴和一個(gè)把液體和磨料從漏斗引到噴嘴的導(dǎo)管所組成，除了在這裝置中液體的重力效應(yīng)外，沒(méi)有給這裝置中液體加壓的裝置。
11.控制壓力容器顆粒材料的液流方法，該方法是在壓力下，把液體引導(dǎo)到沉淀的顆粒材料之上，使那部分的材料產(chǎn)生塞狀流，液體的局部速度在較低部分處而增加，因此，在此處的材料液流化了，液流容易從出口流出。
12.一個(gè)如權(quán)項(xiàng)11所要求的方法，把附加液體引進(jìn)漏斗的底部，這有助于液流的形成。
專利摘要
高壓磨料噴射流是通過(guò)把載料液體磨料的混合物在高壓下經(jīng)導(dǎo)管供給噴嘴產(chǎn)生的。這混合物可以在該高壓下形成。輸送高壓混合物的閥在上面裝有一個(gè)活門，在下面裝有一個(gè)沉淀物的容器，使得液流停止時(shí)，磨料從活門之下完全沉淀進(jìn)沉淀物容器之中。因此，使閥門可在清澈的載料液體中動(dòng)作。高壓磨料噴射流能夠在通過(guò)把載料液體和磨料給一個(gè)垂直延伸的它的下端通到噴嘴的導(dǎo)管中形成。高壓是由導(dǎo)管中的水位差產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)B24C7/00GK86107567SQ86107567
公開(kāi)日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年10月10日
發(fā)明者羅杰·阿丁戴爾·赫倫, 戴維·亨利·桑德斯, 羅伯特·馬克·費(fèi)爾赫斯特 申請(qǐng)人:英國(guó)流體力學(xué)研究公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan