水射流切割技術(shù)又稱(chēng)超高壓水刀。當水被加壓至很高的壓力并且從特制的噴嘴小開(kāi)孔(其直徑為0.1mm至0.5mm)通過(guò)時(shí), 可產(chǎn)生一道每秒達近千公尺(約音速的三倍)的水箭,此高速水箭可切割各種軟質(zhì)材料包括食品, 紙張, 紙尿片, 橡膠及泡棉,此種切割被稱(chēng)為純水切割。 而當少量的砂如石榴砂被加入水射流中與其混合時(shí), 所產(chǎn)生之加砂水射流, 實(shí)際上可切割任何硬質(zhì)材料包括金屬, 復合材料, 石材及玻璃. 超高壓水刀也可使用于各種不同的工業(yè)表面處理應用如船身清洗及汽車(chē)噴漆設備清洗。超高壓水的形成關(guān)鍵在于高壓泵。70Mpa以下高壓泵技術(shù)已比較成熟,70Mpa以上的超高壓水國內仍需使用增壓器增壓。
增壓器的工作過(guò)程一般是從油泵來(lái)的低壓油推動(dòng)增壓器的大活塞,使其往復運動(dòng),大活塞的活動(dòng)方向則由換向閥自動(dòng)控制。另一方面,供水系統先對水進(jìn)行凈化處理,然后由水泵打出低壓水,進(jìn)入增壓器的低壓水被小活塞增壓后壓力升高。由于高壓水是經(jīng)增壓器的不斷往復壓縮后產(chǎn)生,而增壓器的活塞需要換向,勢必使從噴嘴發(fā)出的水射流壓力是脈動(dòng)的。為獲得穩定的高壓水射流,需將產(chǎn)生的高壓水進(jìn)入蓄能器然后再流到噴嘴,從而達到穩定壓的目的。
經(jīng)過(guò)高壓所產(chǎn)生之高壓水經(jīng)由高壓過(guò)流入切割刀頭而直達被加工材料,因此另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節是節流噴嘴。噴嘴一般采用人造(或天然)紅寶石或藍寶石,直徑通常是0.1mm至0.5mm,水流通過(guò)噴嘴后以1000m/s的速度噴出。水射流切割機的基本類(lèi)型有前混和后混之分。前混合磨料水射流的形成原理與后混合磨料水射流不同,它在高壓水泵之間的管路中間設計一磨料供給裝置。高壓水射流在磨料罐之前分成兩路,一路經(jīng)過(guò)調節閥進(jìn)入磨料罐,與罐內的磨料初步混合后成流化狀態(tài)然后通過(guò)截止閥進(jìn)入混合腔;另一路則直接進(jìn)入混合腔與罐內流出的磨料流體進(jìn)行充分的摻混,形成液固兩相流。
此種方式加強了磨料和水介質(zhì)的混合效果使磨料粒子在水介質(zhì)中得到了充分的加速,因而磨料粒子具有極高的動(dòng)能。使用該系統切割或破碎材料時(shí),工作壓力均大大的降低,與高壓純水射流相比,一般是其工作壓力的五分之一至十分之~;與后混合磨料水射流相比,一般是其工作壓力的三分之一至五分之一。因此前混合懸浮磨料水射流設備可直接采用70MPa高壓泵供壓,與后混合磨料水射流相比減少了增壓裝置,但增加了磨料供給裝置。
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