磨料浆体的输送系统和方法技术方案

提供了一种磨料浆体输送系统，其配置来排出水(30)和磨料(54，54')的高压混合物，来与高压水流(30)进一步混合来产生磨料浆体和最终产生磨料浆体射流。该输送系统包括存储室(56)、排出室(58)和位于其之间的往复室(60)。该往复室(60)配置来间歇的接收来自于存储室(56)的磨料(54)和间歇的将混合有高压水(30)的磨料(54，54')供给到排出室(58)来从其中选择性排出。还提供了高压磨料浆体切割系统和相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术涉及磨料浆体输送系统，装置和方法，和具体的涉及这样的磨料浆体输送系统，装置和方法，其用于将高压磨料浆体供给到切割头的喷嘴，来产生用于切割或者加工工件的磨料浆体射流。相关领域说明水射流和磨料水射流切割系统被用于切割或者加工广泛的多种材料，包括石头，玻璃，陶瓷和金属。在一种典型的水射流切割系统中，高压水流过具有切割喷嘴的切割头，其将切割射流引导到工件上。该系统可以将磨料粒抽入或者供入高压水射流中来形成磨料水射流。更具体的，作为典型的常规水射流切割系统，该切割喷嘴可以包括孔口如宝石孔口，水在操作过程中送过其来产生高压水射流。磨料可以引入该孔口下游的混合室中，来将磨料带入水射流中形成磨料水射流。该切割喷嘴然后可以沿着工件受控移动来根据期望切割该工件。用于产生高压水射流和磨料水射流的系统目前是市售的，例如诸如本申请的受让人的Flow International Corporation所制造的Mach4TM五轴水射流系统。水射流切割系统的其他例子显示和描述在Flow的美国专利No.5643058中，其在此以其全部引入作为参考。与上述水射流系统相反，其他射流切割系统是已知的，其在形成用于切割或者加工工件的高速射流之前，将磨料和水的浓缩的混合物(在此称作“浆体”)直接供给到切割头的喷嘴。作为此处使用的，术语“磨料浆体射流”和“磨料浆体输送系统”是与这样的系统和方法相关来使用的，其中将磨料浆体供给到切割头的喷嘴来形成高速度射流，这与许多常规磨料水射流系统(其中将磨料在高速射流形成的下游带入混合室中)相反。磨料浆体射流切割系统和方法的一些优点包括与磨料水射流系统相比，产生相对更细的磨料射流来切割更细的切口或者钻探更小的孔的能力。另外，磨料浆体射流切割系统和方法通常比相应的磨料水射流更有效，这归因于在产生孔口的射流的上游进行磨料混合。仍然另外的，该磨料浆体射流切割系统和方法通常可以以比相应的磨料水射流更高的速度切割，这归因于排出的磨料浆体射流更大的功率密度。虽然磨料浆体射流切割系统和方法是已知的，但是许多常规系统具有多种缺点。例如一些磨料浆体射流系统使用了流化床方案来传输磨料，其中磨料是在压力容器中使用上升的高压水柱来流化的。这些系统典型的是明显大体积的，需要相对大的压力容器。另外，该压力容器必须定期打开来用磨料重新填充该压力容器，并且不能在这样的时间内供给磨料浆体，由此导致生产率损失。
技术实现思路
此处所述的实施方案提供磨料浆体输送系统和磨料浆体射流切割系统和相关方法，其特别好的适于供给磨料浆体来以有效的，紧凑的和便利的形式因素用于切割操作。实施方案包括磨料浆体输送系统，其用于排出水和磨料的高压混合物来与高压水流(例如40000psi或更高)进一步混合来产生磨料浆体和最终产生磨料浆体射流。该输送系统包括存储室，排出室和位于其之间的往复室，该往复室配置来间歇的接收来自于存储室的磨料和间歇的将混合有高压水的磨料以依次给料方式供给到排出室。根据一些实施方案，磨料浆体射流切割系统可以总结为包括具有喷嘴的切割头，其配置来接收磨料浆体流和来在加工操作过程中产生磨料浆体射流；和容器组件，其配置来排出水和磨料的高压混合物，来与高压水流进一步混合来形成磨料浆体流。该容器组件可以包括存储室来包纳磨料，排出室，其具有出口来在加工操作过程中，将水和磨料的高压混合物选择性排入高压水流中和朝着切割头的喷嘴，和位于其之间的往复室。更具体的，该往复室可以位于存储室下游和排出室上游，来间歇的接收来自于存储室的磨料和间歇的将该磨料供给到排出室。该往复室可以连接到高压水源来间歇的将高压
