一种高压气流辅助水射流喷嘴及打磨方法技术

本发明专利技术属于钢轨打磨技术领域，并具体公开了一种高压气流辅助水射流喷嘴及打磨方法。包括：喷嘴结构本体；高压水流入口，沿所述喷嘴结构本体轴向布置；固体磨料通道，设于所述喷嘴结构本体侧壁上；固液两相混合腔，设于喷嘴结构本体内，且该固液两相混合腔与所述高压水流入口和固体磨料通道连通；砂管，设于所述喷嘴结构本体内的下部，且该砂管与所述固液两相混合腔连通；高压气流模块，包括依次连通的气管通道、环形中空气管以及气体喷射段，气体喷射段用于根据打磨距离调整气流的聚焦角度，使得所述砂管喷射的磨料在气流约束作用下校正射流方向。本发明专利技术可增加磨料水射流有效喷射距离，聚焦喷射能量，有效预防喷嘴与作用物过近导致破碎的情况。导致破碎的情况。导致破碎的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种高压气流辅助水射流喷嘴及打磨方法


[0001]本专利技术属于钢轨打磨
，更具体地，涉及一种高压气流辅助水射流喷嘴及打磨方法。

技术介绍

[0002]由于磨料水射流(Abrasive Waterjet)独有的冷加工特性,让其成为了最近四十年来发展最为迅速的一门特种加工技术,其应用越来越普遍,目前被广泛应用于航空航天、机械加工、汽车制造、铸造业、兵器工业、电子、建筑业及造纸业等行业。水射流喷嘴是射流加工过程中的主要部件,其质量好坏、结构的合理性决定了射流的加工质量,因此对其的影响具有重要的意义。
[0003]目前，传统水射流喷嘴用于切割、打磨等应用场景时靶距需控制在3
‑
6mm，有效喷射靶距较短，更多适用于机床上工件静止的情形。然而在部分实际使用中，如行进过程中打磨钢轨等，靶距需要大于10mm，同时还要防止喷嘴砂管因振动与工件表面碰撞后破损。
[0004]已有一些公开专利，从引入自振荡射流、空化射流、旋转射流、脉冲射流等方法优化喷嘴结构，例如专利技术专利CN108855662A公开了一种多孔直旋混合空化射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴结构本体；高压水流入口(1)，设于所述喷嘴结构本体内的上部，且沿所述喷嘴结构本体轴向布置；固体磨料通道(5)，设于所述喷嘴结构本体侧壁上；固液两相混合腔(3)，设于所述喷嘴结构本体内，且该固液两相混合腔(3)与所述高压水流入口(1)和固体磨料通道(5)连通；砂管(8)，设于所述喷嘴结构本体内的下部，且该砂管(8)与所述固液两相混合腔(3)连通；高压气流模块，包括依次连通的气管通道(7)、环形中空气管(9)以及气体喷射段(102)，所述气管通道(7)用于输入指定气压的气流至所述气体喷射段(102)，所述气体喷射段(102)用于根据打磨距离调整气流的聚焦角度，使得所述砂管(8)喷射的磨料在气流约束作用下校正射流方向。2.根据权利要求1所述的一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，所述环形中空气管(9)与所述气体喷射段(102)之间还设有气体收敛管(101)，所述气体收敛管(101)为锥形结构，所述环形中空气管(9)的环形截面大于所述气体喷射段(102)的环形截面。3.根据权利要求1所述的一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，还包括场生成器，设于所述气体喷射段(102)，用于生成连续可调的磁场；所述气体喷射段(102)包括磁流体变形壁，所述磁流体变形壁设有磁流体腔，所述磁流体腔可发生形变，所述磁流体腔内设有磁流体，所述磁流体的硬度可随所述场生成器生成磁场的磁场强度变化可发生变化，从而改变磁流体变形壁的轴向内壁斜度。4.根据权利要求3所述的一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，所述磁流体的硬化能力与所述场生成器生成磁场的磁感应强度正相关，所述磁流体硬化能力与磁场感应强度的函数为η＝k(μ
‑
1)H2，其中η为磁粘度，所述磁粘度越大，则硬度越大，k为比例系数，μ为磁流体的磁导率,H为磁场强度。5.根据权利要求4所述的一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，所述场生成器包括电磁线圈，所述电磁线圈设于所述磁流体腔，所述电磁线圈可根据内部流经的电流密度生成连续可调的磁场，所述电磁线圈激发磁场的磁感应强度与所述电磁线圈内流经电流密度的函数为其中，S为空间中任意闭合曲线，J为通电线圈中电流密度，L为所述闭合曲线的边界。6.根据权利要求5所述的一种高压气流辅助水射流喷嘴，其特征在于，所述电磁线圈内流经的电流密度与所述电磁线圈内流经电流正相关，其函数为I为电磁线圈中流经的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙新平，黄呈棋，巫世晶，李登，张琨，武子全，殷勤，刘辉，张银龙，何翔，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司沈阳奥拓福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：