[发明专利]用于形成横向定向流体射流的设备和工艺

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及用来产生流体射流的工艺和设备，具体地 说，本发明涉及用来产生横向定向高压流体射流的工艺和设备。

背景技术

常规流体射流系统已经通过加压流体和然后对着工件输送加压流 体用来清洗、切削或以其它方式处理工件。流体射流系统常常具有直 喷嘴系统，这些直喷嘴系统要求在目标工件周围有显著操作间隙，并 因此，可能不适于处理在远程位置中或在有限空间内的工件。

例如，喷嘴系统常常是长形的，并且具有大的轴向长度，使它们 不适于处理多种类型的工件。常规喷嘴系统可以具有长直进给管、切 削头及长直混合管，该长直混合管与进给管对准并且在进给管下游。 宝石孔口可以定位在进给管与混合管之间的切削头内。在处理期间， 流体沿极长直线路径流动，该极长直线路径穿过直线布置的进给管、 孔口以及混合管而延伸。

流体射流可用来处理各种类型的工件，如飞机元件。遗憾的是， 飞机元件的多个位置可能仅有很小量的间隙。由于常规流体射流喷嘴 系统的大的整体轴向长度，可能难以或不可能适当地处理这些区域。 例如，飞机纵梁可能具有彼此相距约1.5英寸的凸缘。常规喷嘴具有 大于1.5英寸的轴向长度，因而不适于用在这样狭窄空间中。其它类 型的工件同样可能具有无法用传统流体射流系统来适当地接近的特 征。

本发明旨在克服以上叙述的缺点中的一个或多个缺点，和/或提供 另外的不相关或相关优点。

发明内容

本发明公开的一些实施例包括一种对流体射流输送系统的改进， 该流体射流输送系统具有尺寸被设定成配合比较小空间的喷嘴系统。 例如，流体射流输送系统的低轮廓喷嘴系统可通过狭窄空间，以接近 目标区域，甚至工件的远程内部区域。低轮廓喷嘴系统可配合在各种 特征以及其它特征内，这些各种特征非限制性地包括孔径、孔、通道、 缝隙、腔室、空腔等，这些其它特征可以提供对于目标地点的接近。 在单个处理工序期间，喷嘴系统可穿过任何数量的特征，这些特征具 有变化大小和几何形状。

本发明公开的喷嘴系统可在基于一个或多个处理指标的定向(如 所需的远距离)处输出流体射流。不同喷嘴系统可以采用不同定向输 出流体射流。即使两个喷嘴系统可能具有相同或类似的外部尺寸，两 个喷嘴系统也可采用不同的定向输送流体射流。

在一些实施例中的喷嘴系统相对于进给流体流的行进方向可在横 向方向上输出流体射流。因为流体射流横向向外定向，所以喷嘴系统 可插入到比较小空间中并且在比较小空间内操作。在喷嘴系统内的流 体流可重新定向一次或多次，以便减小喷嘴系统的选定尺寸。在一些 实施例中，在喷嘴孔口上游的流体流使用例如转弯导管被重新定向一 次。

在一些实施例中，在喷嘴孔口上游的进给流体流的行进主方向， 相对于在孔口下游的流体流的行进副方向不对准。在一些实施例中， 例如，离开喷嘴孔口的流体射流的流动速度的向量和，不与在进给流 体导管中的流体流的流动速度的向量和对准，该进给流体导管在喷嘴 孔口的上游。

在一些实施例中，喷嘴系统可包括一个或多个副流动端口，这些 副流动端口定位在喷嘴系统中沿流动路径的各个位置处。流体(例如， 水、盐水、空气、气体等)、介质、腐蚀剂以及适于经喷嘴系统输送的 其它物质可通过副流动端口输送，从而改变一个或多个期望的流动指 标以及与流体射流的性能有关的其它流动参数，这些期望的流动指标 非限制性地包括流体射流的聚合性、流体射流的分散、流体射流的组 分比例(或者按重量或者按体积)、流动紊流、流体射流的散布、或其 它流动特性。副流动端口可相对于穿过导管(副流动端口进给到该导 管中)的流体流的方向垂直或倾斜地取向。