水供给到往复室，来间歇的加压该往复室以产生打算转移到排出室的水和磨料的高压混合物。该容器组件的存储室、往复室和排出室可以固定连接到一起来形成多级容器。该多级容器可以延长的，通常圆柱形容器，其具有以通常共线方式排列的三个不同的级。在一些情况中，多个连接杆或者其他偏置装置可以排列来将该往复室压缩夹入存储室和排出室之间。该存储室、往复室和排出室的每个可以包括在其各自下端处的锥形表面，来将该磨料或者水和磨料的高压混合物向下游漏斗形通过。该磨料浆体射流切割系统可以进一步包括定位系统，其连接到切割头上来在空间中操控该切割头，并且该多级容器可以连接到该定位系统上。该多级容器可以连接到定位系统上，以使得该多级容器与切割头一起相对于定位系统的至少一个旋转或者平移轴移动。该定位系统可以包括机械臂，并且该多级容器可以连接到该机械臂上。在其他情况中，该定位系统可以包括可移动连接到桥架上的托架，并且该切割头和多级容器可以连接到托架上来与之一起移动。该容器组件可以进一步包括处于该存储室和往复室之间的第一阀门和处于该往复室和排出室之间的第二阀门，来选择性将每个室与相邻的室隔离或者隔开。该磨料浆体射流系统可以进一步包括控制系统，其通讯连接到该第一阀门和第二阀门的每个上，来依次打开和关闭该第一阀门和第二阀门，来将磨料从存储室经由往复室给料到排出室。该容器组件的往复室可以包括连接到减压或者倾泄阀上的出口端口，和该控制系统可以通讯连接到减压或者倾泄阀上，来控制减压或者倾泄阀以从往复室选择性释放压力，来使得该往复室准备接收来自于存储室的磨料。该容器组件的往复室还可以包括连接到供压阀上的入口端口，和该控制系统可以通讯连接到供压阀来控制该供压阀，以间歇的将高压水供给到该往复室，来间歇的加压该往复室以产生打算转移到排出室的水和磨料的高压混合物。该容器组件的排出室可以连接到计量装置，和该控制系统可以通讯连接到该计量装置，来控制该计量装置以将水和磨料的高压混合物选择性排入高压水流中来形成磨料浆体。根据一些实施方案，一种形成打算送过喷嘴来产生磨料浆体射流的磨料浆体的方法可以汇总为包括将磨料引入存储室；将该存储室下游的往复室减压来使得该往复室准备用于接收来自于存储室的磨料；将该磨料从存储室转移到往复室；将该往复室与存储室隔离；将高压水引入该往复室来在与存储室隔离时加压该往复室，以产生水和磨料的高压混合物；将该水和磨料的高压混合物从往复室转移到往复室下游的排出室；和将该水和磨料的高压混合物从排出室排入高压水流中，来与之混合和形成磨料浆体。将该磨料从存储室转移到往复室和将水和磨料的高压混合物从往复室转移到排出室包括以依次方式，将磨料从存储室经由往复室给料到排出室。将该磨料从存储室转移到往复室是以该存储室和往复室之间基本上没有压力差来发生的，和将该水和磨料的高压混合物从往复室转移到排出室可以以该往复室和排出室之间基本上没有压力差来发生的。该方法可以进一步包括在操作过程中将该存储室保持在大气压；和在操作过程中将该排出室保持在高压。根据一些实施方案，一种使用高压磨料浆体射流加工工件的方法可以汇总为包括通过容器组件来给料磨料，该容器组件具有提供在存储室和排出室之间的往复室，该往复室连接到高压水源上，以便能够间歇的加压该往复室来在给料该磨料的同时产生水和磨料的高压混合物；将来自于该容器组件的水和磨料的高压混合物混入高压水流中来形成磨料浆体；将该磨料浆体送过喷嘴来产生高压磨料浆体射流；和用高压磨料浆体射流来撞击该工件。附图的简要描述图1是根据一种实施方案的具有磨料浆体输送系统的磨料浆体射流切割系统的等轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨料浆体射流切割系统，其包含：切割头，其包括喷嘴，所述喷嘴被配置为接收磨料浆体流和在加工操作过程中产生磨料浆体射流；和容器组件，其配置来排出水和磨料的高压混合物，用于与高压水流进一步混合来形成磨料浆体流，该容器组件包括：容纳磨料的存储室；排出室，其具有出口，用来在加工操作过程中，将水和磨料的高压混合物选择性排出到高压水流中并朝着切割头的喷嘴；和往复室，其位于存储室下游和排出室上游，用来间歇的接收来自于存储室的磨料和间歇的将所述磨料供给到排出室，所述往复室连接到高压水源，用来将高压水间歇的供给到往复室，以间歇给所述复室加压，以产生待被转移到排出室的水和磨料的高压混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 US 61/919,5541.