一种水下切割设备以及水下切割方法技术

本发明专利技术公开了一种水下切割设备，包括水槽、驱动装置和切割装置，所述切割装置包括刀具，所述驱动装置连接在水槽上，其驱动端连接刀具，使刀具的刃部探入水槽的内部，并悬置在待切割工件的上方，且刀具与待切割工件的间隙位于水槽中水的液面以下；驱动装置用于驱动刀具移动和进给；刀具与待切割工件分别连接电源的两极，用于在二者的间隙处产生电弧，以借助电弧熔化待切割工件实现切割。本发明专利技术的水下切割设备利用电弧进行切割，不受工件材质以及硬度的限制，能够良好适用于水下环境。本发明专利技术还提供了一种水下切割方法。提供了一种水下切割方法。提供了一种水下切割方法。

【技术实现步骤摘要】
一种水下切割设备以及水下切割方法


[0001]本专利技术具体涉及一种水下切割设备以及水下切割方法。

技术介绍

[0002]在核电与核化工领域，为了保证人员安全，降低辐射风险，需要将一些切割操作放在水下进行，利用水来隔绝一部分辐射。然而在水下切割较厚的难熔金属时，因切割环境受到一定程度的限制，再加上难熔金属硬度和材质导致切割效率低下，常见的切割方法难以满足要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种水下切割设备，利用电弧进行切割，不受工件材质以及硬度的限制，能够良好适用于水下环境。本专利技术还提供了一
[0004]种水下切割方法
[0005]本专利技术提供的一种水下切割设备，包括水槽、驱动装置和切割装置，所述切割装置包括刀具，所述驱动装置连接在水槽上，其驱动端连接刀具，使刀具的刃部探入水槽的内部，并悬置在待切割工件的上方，且刀具与待切割工件的间隙位于水槽中水的液面以下；驱动装置用于驱动刀具移动和进给；刀具与待切割工件分别连接电源的两极，用于在二者的间隙处产生电弧，以借助电弧熔化待切割工件实现切割。
[0006]优选的，所述刀具包括刀片和保护箱，所述保护箱内部设有连接件，用于电连通刀片和电源电极，所述保护箱的壳体罩设在连接件的外部，用于密封连接件。
[0007]优选的，所述保护箱的壳体边缘和刀片之间设有迷宫密封接缝，所述保护箱还包括辅助供气件，辅助供气件用于向保护箱的壳体内部充入压缩气，以使保护箱壳体内部的气压高于外部压力，从而保证迷宫密封接缝的密封性。
[0008]优选的，所述刀片为锯片，所述连接件为过孔滑环，所述驱动装置还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括第一驱动件和传动件，所述传动件一端连接第一驱动件，另一端穿入保护箱内并连接刀片，用于通过第一驱动件的回转带动刀片回转。
[0009]优选的，所述驱动装置还包括竖直进给机构，所述竖直进给机构包括第二驱动件和升降台，所述第一驱动件连接于升降台上，第二驱动件用于驱动升降台相对水槽升降运动。
[0010]优选的，所述驱动装置还包括水平进给机构，所述水平进给机构包括第三驱动件和水平移动箱体，所述第三驱动件用于驱动水平移动箱体沿水槽的宽度方向相对水槽移动，所述第二驱动件连接在水平移动箱体和升降台之间，从而以水平移动箱体为基准驱动升降台升降运动。
[0011]优选的，所述驱动装置还包括平移机构，所述平移机构包括第四驱动件和滑座，所述滑座沿水槽长度方向滑设连接在水槽上，所述第四驱动件用于驱动滑座沿水槽长度方向
移动，所述水平移动箱体沿水槽的宽度方向滑设连接在滑座上。
[0012]优选的，所述水槽包括槽体、储水罐和气动驱水机构，所述槽体设置在储水罐的顶部，储水罐和槽体的内部连通，所述气动驱水机构连接储水罐，用于向储水罐内通入气体，以驱动储水罐内的水进入槽体，以及，用于排出储水罐内的气体，以使槽体内的水返回储水罐。
[0013]优选的，所述槽体由内部隔板分为工作区和溢流区，工作区与所述储水罐连通，驱动装置连接在水槽的工作区位置处，使刀具的刃部探入工作区内，所述内部隔板的高度高于刀具和待切割工件之间的间隙。
[0014]一种水下切割方法，包括以下步骤：
[0015]将待切割工件放置在水中；
[0016]刀具悬置在待切割工件的上方，并保证刀具与待切割工件的间隙位于水中；
[0017]在刀具与待切割工件之间的间隙处产生电弧，借助电弧对待切割工件执行切割。
[0018]本专利技术提供一种水下切割设备，其中刀具设置在水槽中，并在水液面以下对待切割工件执行切割，这种切割方式能够有效隔绝一部分的辐照，适用于核电与核化工领域的工件切割。刀具与待切割工件并非直接接触，而是间隔设置，分别连接电源的两极，以使二者的间隙处产生电弧，以借助电弧熔化待切割工件实现切割。
