[发明专利]用于生成被施加以压力的脉冲流体射流的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从被施加以压力的流体中生成脉冲流体射流的装置，其带有管线系统，该管线系统包含具有喷嘴口的至少一个喷嘴，从被施加以压力的流体中流体射流可以从该喷嘴口涌出，并且该装置具有腔室，在该腔室中构造出用于生成流体压力波的压力波生成器件，并且该腔室与管线系统通过用于所生成的流体压力波的排出开口连通。

背景技术

这种类型的装置在文献WO2006/097887A1中已知。

为了使用流体射流，例如使用水射流有效地加工工件，通常必须生成非常高的压力，该压力可以为3000巴或者甚至更高。这需要大量的能量。另一方面，使用刚玉和砂的工件加工导致不期望的残余物。与上述的加工工艺相比，以切削工具进行切削式机械加工特别是例如在具有高硬度的材料的情况下具有下述缺点，即，该工艺由于刀具的磨损而相对较昂贵。

发明内容

以上述为背景，本发明的目的是提供一种用于使用流体射流有效地加工工件表面的装置，其可以在相对较低的流体压力下工作。特别是，本发明的目的是提供一种装置，使用该装置可以将工件的表面为了覆层而活化，和/或该装置使得可以加工已涂覆到工件上的覆层，例如使得可以剥除过喷和或剥除工件上的层。

该目的通过开篇所述类型的装置实现，该装置包括调设器件，该调设器件用于调整该至少一个喷嘴口上游的管线系统中流体压力波的振幅，利用该调设器件可以调设由腔室的排出开口与至少一个喷嘴的至少一个喷嘴口之间的管线系统中流体压力波路径长度L与管线系统中流体压力波波长λ的商形成的亥姆霍兹数He:=L/λ。

根据本发明的装置特别适合用于对工件表面施加以碱洗液和/或水和/或乳液，特别是水-油乳液，和/或油形式的流体。

本发明基于如下思想，即通过将压力波形式的振荡能量耦合到流体射流中，特别是耦合到被施加以提高的压力（其可以为20巴、30巴甚至更高）的流体射流中，可以生成流体脉冲，在该流体脉冲中将振荡能量转变成动能。此外本发明的主意在于，能够通过生成压力波而使传输到流体的动能被最大化，具体方式是通过确保：在用于将被施加以压力的流体供应到喷嘴的管线系统中压力波的反射不抵消所生成的压力波而是由于干涉而使其增强。在根据本发明的装置的情况下，因此可以调设压力波在管线系统中从腔室的排出开口直至喷嘴的喷嘴口所覆盖的有效路径长度与流体压力波的波长之比，即表征管线系统中流体压力波的亥姆霍兹数。

为了调设该亥姆霍兹数，该管线系统可以包含第一管线件，并具有第二管线件，该第二管线件至少部分地容纳在第一管线件中且与该第一管线件连通，并且该第二管线件可以相对于第一管线件在其纵向方向上移位。在这种情况下有利的是，第二管线件以能够直线运动的方式在第一管线件上引导，例如通过螺纹。在此有利的是提供固定器件，通过该固定器件可以将第二管线件固定到第一管线件上。

为了调设亥姆霍兹数，作为替代或者作为补充，该装置也可以包含频率调设机构，该频率调设机构使得可以调设所生成的流体压力波的频率。通过改变流体压力波的频率，则其在流体中的波长也得以改变。

根据本发明的装置可以用于将工件粗糙化或清洁，特别是不使用磨料添加剂。

该管线系统有利地具有第一管线系统区段并具有第二管线系统区段，该第一管线系统区段带有用于压力泵的接口，该第二管线系统区段带有用于喷嘴的容纳部。有利的是第一区段和第二区段通过旋转活节连接。通过使第二管线系统区段可以相对于第一管线系统区段以围绕与构造在第二区段中的流体管道共轴的轴线摆动和/或旋转的方式在旋转活节中运动，可以实现，在工件钻孔的表面中生成规则的或不规则的结构。该装置优选地包含用于使第二管线系统区段运动的马达驱动器。

有利的是该管线系统具有第一管线系统区段并具有第二管线系统区段，该第一管线系统区段带有用于压力泵的接口，在该第二管线系统区段中布置有多个分别具有喷嘴口的喷嘴，该喷嘴口通过彼此分开的管线支路被加载以流体。在通向喷嘴的彼此分开的管线支路中分别布置有用于被施加以压力的流体的长度可调的管线。通过调节所述管线可以调整腔室中生成的流体压力波在腔室的用于流体压力波的排出开口与喷嘴口之间的路径长度。

通过在腔室的用于流体压力波的排出开口与喷嘴的喷嘴口之间管线系统中的管线的有效横截面优选单调减小，保证了压力波的振幅在流体流动的方向上向着喷嘴口增大。为了可以去除腔室中的可能的空气泡，排气阀是有利的。优选地布置该排气阀以使得即使在将该装置移位时这些空气泡也可以逃逸。为此，排气阀可以容纳在例如腔室的顶盖区段中。