[实用新型]一种用于水射流加工的喷嘴及包含该喷嘴的多相水射流加工喷头装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水射流切割技术领域，尤其涉及一种用于水射流加工的喷嘴及包含该喷嘴的多相水射流加工喷头装置。

背景技术

水射流切割属于冷却切割，在切割过程中产生的热量很少，并且热量很快被流水带走，所以不会造成工件切口附近的材料氧化、金像组织发生变化，也不会使工件发生变形，同时也避免了某些材料有害物质的挥发，所以在某些领域被广泛运用。多相水射流切割技术，是在纯水射流切割技术基础上发展起来，它通过高速水射流卷吸例如金刚砂、石英砂等磨料，在磨料混合腔中与水射流形成混合体，磨料被水射流加速后以混合流形式，由磨料喷射管喷射，形成高速磨料水射流。众所周知，水切割设备被广泛用于各种软硬质材料的切割中，且用途越来越广。在对金属等硬质材料进行切割时，为了提高切割效率，必须向高压水中加入石榴石等磨料，使磨料在高压水射流的带动下快速冲击被切材料表面辅助切割。

目前国内外超高压水射流切割加工技术蓬勃发展和该技术的诸多优点，然而国内的超高压液压元件相对匮乏，多相水射流加工喷嘴的内部轮廓参数的优劣直接关系到整个喷嘴系统的加工质量的高低。如今工业中用的喷嘴的流道大多都是直线型的，主要有平直型喷嘴、锥形喷嘴和锥直型喷嘴这三种。但是，这些类型的喷嘴线形单一，喷嘴的流道对射流的阻力较大，而且射流的集束性和稳定性都比较差，射流的中心的动压力值较小，轴向速度的衰减也较快；因此，传统线性的喷嘴的能量消耗大，效率低，而且加工精度不高。并且射流对喷嘴的流道以及喷嘴的出口磨损比较严重。而在多相水射流切割装置中，喷嘴是切割机最重要部分之一，直接影响切割质量、效率和可靠性。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能增强水射流的集束性、稳定性且能减小沿程阻力的用于水射流加工的喷嘴；本实用新型的另一目的是提供一种提高切割效率、提升切割质量的包含上述喷嘴的多相水射流加工喷头装置。

一种用于水射流加工的喷嘴，包括依次相接注入段、过渡段和扩散段；注入段内开设依次相接的圆柱通道A、圆台通道A；过渡段内开设依次相接的圆柱通道B、圆台通道B；扩散段内开设依次相接的圆柱通道C、圆台扩散通道；所有通道在相接之处的端面均重合，圆台通道A的直径从和圆柱通道A相接之处到和圆柱通道B的相接之处递减，圆台通道B的直径从和圆柱通道B相接之处到和圆柱通道C的相接之处递减，圆锥扩散通道的直径从和圆柱通道B相接之处到喷嘴出口处递增。

作为一种优选，圆柱通道A的直径为7至9毫米，圆台通道A的锥角度为50至70度。所述锥角度为锥角的度数，所述锥角是指圆锥的轴截面(经过圆锥的轴的截面)的两条母线之间的角。

作为一种优选，圆柱通道B的直径为0.7至0.9毫米，圆台通道B的锥角度为36至44度。

作为一种优选，圆柱通道C的直径为0.5至0.55毫米，圆台扩散通道的锥角度为28至32度，且圆台扩散通道的锥角方向与圆台通道A、圆台通道B的锥角方向相反。

一种包含上述喷嘴的多相水射流加工喷头装置，包括喷嘴和加砂管道，加砂管道内设有相通的用于加入磨料的磨料通道和用于通入水流的水流通道；喷嘴安装在加砂管道上，喷嘴的圆柱通道A和加砂管道的水流通道相通。

作为一种优选，还包括连接箱、悬臂梁和滑动卡架，滑动卡架一端安装在悬臂梁上且沿着悬臂梁方向滑动，连接箱安装在滑动卡架的另一端，加砂管道安装在连接箱上。

作为一种优选，连接箱为圆筒状，一端设有圆环，加砂管道通过圆环安装在连接箱上，在连接箱的圆筒壁上用螺栓和螺母将连接箱固定在滑动卡架上。

作为一种优选，悬臂梁为开设有长方体形通道的长方体，长方体的长大于宽、高，长方体形通道贯穿由宽、高构成的一对平行平面的两端，其他四面的任一面设为导轨面，导轨面上开设有供滑动卡架滑动的轨道。

作为一种优选，滑动卡架包括依次相接的竖挡一、横挡、竖挡二，横挡和竖挡一、竖挡二均垂直，横挡的长度和导轨面的宽度相等；安装后的滑动卡架，竖挡一安装在导轨面上，横挡恰好覆盖悬臂梁上和导轨面垂直的一面，竖挡二的一端覆盖悬臂梁上和导轨面平行的一面，横挡恰好覆盖在悬臂梁导轨面上，竖挡二的一端及竖挡一均安装在和导轨面垂直的一对平行平面上，竖挡二的另一端安装连接箱。

作为一种优选，加砂管道的一端设有容纳喷嘴注入段一端的凹槽，且通过若干螺钉将喷嘴固定加砂管道的凹槽处。