[0019]这种电弧切割方式能够对任意导电性良好的金属工件进行切割，不会受到其强度、硬度、加工硬化性以及韧性等力学性能所限制，都能获得外观整洁漂亮的切割面。并且电弧切割放电时间极短，与水下切割环境的冷却效果相结合，使切割面的热变质层极浅，优化了切割效果。且刀具不需要与工件直接接触，因此工件在切割过程中不受刀具振动影响，不需要提供较大支反力和夹持力，因此对于夹持装置的要求更低，降低生产和使用维护成本。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例1中水下切割设备的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例1中水下切割设备的旋转驱动机构的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例1中水下切割设备的切割装置的结构示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例1中水下切割设备的平移机构的结构示意图；
[0024]图5是本专利技术实施例1中水下切割设备的水槽的结构示意图；
[0025]图6是本专利技术实施例1中水下切割设备的旋转驱动机构的截面示意图；
[0026]图7是本专利技术实施例1中水下切割设备的保护箱的内部结构示意图。
[0027]图中：1、水槽；11、槽体；111、内部隔板；112、工作区；113、溢流区；12、储水罐；13、进排气管路；2、刀具；21、刀片；211、距离传感器；22、保护箱；221、电极接线柱；222、迷宫密封接缝；223、过孔滑环；3、旋转驱动机构；31、第一驱动件；32、传动件；321、传动轴；322、换向减速器；323、轴承；4、竖直进给机构；41、第二驱动件；411、伺服电机；412、丝杠；413、螺母；414、换向器；42、升降台；421、竖直滑轨；422、竖直滑块；5、水平进给机构；51、第三驱动件；511、水平驱动电机；512、水平丝杠；513、水平限位螺母；52、水平移动箱体；521、水平滑轨；6、平移机构；61、第四驱动件；62、滑座；621、滑道；622、齿条；7、碎屑收集喷水装置；8、限位片；9、接近开关。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下切割设备，其特征在于：包括水槽(1)、驱动装置和切割装置，所述切割装置包括刀具(2)，所述驱动装置连接在水槽(1)上，其驱动端连接刀具(2)，使刀具(2)的刃部探入水槽(1)的内部，并悬置在待切割工件的上方，且刀具(2)与待切割工件的间隙位于水槽(1)中水的液面以下；驱动装置用于驱动刀具(2)移动和进给；刀具(2)与待切割工件分别连接电源的两极，用于在二者的间隙处产生电弧，以借助电弧熔化待切割工件实现切割。2.根据权利要求1所述的水下切割设备，其特征在于：所述刀具(2)包括刀片(21)和保护箱(22)，所述保护箱(22)内部设有连接件，用于电连通刀片(21)和电源电极，所述保护箱(22)的壳体罩设在连接件的外部，用于密封所述连接件。3.根据权利要求2所述的水下切割设备，其特征在于：所述保护箱(22)的壳体边缘和刀片(21)之间设有迷宫密封接缝(222)，所述保护箱(22)还包括辅助供气件，辅助供气件用于向保护箱(22)的壳体内部充入压缩气，以使保护箱(22)壳体内部的气压高于外部压力，从而保证迷宫密封接缝(222)的密封性。4.根据权利要求2或3所述的水下切割设备，其特征在于：所述刀片(21)为锯片，所述连接件为过孔滑环(223)，所述驱动装置包括旋转驱动机构(3)，所述旋转驱动机构(3)包括第一驱动件(31)和传动件(32)，所述传动件(32)一端连接第一驱动件(31)，另一端穿入保护箱(22)内并连接刀片(21)，用于通过第一驱动件(31)的回转带动刀片(21)回转。5.根据权利要求4所述的水下切割设备，其特征在于：所述驱动装置还包括竖直进给机构(4)，所述竖直进给机构(4)包括第二驱动件(41)和升降台(42)，所述第一驱动件(31)连接于升降台(42)上，第二驱动件(41)用于驱动升降台(42)相对水槽(1)升降运动。6.根据权利要求5所述的水下切割设备，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏悦，李广宇，常青，王开宇，刘晓坤，吴华，戈瑶，郝放，刘宇，臧少锋，刘继连，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：