[实用新型]矿用前混合磨料水射流切割装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿技术领域，特别涉及一种矿用前混合磨料水射流切割装置。

背景技术

在煤矿行业中，巷道开采、采煤巷道支护等都会对岩石、锚杆进行切割。例如，在地下峒室的掘进中，需要对峒室围岩不破坏的情况下，对其中某一区域的地质体现场取岩样或岩心进行地质学与力学测试分析，由于井下存在许多危险性气体，如甲烷，不能使用电气焊等易产生火花的机械切割方式切割，并且地下峒室内空间狭小、切割条件复杂，为满足井下生产需要，工人不得不将材料运输至地面进行切割，一方面影响了井下工作的连续性，另一方面又会耗费很多时间和极大的人力、物力，对于要求现代化生产的大型矿井来说，其生产成本大大提高，因此井下急需安全、实用的非机械切割装备。

目前，水射流技术发展迅速，已经被广泛应用在采矿、航空、建筑、化工、冶金、市政工程、纺织、金属切割、破岩和清洗等诸多领域。在切割方面，水射流切割是唯一的冷切割方式，避免了热切割过程容易产生火花，易引起瓦斯爆炸的缺点，如何设计一种适合矿井下使用的水射流切割装置就成为本实用新型要解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足，本实用新型旨在提供一种体积小、切割速度快、使用安全、可靠的矿用前混合磨料水射流切割装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

矿用前混合磨料水射流切割装置，包括高压供水装置、高压磨料罐、混合室、喷枪和支架，高压磨料罐通过管路连接在高压供水装置和混合室之间，高压供水装置分别为高压磨料罐和混合室提供高压水，喷枪连接在混合室的出口上，支架固定在喷枪下方。

所述高压供水装置包括顺序连接的液压泵、液压马达和高压柱塞泵，高压柱塞泵的输出端分别与高压磨料罐和混合室连通。

所述高压磨料罐上设有进料口和排气阀，进料口上连接有进料阀。

所述高压磨料罐通过顶部和底部的进水口分别与高压柱塞泵的输出端连通。

所述混合室与高压供水装置和高压磨料罐之间的连接管路上分别设有节流阀和供料阀。

本实用新型所述的矿用前混合磨料水射流切割装置，通过前混合方式，使磨料和高压水在高压磨料罐内均匀混合，形成悬浮液经管路至混合室后，与混合室内高压水一起从喷枪中喷出，形成具有极高速度的磨料粒子流-磨料射流。与纯水射流相比，磨料射流将纯水射流对物料的静压连续作用改变为磨料粒子流对物料高频撞击与冲蚀作用，其作用效果大为改观。前混合方式，磨料与水混合均匀、充分，磨料粒子加速时间长、获得的能量高、对物料的作用效果更加突出，故其工作压力可以大大降低。整个装置在切割过程中无火花，不会诱发瓦斯爆炸，而且还有降尘作用。利用高压磨料水射流对岩样、岩心进行切割，可以实现复杂条件下岩样的提取；对锚杆、锚索和坚硬顶煤等进行切割，安全有效，保证井下放顶工作的顺利进行。其切割的多样性可满足复杂环境条件下各种切割工作的要求，节省了大量的物力人力，切割时使用的介质——水、磨料价格低廉、安全卫生，不会带来环境污染，非常适合在矿井下复杂环境中切割使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型做进一步的描述：

本实用新型所述的矿用前混合磨料水射流切割装置，包括高压供水装置、高压磨料罐4、混合室3、喷枪8和支架11。其中，高压供水装置包括液压泵10、液压马达9和高压柱塞泵1，液压泵10、液压马达9和高压柱塞泵1之间相互连接，高压柱塞泵1的输出端分别与高压磨料罐4和混合室3连通，高压柱塞泵1与混合室3之间设有节流阀2，节流阀2可以限制流入混合室3中高压水的流量。高压磨料罐4通过顶部进水口和底部进水口分别与高压柱塞泵1输出端连通。高压磨料罐4上设有进料口7和排气阀6，进料口7上连接有进料阀，磨料通过进料口7进入到高压磨料罐4中，排气阀6可将高压磨料罐4中的气体排出，防止罐内产生憋气现象。高压磨料罐4的出口通过管路与混合室3连通，连通管路上设有控制流量的供料阀5，高压磨料罐4为混合室3提供水和磨料混合后的悬浮液，喷枪8连接在混合室3出口上，支架11固定在喷枪8下方，支架11将喷枪8固定在待切割物前方，喷枪8将混合室3内液体加速后向待切割物上射出。

工作过程中，液压马达9以井下常用的高压乳化液为动力原料，启动液压泵10、液压马达9和高压柱塞泵1，液压泵10将乳化液加压后送入液压马达9中，驱动液压马达9旋转带动高压柱塞泵1工作产生高压水，高压水从高压柱塞泵1输出端分别被送入高压磨料罐4和混合室3中，其中进入混合室3内的流量较大，并可通过节流阀2进行流量控制，少部流入高压磨料罐4中的高压水从高压磨料罐4的顶部和底部进入后，会与从进料口7流入的磨料在罐内充分混合，形成一种混合非常均匀的悬浮液在罐内待用。当接通供料阀5时，高压磨料罐4内的悬浮液进入混合室3中，与混合室3内的高压水再次混合后，并在喷枪8开启时从喷枪8中直接射出，完成高流速状态下粒子对待切割物表面的撞击和冲蚀，最终形成切割效应实现冷切割过程。