便携式空化喷丸方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及便携式空化喷丸方法和装置。一种空化喷丸的方法可以包括通过柔性导管将可移动水源耦接到便携式喷嘴。该方法可以包括将喷嘴定位在处理表面附近并且通过喷嘴的第一通道和第二通道排出第一流体流和第二流体流，其中第二通道环绕第一通道被同心地定位。第一流可以具有第一压力，并且第二流可以具有第二压力，第一压力大于第二压力并且两个流结合以产生空泡的云团。

Portable Cavitation Shot Peening Method and Device

The invention relates to a portable cavitation shot peening method and device. A method of cavitation shot peening may include coupling a movable water source to a portable nozzle through a flexible duct. The method may include positioning the nozzle near the treatment surface and discharging the first and second fluid flows through the first and second channels of the nozzle, where the second channel is positioned concentrically around the first channel. The first stream can have the first pressure, and the second stream can have the second pressure, the first pressure is greater than the second pressure, and the two streams combine to produce vacuole clouds.

【技术实现步骤摘要】
便携式空化喷丸方法和装置
本公开涉及用于空化喷丸(cavitationpeening)的系统和方法。更具体地，公开的示例涉及用于对固定工件进行空化喷丸的可移动装置。
技术介绍
众所周知，喷丸处理是一种增强材料的疲劳强度、增加材料对应力腐蚀开裂(SCC)的抵抗力和引起材料中的残余压应力的一种方法。例如，飞行器修复涉及磨削部件，这样会建立拉应力。被修复部件的喷丸能够缓解拉应力，并且以有益的压应力取代拉应力。在喷丸处理中，球形喷射以高速被推动并且冲击材料的表面，从而造成塑性变形。但是，喷丸处理引起表面粗糙，并且对于某些喷射介质(例如，铸件喷射)会污染被处理的表面。消耗性的喷射可能很昂贵，并且给操作员带来很大的安全风险。空化水喷丸已经显示出作为替代工艺的前景，其以低成本和低操作风险来清洁而不是污染。当前使用的空化喷丸系统通常需要工件被淹没在水罐中。喷丸装置被永久性地定位在零件被制造的地点，或被定位在被修复的零件被发送以被喷丸的地点。期望有能够就地喷丸的装置，以加速修复并允许零件在位于或靠近其常规位置被喷丸。
技术实现思路
空化喷丸的方法可以包括通过柔性导管将可移动水源耦接到便携式喷嘴。所述方法可以包括将喷嘴定位在处理表面附近和通过喷嘴的第一通道和第二通道排出第一流体流和第二流体流，其中第二通道环绕第一通道同心地定位。第一流可以具有第一压力，并且第二流可以具有第二压力，第一压力大于第二压力并且两个流结合以产生空泡(cavitationbubble)的云团。本公开提供涉及空化喷丸的系统、装置和方法。在一些示例中，空化喷丸系统可以包括便携式喷嘴组件和可移动流体源。在一些示例中，喷嘴组件可以包括被配置为产生空泡的云团的共流喷嘴(co-flownozzle)。在一些示例中，空化喷丸的方法可以包括以基本恒定的间隙距离(stand-offdistance)平移空泡的云团越过工件上的固定处理区域。特征、功能和优点可以在本公开的各种示例中被独立地实现，或可以在其他示例中被组合，参考以下的描述和附图能够看到其进一步的细节。附图说明图1是被用于对飞行器着陆支柱进行喷丸的便携式空化喷丸系统的示意图。图2是另一便携式空化喷丸系统的示意图。图3是示例性喷嘴组件的示意图。图4是图3的喷嘴组件的等轴测视图。图5A是图3的喷嘴组件的俯视图。图5B是示例性间隙距离指示器的示意图。图5C是另一间隙距离指示器的示意图。图6是图3的喷嘴组件的示意图。图7是示例性源组件的示意图。图8是另一便携式空化喷丸系统的示意图。图9是说明空化喷丸的方法的流程图。具体实施方式用于空化喷丸的具有喷嘴组件和流体源的系统的各种方面和示例以及相关方法在下文中被描述并在相关的附图中被说明。除非另有规定，否则用于空化喷丸的系统和/或其各种部件可以但不是必须的包含本文描述的、说明的和/或并入的结构、部件、功能和/或变体中的至少一个。此外，除非特别排除，否则本文描述的、说明的和/或并入的工艺步骤、结构、部件、功能和/或变体结合本教导可以被包括在其他相似的装置和方法中，包括在公开的示例中可互换。各种示例的以下描述本质上仅仅是说明性的，并且决不旨在限制本公开、其应用或用途。另外，下文描述的示例提供的优点本质上是说明性的并且并不是所有的示例都提供相同的优点或相同程度的优点。定义除非另有说明，否则以下定义适用于本文。“基本上”意思是或多或少地符合特定的尺寸、范围、形状、概念或由该术语修改的其他方面，以使特征或部件不需要完全地符合。例如，“基本上圆柱形”的物体意思是该物体类似圆柱体，但可以具有偏离真正的圆柱体的一个或多个偏差。“包含”、“包括”和“具有”(和其结合)被可互换地使用以表示包括但不一定限于未叙述的元件或方法步骤，并且上述术语是开放式的术语并不旨在排除另外的所述未叙述的元件或方法步骤。术语诸如“第一”、“第二”和“第三”被用于区分或识别组中的各个构件等，并且并不旨在示出序列或数字限制。“耦接”意思是连接，无论是永久性地还是可释放地，是直接地还是通过中间部件间接地。概述通常，空化喷丸系统可以包括被柔性导管连接到可移动流体供应装置的便携式喷嘴组件。使用空化喷丸系统的方法可以包括将喷嘴组件定位在处理表面附近的步骤，以及排出第一流体流和第二流体流，使得两个流结合以产生空泡的云团的步骤。示例、部件和替代以下部分描述了示例性便携式空化喷丸系统、喷嘴组件和流体源以及相关的系统和/或方法的选定方面。这些部分中的示例旨在说明且不应被理解为限制本公开的全部范围。每个部分可以包括一个或多个不同的实施例或示例，和/或上下文或相关的信息、功能和/或结构。A.第一图示系统图1示出了大体上在10处指示的示例性便携式空化喷丸系统的示意图，该系统包括被导向到处理表面14的喷嘴组件12。两个柔性导管16、18向喷嘴组件供应加压流体。罐20向两个泵供应流体，第一泵22被连接到导管16并且第二泵24被连接到导管18。第一泵22将流体加压到第一压力，并且第二泵24将流体加压到较低的第二压力。喷嘴组件12排出第一压力的流体的第一流26和第二压力的第二流28。两个流被同心地排出，使得两个流结合以产生空泡的云团。操作员可以将喷嘴组件12维持在距处理表面14一定的距离处，并且该距离可以大约等于云团的两倍的长度。喷嘴组件12可以被手动地操作，或可以被连接到自动化系统。传感器集群30被淹没在罐20的流体中以监控流体的相关参数。例如，集群可以包括用于温度和氧气含量的传感器。传感器数据可以通过在罐的外表面上的可视指示器被显示。所述数据还可以被输出到电子控制器，或通过视觉、听觉或其他方式被传达到操作员。B.第二图示系统图2是使用中的便携式空化喷丸系统110的图示。操作员126将喷嘴组件112导向到用于固定飞行器的起落架的支柱128。喷嘴组件产生空泡的云团并将水流130排出到支柱上。支柱128在喷丸期间保持在起落架上的适当位置，并且操作员126站在提升机132上以将喷嘴组件112拿到支柱128上的处理区域114附近。操作员126将喷嘴组件112导向到处理区域114直到该区域已被充分地处理，并且之后可以将喷嘴导向到下一个处理区域。操作员可以将喷嘴组件继续平移到新的处理区域，直到支柱128已被完全处理。喷嘴组件112包括支架134和由操作员126抓握的把手。支架搁置在提升机132的栏杆上以允许操作员126导向喷嘴组件112而不需支撑喷嘴组件的重量。支架还可以帮助操作员126维持距支柱128的准确间隙距离和水流130与处理区域114之间的准确角度。一对软管116、118从泵122、124向喷嘴组件112供应水。泵122可以将水加压到大约1000和5000磅/平方英寸(PSI)之间，优选地加压到3000PSI，或加压到任意合适的压力。泵124可以将水加压到较低的压力，例如50PSI，或可以使水处于大气压力，或以任意合适的压力供应层流水。软管116、118分别连接到喷嘴组件112，但被捆扎以便于被操作员126移动。软管可以按间隔被系住、被包封在导管中或以其他方式进行布置。电力电缆、数据电缆或其他电缆也可以随软管116、118被捆扎并且被连接到喷嘴组件112。泵122、124从储水罐120泵水。在图中的示例中，罐120具有两个隔间，其中泵122本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空化喷丸的装置，其包含：流体源，被配置为从所述流体源接收第一流体流的第一泵设备，被配置为从所述流体源接收第二流体流的第二泵设备，被配置为在工件上的固定处理区域上方平移的喷嘴组件，所述泵中的每一个经由柔性导管被连接到所述喷嘴，所述喷嘴被配置为混合从所述第一泵和所述第二泵接收的流体以产生空泡的云团。

