[发明专利]高压水射流切割机喷嘴在线监控系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，更具体地说，涉及一种高压水射流切割 机喷嘴在线监控系统和方法。

背景技术

高压磨料水射流技术是近二三十年来发展起来的一项新技术。

如图1所示，此技术的具体实施过程为：通过高压泵将普通自来水加压并 迫使高压水101经一个直径很小的高压水射流喷嘴102喷射而出，形成一股高 速水射流103，其速度可高达1000米/秒。当这股高速水射流103经过混合腔 104时，混合腔中的空气便被高速水射流103带出，因而混合腔中便形成部分 真空。磨料罐107和混合腔104之间由磨料输送管105连接。由于磨料输送 管105一端与具有一定真空度的混合腔104连接，另一端与大气连接。在压 差作用下，磨料输送管105自然形成一气流通道，如果此时磨料106进入此 气流通道，磨料106便与气流一起进入混合腔104，并经高速水射流103加速 后形成高速磨料射流108，从磨料喷嘴110喷出后对工件109进行切割。所述 高速磨料射流108可用来加工任何材料，包括金刚石等质地坚硬的材料。

在高压水射流切割过程中，喷嘴起着重要作用。上述技术中涉及两级喷嘴， 包括：高压水射流喷嘴102及高速磨料射流喷嘴110。所述高压水射流喷嘴的 作用为将水的压力能转化为动能，实现对进入混合腔的磨料加速的目的；磨 料喷嘴的作用为：在水和磨料充分混合后，为水对磨料的有效加速提供场所， 同时实现对磨料射流的能量聚焦。

在切割过程中，如果所述两级喷嘴出现问题，磨料射流的切割能力将大大 降低，对目标材料的切割质量显著下降，由于所述高压磨料水射流切割机仍 然以原有速度给进，喷嘴的损坏将导致目标材料无法被切穿而造成材料损坏， 给用户带来巨大经济损失。

为了长时间连续有效切割材料，操作者需要在切割前仔细检查喷嘴的工作 状态，在需长时间连续切割时，不得不采用新喷嘴。然而，即使这样，喷嘴 在切割过程中发生损坏的情况也时有发生。上述情况发生时，由于人的反应 速度所限，操作者注意到损坏时目标材料已经损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高压水射流切割机喷嘴在线监控系统，实现 在喷嘴发生异常情况时迅速反应，避免对目标材料的损坏。

本发明是这样实现的：

一种高压水射流切割机喷嘴在线监控系统，包括：控制部分、数据采集 部分和测压适配器，其中：

所述测压适配器：为与所述切割机的磨料输送管相接的管道，所述测压 适配器设置有分别具有若干隔段测试小孔的空气流动段和磨料流动段，所述 磨料通过所述磨料流动段进入磨料输送管；

所述数据采集部分：包括设在所述测压适配器入口端，对进入所述测压 适配器的空气流量进行测量的空气流量计；

以及，设在所述隔段测试小孔的相应位置的传感器，用于采集相应位置 的压力值；

所述控制部分：用于对所述数据采集部分采集的数据进行分析、比较， 并根据分析、比较结果进行相应控制操作。

优选地，所述隔段测试小孔数量为多个，包括设置于所述测压适配器的 空气流动段的第一测试孔和第二测试孔，及设置于所述测压适配器的磨料流 动段的第三测试孔和第四测试孔。

优选地，所述高压水射流切割机设有磨料开关，所述测压适配器为一中 空管道，与所述磨料输送管相接；

所述空气流动段沿空气流入所述磨料流动段的方向，依次设有第一测试 孔和第二测试孔；

所述磨料流动段沿磨料进入到设置在所述高压水射流切割机上的混合腔 内的方向，依次设有第三测试孔和第四测试孔；

所述第二测试孔与所述第三测试孔之间设有一中空的柱状突起，连接所 述磨料开关，作为所述磨料进入到磨料输送管的输送通道。

优选地，所述磨料输送管为软管。

优选地，所述传感器为压力传感器。

一种高压水射流切割机喷嘴在线监控系统的监控方法，所述系统具有与 所述切割机的磨料输送管相接的测压适配器，所述测压适配器设置有分别具 有若干隔段测试小孔的空气流动段和磨料流动段，所述磨料通过所述磨料流 动段进入磨料输送管，包括：

所述设置在所述切割机上的空气流量计对进入所述磨料输送管的空气流 量进行监控，得到相应监控结果；

通过设置在所述隔段测试小孔的传感器对所述测压适配器空气流动段和 磨料流动段的隔段测试小孔压力的相应数值进行采集；