[发明专利]带弹性位移反馈的表面自适应磨料水射流水下切割装置

说明书

本发明提供一种带弹性位移反馈的表面自适应磨料水射流水下切割装置，包括表面接触与适应模块、弹性位移反馈模块以及供水射流模块；所述表面接触与适应模块包括表面接触单元、过渡块、球窝轴承和连接块；所述过渡块设置螺纹孔、反冲射流连接孔、磨料水射流连接孔、反冲射流喷嘴安装孔、磨料水射流喷嘴安装孔；所述球窝轴承包括轴承座和轴承伸出端；所述连接块设置高压水管通孔和磨料水高压管通孔；所述弹性位移反馈模块包括夹持套筒、内部套管、弹簧、端部接头和位移传感器；所述供水射流模块包括磨料水高压供水管、高压水供水管、磨料水射流喷嘴和反冲射流喷嘴。本发明解决了现有磨料水射流切割装置在水下作业时存在的装置不稳定问题。

技术领域

本发明涉及水射流切割技术领域，具体而言，尤其涉及一种带弹性位移反馈的表面自适应磨料水射流水下切割装置。

背景技术

磨料水射流是磨料粒子与高速流动的水或高压水相互混合而形成的固-液两相流，磨料粒子在高速水射流的带动下混合加速。由于磨料水射流中磨料粒子对切割对象的磨削作用，使得磨料水射流比纯水射流的工作效率高很多，而且大大降低了对高压水发生装置的要求。20世纪80年代开始，磨料水射流的出现大大提高了射流的冲蚀、破岩和切割能力，因此得到了快速的发展，并广泛应用于军工、石油钻井、矿业开采等工程中。

由于水下作业环境复杂多变，切割对象空间位置不定，水下切割工具难以维持相对空间位置，需要对水下磨料水射流切割装置进行优化设计。

发明内容

根据上述提出的磨料水射流切割装置在水下作业存在的问题，提供一种带弹性位移反馈的表面自适应磨料水射流水下切割装置。本发明主要利用球窝轴承更便于表面接触单元与切割对象表面接触，利用弹簧和位移传感器实时监测此装置与切割对象的接触状态。

本发明采用的技术手段如下：

一种带弹性位移反馈的表面自适应磨料水射流水下切割装置，包括表面接触与适应模块、弹性位移反馈模块以及供水射流模块；

所述表面接触与适应模块包括表面接触单元、过渡块、球窝轴承和连接块；所述表面接触单元用于与切割对象接触，所述表面接触单元固定安装于所述过渡块底部；

所述过渡块设置螺纹孔、反冲射流连接孔、磨料水射流连接孔、反冲射流喷嘴安装孔、磨料水射流喷嘴安装孔，所述反冲射流连接孔通过高压水流道与所述反冲射流喷嘴安装孔相连通，所述磨料水射流连接孔通过磨料水流道与所述磨料水射流喷嘴安装孔相连通；

所述球窝轴承包括轴承座和轴承伸出端，所述轴承座设置螺栓孔，所述轴承座通过所述螺栓依次穿过所述螺栓孔和所述螺纹孔与所述过渡块紧固连接；所述连接块设置高压水管通孔和磨料水高压管通孔；

所述弹性位移反馈模块包括夹持套筒、内部套管、弹簧、端部接头和位移传感器；

所述夹持套筒一端通过螺纹与所述端部接头紧固连接；所述夹持套筒中心开孔；所述夹持套筒内侧底部设置阶梯面A，外部侧面设置夹持表面，所述夹持表面两端设置台肩；所述内部套管中心开孔，外部侧面沿轴向由上至下依次设置限位阶梯面A、安装阶梯面A、阶梯面B、螺纹阶梯面和连接外螺纹A；所述连接块一端通过螺纹连接于所述轴承伸出端，另一端通过所述连接外螺纹A连接于所述内部套管；

所述端部接头中心开孔，并沿轴向由上至下依次设置连接外螺纹B、安装阶梯面B和限位阶梯面B；所述端部接头通过所述连接外螺纹B与所述夹持套筒连接；所述内部套管穿过所述端部接头伸入所述夹持套筒内，所述内部套管与所述端部接头为间隙配合；所述阶梯面B所述阶梯面A接触；

所述弹簧和所述位移传感器内置于所述夹持套筒，所述弹簧套设于所述内部套管外侧，且一端与所述安装阶梯面B接触，另一端与所述安装阶梯面A接触；所述位移传感器一端固定安装于所述端部接头，另一端与所述安装阶梯面A连接；