一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统技术方案

一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，高压水箱经安全阀与分水阀连通之后，第一水路经减压阀与电磁换向阀入水口相连通，第二水路经截止阀Ⅱ接入混料阀，第三水路经截止阀Ⅰ与安装在超高压混料罐上部的双流道接头连接；在超高压混料罐的垂直上方还依次串联有超高压储料罐和供料斗；在超高压混料罐外部对称位置固定有声发射源和声发射检测传感器，声发射检测传感器与信号处理单元连接，再依次连接控制器及电磁换向阀，电磁换向阀出水口与超高压储料罐侧部的水马达相连通，水马达输出轴齿轮与换向齿条中部齿带啮合，换向齿条上下部齿带分别和与齿轮截止阀Ⅱ、齿轮截止阀Ⅰ啮合。本发明专利技术可以实现超高压磨料射流智能供料，无需停机或降压。

An Intelligent Continuous Feeding System for Ultra High Pressure Premixed Abrasive Jet

An intelligent continuous feeding system of ultra-high pressure premixed abrasive jet is presented. After the high pressure water tank is connected with the divider valve through the safety valve, the first water path is connected with the electromagnetic reversing valve inlet, the second water path is connected with the mixing valve through the cut-off valve II, and the third water path is connected with the double-channel joint installed on the upper part of the ultra-high pressure mixing tank through the cut-off valve I; the vertical top of the ultra-high pressure mixing tank is connected with the double-channel joint. There are also ultra-high pressure storage tanks and feeding hoppers in series; acoustic emission source and acoustic emission detection sensor are fixed in the symmetrical position outside the ultra-high pressure mixing tank; acoustic emission detection sensor is connected with signal processing unit, then controller and electromagnetic reversing valve are connected in sequence; the outlet of electromagnetic reversing valve is connected with the water motor at the side of the ultra-high pressure storage tank; and the gear of the output shaft of the water motor is connected with the reversing direction. The middle rack belt engages, the upper and lower rack belt engages with the gear cut-off valve II and the gear cut-off valve I respectively. The invention can realize intelligent feeding of ultra-high pressure abrasive jet without shutdown or pressure reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统
本专利技术涉及一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，尤其适用于超高压前混合磨料射流连续作业。
技术介绍
20世纪80年代，在纯水射流的基础之发展出磨料射流，与纯水射流相比较，磨料水射流的切割能力大大提高，因此其广泛应用于工业切割、岩石掘进、表面清洗和钻探开采。根据加料的方式不同，磨料水射流可以分为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与高速流动的水进行充分的混合，明显降低了水介质对磨料的传输效率，因此在相同能耗的情况下，后混合磨料水射流的切削能力远远低于前混合磨料水射流的切削深度。所以对于前混合磨料水射流的研究就成为磨料水射流研究的重点，但是长期以来前混合磨料水射流应用中一个关键性的问题就是磨料很难实现连续供应的问题。在现有的技术中，前混合磨料水射流大多数采用双罐切换式实现磨料的连续供应，这种供应方式也很难完全的避免停机切换，并且在添加磨料的过程中仍需放压，高压接头经常拆卸容易使可靠性降低带来安全隐患，且增加了设备的磨损，使工作效率在一定程度上有所降低。
