[发明专利]用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置及方法

说明书

本发明提供了用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置及方法，通过设置依次连接的增压器、电磁感应加热装置和混砂管；所述增压器的输入端与水源连接；所述混砂管上还设有磨料供给系统，用于向混砂管内的水流输送磨料；所述混砂管的输出端设有喷嘴，用于实现所述混砂管内的磨料水射流通过喷嘴喷出射流。由于高温的磨料水射流可以延缓射流凝结，提高射流切割冰层的能力，并且射流本身具有高温，可以一定程度上冲蚀、融化冰层，提高破冰效果；同时，磨料水射流具有极强的切割能力，大大提高了可切割冰层的厚度。本申请用于传统的撞击或者压裂式破冰船的辅助破冰，可大大提升破冰船破冰效率，值得推广。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，具体涉及用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置及方法。

背景技术

磨料水射流技术作为一种新技术，具有成本低、效率高、环保等优点，目前已被广泛应用于石油天然气勘探开发、超高压水射流钻井、钢材除锈、水力喷射分段压裂、高速水射流清洗等多种实际工况。在极地航行以及河流破冰过程中，水资源可以随时进行补充并且安全环保；且高速水射流产生瞬间形成的冲击波作用于冰面可以引起冰板的变形和破坏，并且磨料水射流可以直接冲击冰面使其产生裂纹或破碎，射流形成的滞后流还可以对碎冰进行清理和二次破损。由此可见，磨料水射流技术可以作为一种新型的辅助破冰方式，应用潜力巨大。

传统的撞击或者压裂式破冰船的辅助破冰，破冰船破冰效率较低；其中，特别是射流本身在极低环境温度下会凝结，影响切割效果，亟待改进。

发明内容

本发明的目的是提供用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置及方法，旨在提升破冰船破冰效率。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置，包括依次连接的增压器、电磁感应加热装置和混砂管；

所述增压器的输入端与水源连接；

所述混砂管上还设有磨料供给系统，用于向混砂管内的增压水流输送磨料；

所述混砂管的输出端设有喷嘴，用于实现增压水流通过所述混砂管输出磨料水射流。

可选地，所述增压器通过高压管道与所述电磁感应加热装置连接。

可选地，所述喷嘴竖直于冰面设置。

可选地，所述喷嘴距离冰面的距离为5-8mm。

可选地，所述磨料供给系统内的磨料为石榴砂或金刚砂。

可选地，所述水源为连续的水流供给，可实现高温高速的磨料水射流的连续破冰。

一种用于辅助破冰的电感加热磨料水射流的方法，基于上述用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置，水流依次通过增压器、电磁感应加热装置和混砂管后从喷嘴喷出高温高速的磨料水射流，并对冰面进行打击来实现破冰。

可选地，所述用于辅助破冰的电感加热磨料水射流装置安装在破冰船的船首位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本申请通过水流依次通过增压器、电磁感应加热装置、混砂管和磨料供给系统，来形成具有高温的磨料水射流；高温的磨料水射流可以延缓射流凝结，提高射流切割冰层的能力，并且射流本身具有高温，可以一定程度上冲蚀、融化冰层，提高破冰效果；同时，磨料射流具有极强的切割能力，大大提高了可切割冰层的厚度。本申请用于传统的撞击或者压裂式破冰船的辅助破冰，可大大提升破冰船破冰效率，值得推广。

附图说明