多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多介质协同水射流表面强化喷射装置，包括高压水入口管、分流阀和多介质混合连接阀，多介质混合连接阀内设置有至少两个相互隔绝的多介质混合腔，高压水入口管和每个多介质混合腔都一端与分流阀连通，每个多介质混合腔的另一端均连接有射流管，射流管远离多介质混合腔的一端设置有射流喷头，每个多介质混合腔都连通有至少两个介质入口，每个介质入口远离对应的多介质混合腔的一端都连接有进料管。利用射流喷头喷出的多介质混合水射流喷射待强化工件的表面，以对待强化工件进行表面强化。本发明专利技术提高了表面强化效果，同时降低了强化后的表面的粗糙度。降低了强化后的表面的粗糙度。降低了强化后的表面的粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法


[0001]本专利技术涉及水射流表面强化
，特别是涉及一种多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法。

技术介绍

[0002]水射流表面强化技术因其在受限空间的可达性高、操作简便、成本低以及绿色环保等优点而备受国内外关注。现有的水射流表面强化技术包括纯水射流强化、空化射流强化、脉冲水射流强化和磨粒水射流强化。
[0003]纯水射流强化方法是通过水射流喷嘴直接将高压纯水喷射到金属表面，该工艺的射流介质均为水，可以使金属表面产生有益的残余压应力，并提高表层硬度，但是不会使金属表层发生晶粒细化，并且会造成严重的表面侵蚀现象，强化后的表面粗糙度较高。
[0004]空化射流强化方法是通过淹没在水中的射流喷嘴产生空化现象，该工艺的射流介质也为水，利用水体中空化气泡溃灭产生的能量来强化金属表面，研究表明，空化射流强化可以诱导金属表层产生大量变形孪晶和位错，但是会使表面产生环形侵蚀现象，提高表面粗糙度。
[0005]脉冲水射流强化方法是借助机械调制器或超声波转换器将连续射流转变为不连续的流体簇，从而以极高的动能冲击金属表面，现有脉冲水射流强化的射流介质为水或者水与固体磨粒的混合体，脉冲水射流强化方法使得在较低的初始射流压强下达到较大的冲击能量，降低了射流装备成本，但是同样造成严重的表面侵蚀。
[0006]磨粒水射流强化是在纯水射流强化的基础上将射流介质换成水和固体磨粒的混合体以产生更大的冲击能量，研究表明磨粒水射流强化处理后的金属表层发生明显的塑性变形和晶粒细化，引入了更高的残余压应力和显微硬度，然而处理后的金属表面粗糙度相比于未处理的表面依然较高。
[0007]因此，兼顾提高表面强化效果的同时降低造成的表面粗糙度是水射流表面强化需要解决的关键问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高表面强化效果，同时降低强化后的表面的粗糙度。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0010]本专利技术提供了一种多介质协同水射流表面强化喷射装置，包括高压水入口管、分流阀和多介质混合连接阀，所述多介质混合连接阀内设置有至少两个相互隔绝的多介质混合腔，所述高压水入口管和每个所述多介质混合腔都一端与所述分流阀连通，每个所述多介质混合腔的另一端均连接有射流管，所述射流管远离所述多介质混合腔的一端设置有射流喷头，每个所述多介质混合腔都连通有至少两个介质入口，每个所述介质入口远离对应的所述多介质混合腔的一端都连接有进料管。
[0011]优选的，所述多介质混合腔与所述分流阀连通的一端设置有高压水入口，所述高压水入口内设置有宝石喷嘴，所述高压水入口上连通有高压水溢流口，所述高压水溢流口远离所述高压水入口的一端的开口位于所述多介质混合连接阀的外壁上。
[0012]优选的，所述多介质混合腔上还设置有气压检测口，所述气压检测口上连接有气压传感器。
[0013]优选的，任意一个所述多介质混合腔上的全部所述介质入口和所述气压检测口都沿高压水的流动方向间隔分布，所述气压检测口较任意一个所述介质入口都更靠近所述分流阀。
[0014]优选的，每个所述多介质混合腔上设置有两个所述介质入口，两个所述介质入口分别为磨粒介质入口和抛光润滑介质入口，且所述磨粒介质入口较所述抛光润滑介质入口更靠近所述分流阀；在每个所述进料管上都设置有流量调节阀。
[0015]优选的，所述多介质混合连接阀内设置有两个所述多介质混合腔，所述分流阀为三通分流阀；所述多介质混合腔通过高压分流管与所述分流阀连通。
[0016]优选的，所述射流管与所述多介质混合腔转动密封连接，在所述射流管上固设有角度调节件和角度刻度盘。
[0017]优选的，所述角度刻度盘的0
°
