[发明专利]一种自增压水射流发生方法及系统

说明书

本发明公开了一种自增压式水射流发生方法及系统，属于水射流领域。系统由提供高压水的高压泵、控制装置和增压装置组成，自增压式脉冲射流方法的特点在于高压水进入控制装置和增压装置后，产生压力差并促使活塞发生运动，活塞运动影响控制装置和增压装置各腔体水流出入口的开闭，进而改变活塞受力状态，使活塞能够形成连续的往返运动，水流经出水口到达喷嘴，在活塞往复运动下实现增压的脉冲水射流。本方法只要在高压泵持续输出高压水情况下，就自行能达到射流的脉冲增压。该方法操作简单，脉冲增压效果好，不需要额外动力或装置就能实现自增压过程，大大提高了射流效率与应用范围。

技术领域

本发明涉及水射流领域，具体涉及脉冲射流技术。

背景技术

高压水射流技术是一种正在快速进步、用途很广并在不断拓展新应用领域的技术，在清洗、切削、抛光、冷却等多种加工领域，高压水射流表现出极强的适应能力和独特的优势。脉冲射流是一种新型高效的射流技术，实验表明，其冲击力是连续水射流滞止压力的1.5~2.5倍，与连续射流相比，脉冲射流大大提高对靶体材料的冲击破坏作用。而脉冲射流的驱动压力是脉冲射流的重要影响因数，因此，脉冲射流压力的研究尤为重要。

随着高压水射流技术的不断发展,高压水射流设备包括脉冲射流渐渐向高压力、智能化、系列化、专业化、模块化方向发展。但脉冲射流是间断性发射，且在现有技术中，脉冲射流压力施加较为困难，为了达到压力增加，往往需要额外增加动力系统提供动力，结构复杂。为了促进脉冲水射流的效率与应用范围，故设计一种自增压式脉冲射流发生方法十分有必要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中脉冲水射流压力相关的问题，目的在于提供一种自增压式脉冲射流发生方法及系统，通过合理地设计高压泵、控制装置与增压装置的各腔室以及管路连通关系，只要在高压泵持续输出高压水情况下，就自行能达到射流的脉冲增压。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提出一种自增压水射流发生方法，其通过高压泵、控制装置和增压装置实现。本方法是通过高压泵不断注入高压水到控制装置和增压装置，高压水使控制装置的各腔产生压力差，推动控制阀芯移动来控制进入增压装置的水体，使增压装置的各腔产生压力差，使增压装置中的活塞运动，活塞运动又影响控制装置和增压装置各腔体水流出入口的开闭，进而反过来改变控制阀芯的压力状态，使控制阀芯和活塞相互作用，形成连续的往返运动，高压水在增压装置中实现自增压，并经由喷嘴脉冲射流喷出。

本方法具体实现包括以下步骤：

1、高压泵将水泵入控制装置的控制阀上腔和增压装置的冲击下腔，在控制阀上腔的高压水压力下，控制阀芯被压在下止点位置，活塞在冲击下腔高压水作用下向上运动，同时增压装置的冲击上腔被压缩，其内低压水依次经过控制装置的阀芯腔、阀芯孔到达控制阀中腔，再经高压管路通过增压装置的入水口进入增压上腔，增压上腔内多余水流经排水孔排出。

2、增压装置的活塞向上运动，当活塞底部运动到入水口位置上方，入水口与增压上腔的连通被切断，水流则流进活塞底部之下的增压下腔，在增压下腔内聚集。

3、当增压装置的活塞继续向上运动至冲击下腔与控制阀下腔连通位置，高压水经由冲击下腔进入控制阀下腔，由于控制阀下腔横截面积大于控制阀上腔横截面积，在压差作用下控制阀芯上移，此时水流持续在增压下腔内聚集。

4、当控制阀芯上移至阀芯孔与控制阀上腔连通位置，高压水通过阀芯孔进入阀芯腔，通过高压管路到达增压装置的冲击上腔，由于冲击上腔横截面积大于冲击下腔横截面积，在压差作用下活塞下移，此时冲击下腔的高压水通过阀芯孔进入阀芯腔，通过高压管路到达增压装置的冲击上腔，形成差动连接。

5、增压装置的活塞向下运动，当增压活塞底部运动到入水口位置下方，入水口与增压下腔的连通被切断，增压下腔内聚集的高压水在活塞压力作用下经喷嘴加速喷出。