技术实现思路
为了克服现有的上述不足，本专利技术提供一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，该系统能够实现超高压前混合磨料射流连续供料且无需降压。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：包括高压水箱、安全阀、分水阀，高压水箱经安全阀与分水阀连通，所述分水阀的三个出口分别连接第一水路、第二水路和第三水路；第一水路经减压阀与电磁换向阀入水口相连通，第二水路经截止阀Ⅱ接入混料阀，第三水路经截止阀Ⅰ与安装在超高压混料罐上部的双流道接头连接；在超高压混料罐的垂直上方还依次串联有超高压储料罐和供料斗；在超高压混料罐的底部安装有下部流道阀，下部流道阀和混料阀分别与截止阀Ⅲ的进出口相连通；在超高压混料罐外部对称位置还固定有声发射源和声发射检测传感器，声发射检测传感器与信号处理单元连接，同时还依次连接控制器及电磁换向阀，电磁换向阀出水口与固定在超高压储料罐侧部的水马达相连通，水马达输出轴上的齿轮与换向齿条的中部齿带啮合，换向齿条的上部齿带与齿轮截止阀Ⅱ啮合，换向齿条的下部齿带与齿轮截止阀Ⅰ啮合；供料斗与超高压储料罐通过齿轮截止阀Ⅱ相连接，超高压储料罐通过齿轮截止阀Ⅰ与双流道接头相连接。相比现有技术，本专利技术的一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，采用超高压混料罐、超高压储料罐、供料斗垂直串联方式，通过换向齿条智能地间隙性切换超高压混料罐与超高压储料罐之间齿轮截止阀、超高压储料罐与供料斗之间齿轮截止阀，实现了超高压前混合磨料射流连续供料且无需降压。系统输出压力稳定，执行元件采用水介质动力元件无需其它辅助动力源，结构紧凑，安全可靠。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一个实施例的结构示意图。图2-1是本专利技术实施例中换向齿条的轴测图图2-2是本专利技术实施例中换向齿条的右视图，同时还示出了相配合的齿轮截止阀Ⅰ、齿轮截止阀Ⅱ及齿轮。图3是本专利技术实施例中超高压混料罐的剖视图。图4是本专利技术实施例中双流道接头的局部剖视图。图5是本专利技术实施例中下部流道阀的局部剖视图。图6是本专利技术实施例中齿轮截止阀Ⅰ的主视图。图中：1、高压水箱；2、安全阀；3、分水阀；4、第一水路；5、第二水路；6、第三水路；7、截止阀Ⅰ；8、截止阀Ⅱ；9、混料阀；10、双流道接头；10-1、直角左侧流道；10-2、竖直右侧流道；10-3、静密封凹槽Ⅰ；10-4、锥螺纹Ⅰ；10-5、圆柱凸台Ⅳ；10-6、圆柱凸台Ⅴ；11、超高压混料罐；11-1、上部壳体；11-2、中部壳体；11-3、下部壳体；11-4、上锥螺纹接口；11-5、下锥螺纹接口；12、下部流道阀；12-1、圆柱凸台Ⅰ；12-2、磨料入口；12-3、静密封凹槽Ⅱ；12-4、锥螺纹Ⅱ；12-5、L型流道；12-6、圆柱凸台Ⅱ；12-7、圆柱凸台Ⅲ，13、截止阀Ⅲ；14、前混合磨料浆体；15、齿轮截止阀Ⅰ；15-1、阀杆Ⅰ；15-2、旋转齿轮Ⅰ；15-3、阀体Ⅰ；16、齿轮截止阀Ⅱ；17、超高压储料罐；18、供料斗；19、换向齿条；19-1、上部齿带；19-2、中部齿带；19-3、下部齿带；19-4、齿条基体；19-5、非啮合区Ⅰ；19-6、非啮合区Ⅱ；20、水马达；21、电磁换向阀；22、控制器；23、信号处理单元；24、声发射源；25、声发射检测传感器；26、磨料Ⅰ；27、磨料Ⅱ；28、支撑架；29、悬臂Ⅰ；30、悬臂Ⅱ；31、减压阀；32、齿轮；33、O型密封圈Ⅰ。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。图1至图6示出了本专利技术一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统包括高压水箱1、安全阀2、分水阀3、第一水路4、第二水路5、第三水路6、截止阀Ⅰ7、截止阀Ⅱ8、混料阀9、双流道接头1O、超高压混料罐11、下部流通阀12、截止阀Ⅲ13、齿轮截止阀Ⅰ15、齿轮截止阀Ⅱ16、超高压储料罐17、供料斗18、换向齿条19、水马达2O、电磁换向阀21、控制器22、信号处理单元23、声发射源24、声发射检测传感器25、支撑架28、悬臂Ⅰ29、悬臂Ⅱ3O、减压阀31、齿轮32及O型密封圈。其中超高压磨料罐11、悬臂Ⅰ29与悬臂Ⅱ3O均固定在支撑架28上，超高压混料罐11安装在支撑架28的下部，悬臂Ⅰ29与悬臂Ⅱ3O设置在支撑架28的上方侧部，水马达2O和超高压储料罐17均安装在悬臂Ⅱ3O上，供料斗18安装在悬臂Ⅰ29上。高压水箱1经安全阀2与分水阀3连通，分水阀3的三个出口分别连接第一水路4、第二水路5和第三水路6，第一水路4、第二水路5和第三水路6分别用以驱动水马达2O、流入混料阀9以及与超高压混料罐中11的磨料Ⅰ26混合。第一水路4经减压阀31与电磁换向阀21入水口相连通，第二水路5经截止阀Ⅱ8接入混料阀9，第三水路6经截止阀Ⅰ7与安装在超高压混料罐11上部的双流道接头1O连接；在超高压混料罐11的垂直上方还依次串联有超高压储料罐17和供料斗18；在超高压混料罐11的底部安装有下部流道阀12，下部流道阀12和混料阀9分别与截止阀Ⅲ13的进出口相连通。