刻度与所述射流管上的所述射流喷头的出口的轴线方向对齐，且所述射流喷头的出口的轴线方向与所述射流管的轴线垂直；所述角度调节件采用齿轮；两个所述射流喷头的朝向相反，且两个所述角度调节件啮合。
[0018]本专利技术还提供一种多介质协同水射流表面强化喷射方法，基于上述的多介质协同水射流表面强化喷射装置，通过高压水入口管和分流阀为每个多介质混合腔通入高压水，通过不同的进料管在每个所述多介质混合腔中通入磨粒介质和抛光润滑介质，每个所述多介质混合腔中的高压水、所述磨粒介质和所述抛光润滑介质混合在一起后，经过射流管末端的射流喷头喷出；利用所述射流喷头喷出的多介质混合水射流喷射待强化工件的表面，以对所述待强化工件进行表面强化。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]本专利技术的多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法提高了表面强化效果，同时降低了强化后的表面的粗糙度。本专利技术的多介质协同水射流表面强化喷射装置及方法采用多介质协调射流，其中水作为高速射流的载体，磨粒作为强化相起到增强冲击动能的作用，抛光润滑介质在射流束持续冲击金属表面起到降低表面粗糙度的作用，能够在提高金属表面强化效果的基础上，降低被强化金属的表面质量，同时提高加工效率和被应用的场景。
[0021]本专利技术的多介质协同水射流表面强化喷射装置通过双头对称布置射流喷嘴可最大程度保证双侧射流压强一致；最大程度缩小射流喷嘴之间的距离，以适应薄壁工件的表面强化；利用气压传感器检测多介质混合腔的实时气压状态，便于建立气压与强化效应的关联；通过设置流量调节阀调节固液介质的流量；多介质混合连接阀的多介质混合腔中的气压检测口、固体介质进料口、抛光润滑介质进料口沿射流方向间隔分布，便于多介质混合，并避免固液介质流入过程中的互相干涉；通过集成的角度调节件和刻度盘精确调节双头的喷射角度，一方面便于标定射流角度，另一方面提高了双头喷射装置的应用场景，可应用于薄板两侧面、回转工件内外壁的表面强化。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置的侧视图；
[0025]图3为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置的主视图；
[0026]图4为图2的A
‑
A剖视图；
[0027]图5为图3的B
‑
B剖视图；
[0028]图6为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置中多介质混合连接阀的剖视；
[0029]图7为图3的C
‑
C剖视图；
[0030]图8为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置应用于薄板工件的示意图；
[0031]图9为本专利技术多介质协同水射流表面强化喷射装置应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多介质协同水射流表面强化喷射装置，其特征在于：包括高压水入口管、分流阀和多介质混合连接阀，所述多介质混合连接阀内设置有至少两个相互隔绝的多介质混合腔，所述高压水入口管和每个所述多介质混合腔都一端与所述分流阀连通，每个所述多介质混合腔的另一端均连接有射流管，所述射流管远离所述多介质混合腔的一端设置有射流喷头，每个所述多介质混合腔都连通有至少两个介质入口，每个所述介质入口远离对应的所述多介质混合腔的一端都连接有进料管。2.根据权利要求1所述的多介质协同水射流表面强化喷射装置，其特征在于：所述多介质混合腔与所述分流阀连通的一端设置有高压水入口，所述高压水入口内设置有宝石喷嘴，所述高压水入口上连通有高压水溢流口，所述高压水溢流口远离所述高压水入口的一端的开口位于所述多介质混合连接阀的外壁上。3.根据权利要求1所述的多介质协同水射流表面强化喷射装置，其特征在于：所述多介质混合腔上还设置有气压检测口，所述气压检测口上连接有气压传感器。4.根据权利要求3所述的多介质协同水射流表面强化喷射装置，其特征在于：任意一个所述多介质混合腔上的全部所述介质入口和所述气压检测口都沿高压水的流动方向间隔分布，所述气压检测口较任意一个所述介质入口都更靠近所述分流阀。5.根据权利要求4所述的多介质协同水射流表面强化喷射装置，其特征在于：每个所述多介质混合腔上设置有两个所述介质入口，两个所述介质入口分别为磨粒介质入口和抛光润滑介质入口，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：张显程，姚树磊，涂善东，迟雨欣，束国刚，王晓博，张丁午，石俊秒，王宁，贾云飞，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：