【技术特征摘要】
2017.08.31 US 15/693,4171.一种用于空化喷丸的装置，其包含：流体源，被配置为从所述流体源接收第一流体流的第一泵设备，被配置为从所述流体源接收第二流体流的第二泵设备，被配置为在工件上的固定处理区域上方平移的喷嘴组件，所述泵中的每一个经由柔性导管被连接到所述喷嘴，所述喷嘴被配置为混合从所述第一泵和所述第二泵接收的流体以产生空泡的云团。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述喷嘴组件包括被配置为手动操控所述喷嘴的把手。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一泵设备以第一压力泵送所述第一流体流，并且所述第二泵设备以第二压力泵送所述第二流体流，所述第一压力高于所述第二压力。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一压力大于所述第二压力至少1000p.s.i.或大于所述第二压力至少2000p.s.i.中的至少一者。5.根据权利要求1所述的装置，其中运送所述第一流体流和所述第二流体流的所述柔性导管被至少部分地捆扎在一起。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述喷嘴组件具有尖端和被配置为检测所述尖端和工件的处理表面之间的间隙距离的激光引导器。7.一种用于根据权利要求1-6中任一项所述的空化喷丸的流体输送系统，其包含：包含共流喷嘴组件的所述喷嘴，所述共流喷嘴组件被配置为在流体流中产生空泡的云团，并且被手动平移越过在工件上的固定处理区域，和经由第一柔性导管和第二柔性导管被连接到所述喷嘴组件的便携式流...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·桑德斯，A·J·托雷松，H·T·迪普，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US