一种磨料浆体射流切割系统，其包含：切割头，其包括喷嘴，所述喷嘴被配置为接收磨料浆体流和在加工操作过程中产生磨料浆体射流；和容器组件，其配置来排出水和磨料的高压混合物，用于与高压水流进一步混合来形成磨料浆体流，该容器组件包括：容纳磨料的存储室；排出室，其具有出口，用来在加工操作过程中，将水和磨料的高压混合物选择性排出到高压水流中并朝着切割头的喷嘴；和往复室，其位于存储室下游和排出室上游，用来间歇的接收来自于存储室的磨料和间歇的将所述磨料供给到排出室，所述往复室连接到高压水源，用来将高压水间歇的供给到往复室，以间歇给所述复室加压，以产生待被转移到排出室的水和磨料的高压混合物。2.如权利要求1所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述存储室、所述往复室和所述排出室固定连接到一起形成多级容器。3.如权利要求2所述的磨料浆体射流切割系统，其进一步包含：定位系统，其连接到所述切割头，以在空间中操控所述切割头，且其中所述多级容器连接到所述定位系统。4.如权利要求3所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述多级容器连接到所述定位系统，以使得所述多级容器与所述切割头一起相对于所述定位系统的至少一个旋转或者平移轴来移动。5.如权利要求4所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述定位系统包括机械臂，且所述多级容器连接到所述机械臂。6.如权利要求4所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述定位系统包括可移动连接到桥架上的滑架，其中所述切割头和所述多级容器连接到所述滑架以与其一起移动。7.如权利要求1所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述容器组件包括处于存储室和往复室之间的第一阀门和处于往复室和排出室之间的第二阀门，且其中所述磨料浆体射流系统进一步包含：控制系统，其相通的连接到所述第一阀门和第二阀门的每一个以依次打开和关闭所述第一阀门和第二阀门，以将磨料从所述存储室经由往复室给料到排出室。8.如权利要求7所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述容器组件的往复室包括连接到倾泄阀的出口，且其中所述控制系统相通地连接到所述倾泄阀，以控制所述倾泄阀选择性释放往复室的压力，以使所述往复室准备接收来自存储室的磨料。9.如权利要求7所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述容器组件的往复室包括连接到供压阀的入口，且其中所述控制系统相通地连接到所述供压阀，以控制所述供压阀将高压水间歇供给到往复室，用以间歇的给所述往复室加压，以产生待被转移到排出室的水和磨料的高压混合物。10.如权利要求7所述的磨料浆体射流切割系统，其中所述容器组件的排出室连接到计量装置上，且其中所述控制系统相通地连接到所述计量装置用以控制计量装置将水和磨料的高压混合物选择性的排入高压水流以形成磨料浆体流。11.如权利要求1所述的磨料浆体射流切割系统，其进一步包含：磨料的料斗，其连接到所述容器组件的存储室，用于将磨料供给到存储室。12.如权利要求1所述的磨料浆体射流切割系统，其中将形成所述磨料浆体流的高压水流以至少40000psi的压力供给到排出室的出口。13.一种容器组件，其被配置为排出水和磨料的高压混合物，用于与高压水流混合来产生磨料浆体，所述容器组件包含：存储室，用于临时存储磨料；具有出口的排出室，将水和磨料的高压混合物选择性排入高压水流中，以与之混合并产生磨料浆体；和往复室，其位于所述存储室下游和所述排出室上游，间歇的接收来自所述存储室的磨料，并将混合有高压水的磨料间歇供给到所述排出室，所述往复室包括入口，其可被连接到高压水源，用以间歇的接收高压水并间歇的加压所述往复室，以产生待被转移到所述排出室的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·A·哈什希，罗伯特·尼布洛克，史蒂文·J·克里根，布鲁斯·M·舒曼，
申请(专利权)人：FLOW国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US