声发射源24和声发射检测传感器25均固定在超高压混料罐11外部对称位置，信号处理单元23与声发射检测传感器25、控制器22连接，控制器22与电磁换向阀21连接，电磁换向阀21出水口与水马达2O相连通，换向齿条19的上部齿带19-1、中部齿带19-2和下部齿带19-3分别与齿轮截止阀Ⅱ16上的旋转齿轮、水马达2O输出轴上的齿轮32以及齿轮截止阀Ⅰ15上的旋转齿轮Ⅰ15-2相啮合。安装在悬臂Ⅰ29上的供料斗18与安装在悬臂Ⅱ3O上的超高压储料罐17通过齿轮截止阀Ⅱ16相连，超高压储料罐17通过齿轮截止阀Ⅰ15与双流道接头1O的竖直右侧流道1O-2相连。如图2-1和2-2所示，所述的换向齿条19包括上部齿带19-1、中部齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，包括高压水箱(1)、安全阀(2)、分水阀(3)，高压水箱(1)经安全阀(2)与分水阀(3)连通，其特征是：所述分水阀(3)的三个出口分别连接第一水路(4)、第二水路(5)和第三水路(6)；第一水路(4)经减压阀(31)与电磁换向阀(21)入水口相连通，第二水路(5)经截止阀Ⅱ(8)接入混料阀(9)，第三水路(6)经截止阀Ⅰ(7)与安装在超高压混料罐(11)上部的双流道接头(10)连接；在超高压混料罐(11)的垂直上方还依次串联有超高压储料罐(17)和供料斗(18)；在超高压混料罐(11)的底部安装有下部流道阀(12)，下部流道阀(12)和混料阀(9)分别与截止阀Ⅲ(13)的进出口相连通；在超高压混料罐(11)外部对称位置还固定有声发射源(24)和声发射检测传感器(25)，声发射检测传感器(25)与信号处理单元(23)连接，同时还依次连接控制器(22)及电磁换向阀(21)，电磁换向阀(21)出水口与固定在超高压储料罐(17)侧部的水马达(20)相连通，水马达(20)输出轴上的齿轮(32)与换向齿条(19)的中部齿带(19‑2)啮合，换向齿条(19)的上部齿带(19‑1)与齿轮截止阀Ⅱ(16)啮合，换向齿条(19)的下部齿带(19‑3)与齿轮截止阀Ⅰ(15)啮合；供料斗(18)与超高压储料罐(17)通过齿轮截止阀Ⅱ(16)相连接，超高压储料罐(17)通过齿轮截止阀Ⅰ(15)与双流道接头(10)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，包括高压水箱(1)、安全阀(2)、分水阀(3)，高压水箱(1)经安全阀(2)与分水阀(3)连通，其特征是：所述分水阀(3)的三个出口分别连接第一水路(4)、第二水路(5)和第三水路(6)；第一水路(4)经减压阀(31)与电磁换向阀(21)入水口相连通，第二水路(5)经截止阀Ⅱ(8)接入混料阀(9)，第三水路(6)经截止阀Ⅰ(7)与安装在超高压混料罐(11)上部的双流道接头(10)连接；在超高压混料罐(11)的垂直上方还依次串联有超高压储料罐(17)和供料斗(18)；在超高压混料罐(11)的底部安装有下部流道阀(12)，下部流道阀(12)和混料阀(9)分别与截止阀Ⅲ(13)的进出口相连通；在超高压混料罐(11)外部对称位置还固定有声发射源(24)和声发射检测传感器(25)，声发射检测传感器(25)与信号处理单元(23)连接，同时还依次连接控制器(22)及电磁换向阀(21)，电磁换向阀(21)出水口与固定在超高压储料罐(17)侧部的水马达(20)相连通，水马达(20)输出轴上的齿轮(32)与换向齿条(19)的中部齿带(19-2)啮合，换向齿条(19)的上部齿带(19-1)与齿轮截止阀Ⅱ(16)啮合，换向齿条(19)的下部齿带(19-3)与齿轮截止阀Ⅰ(15)啮合；供料斗(18)与超高压储料罐(17)通过齿轮截止阀Ⅱ(16)相连接，超高压储料罐(17)通过齿轮截止阀Ⅰ(15)与双流道接头(10)相连接。2.根据权利要求1所述的一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，其特征是：还包括支撑架(28)，超高压混料罐(11)、悬臂Ⅰ(29)与悬臂Ⅱ(30)均固定在支撑架(28)上，超高压混料罐(11)安装在支撑架(28)的下部，悬臂Ⅰ(29)与悬臂Ⅱ(30)设置在支撑架(28)的上方侧部，水马达(20)和超高压储料罐(17)均安装在悬臂Ⅱ(30)上，供料斗(18)安装在悬臂Ⅰ(29)上。3.根据权利要求1或2所述的一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，其特征是：所述的换向齿条(19)包括上部齿带(19-1)、中部齿带(19-2)、下部齿带(19-3)和齿条基体(19-4)；齿条基体(19-4)由空间上相互垂直的上段基体、中间基体和下段基体构成，上段基体与下段基体分别通过其一端的边部固定连接在中间基体的上侧边和下侧边；上段基体和下段基体在空间上平行，上段基体与下段基体相向的一面分别设有上部齿带(19-1)和下部齿带(19-3)，在该面上还同时设有上非啮合区Ⅰ(19-5)和下非啮合区Ⅱ(19-6)，上非啮合区Ⅰ(19-5)和下非啮合区Ⅱ(19-6)分别位于上段基体与下段基体的自由端一侧；中间基体与下段基体设有下部齿带方向一致的表面上设有中部齿带(19-2)。4.根据权利要求3所述的一种超高压前混合磨料射流智能连续供料系统，其特征是：所述的上非啮合区Ⅰ(19-5)、下非啮合区Ⅱ(19-6)、上部齿带(19-1)以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：江红祥，蔡芝源，刘送永，杜长龙，郭楚文，孟德光，李洪盛，刘后广，孟德远，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32