[发明专利]一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及磨料水射流切割领域，特别涉及一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统。

背景技术

磨料水射流切割的特点是在纯水射流中混入石英砂、金刚砂、石榴石、陶粒等等非常硬的固体颗粒而形成的一类高压射流。其切割原理是磨料通过喷嘴加速后冲击到被切割物表面，利用磨料颗粒对材料的冲蚀作用实现切割。同等压力条件下磨料射流的切割能力大大超过纯水射流。

磨料水射流通常分为前混合式和后混合式两类。后混合式磨料射流是在驱动力压力作用下，水介质通过第一个喷嘴形成高速水射流，并在混合腔内产生一定的真空度，使磨料箱与混合腔之间形成一定的压力差，磨料在自重和压力差的共同作用下通过气力运输而进入混合腔，并与水射流发生剧烈紊动扩散与掺混。再通过第二个喷嘴（磨料喷嘴）而形成磨料水射流。其缺点是固液介质混合不理想，切割压力高。前混合式磨料射流是在高压水射流形成之前，将磨料粒子先与水在高压输水管路中均匀混合，然后通过水喷嘴进一步混合和加速，形成磨料水射流。磨料与水在磨料箱内初步混合，使磨料在磨料箱内处于似液体流化状态。前混合式磨料射流具有巨大潜力的切割能力，可以在较低压力下切割钢材和钢筋混凝土等坚硬物料。在相同的切割能力下，前混合式磨料射流所需要压力比后混合式磨料射流要低的多。

目前，前混合磨料射流已经应用在海上石油平台拆除，导管架切割，水下钢桩切割，海底管道切割等现场应用中。它具有成本低、安全可靠、环保污染、切割效果好等诸多优点，已经越来越受到人们的关注。在磨料水射流切割过程中，随着切割的进行，磨料会逐渐消耗，磨料浓度的降低，会直接导致切割质量下降，磨料利用不充分，切割效率大大降低。而现有技术中的磨料前混合式装置是通过对高压罐和高压水管两路供水量的比例分配进行人工调节从而调节磨料浓度，无法保证磨料供给连续，磨料浓度值无法保持恒定，并且人工操作无法做到精确调节。因此，本发明提出一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统。

本发明所述的一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统，包括：旁路比例流量阀，主路比例流量阀，高压水泵，控制模块，高压罐，球阀，超声波浓度探测计，喷嘴。

高压罐的供水由旁路比例流量阀控制，喷嘴的供水由主路比例流量阀控制，通过超声波浓度探测计检测出磨料混合后的浓度值，然后将该值反馈到控制模块中，控制模块将该浓度值与设定值进行对比分析，对旁路比例流量阀和主路比例流量阀分别发出信号，调节其开度，调节旁路比例流量阀和主路比例流量阀的供水量的比例，从而完成对磨料浓度的闭环控制。

一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统所述的超声波浓度探测计，其特征在于：使用外夹式超声波浓度计实现对磨料混合后的磨料浓度检测，非接触测量，无磨料冲刷损耗，可靠耐用。

一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统所述的旁路比例流量阀与主路比例流量阀，其特征在于：可接受电信号指令，连续控制供水流量。

具体步骤如下：

(1)高压罐的供水由旁路比例流量阀控制，喷嘴的供水由主路比例流量阀控制。

(2)用超声波浓度探测计检测磨料混合后管道中的磨料浓度，将该浓度值实时反馈给控制模块；

(3)控制模块将该浓度值与设定值进行对比分析；

(4)制模块对旁路比例流量阀和主路比例流量阀分别发出开度调节信号，调节其开度，调整旁路比例流量阀和主路比例流量阀的供水量的比例，从而完成对磨料浓度的闭环控制。

本发明与现有技术相比的有益效果：

一种用于前混合式磨料水射流设备的磨料浓度控制系统，通过控制模块对旁路比例流量阀与主路比例流量阀的开度进行控制，从而间接控制高压罐的供水与喷嘴的供水，使磨料浓度实现自动调节，保持恒定，响应时间短，实现了对前混合式磨料射流切割系统磨料浓度的高精度控制，从而进一步保证了切割质量，提高了磨料利用率和切割效率，填补了现有技术的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明中磨料浓度控制系统的方框图。

图中各符号表示含义如下：