[发明专利]强度增强的空化喷嘴

说明书

本发明涉及强度增强的空化喷嘴。公开了一种用于空化喷丸的设备，包括流体源、管道和便携式喷嘴组件。所述管道包括近端部分和远端部分，所述近端部分连接到所述流体源，所述远端部分连接到所述便携式喷嘴组件。所述便携式喷嘴组件包括内喷嘴和外喷嘴，所述内喷嘴被配置为引导第一高压流体流，所述外喷嘴被配置为引导同心地围绕第一流的第二低压流体流。所述内喷嘴包括空化嵌件，所述空化嵌件具有内通道，所述内通道在横截面面积上具有至少两个减小部。

技术领域

本发明涉及用于空化喷丸的设备，以及强度增强的空化喷嘴。

背景技术

航空航天和相关行业中使用的部件的关键表面的表面完整性增强和光滑对于增加其耐腐蚀性和耐微动疲劳性、改善疲劳寿命并允许使用新的增材制造技术是至关重要的。诸如空化喷丸(CP)和空化研磨表面抛光(CASF)的空化工艺可以比先前的表面处理方法更便宜、更安全、更快，并且具有更低的环境影响。可以使用便宜的水和惰性磨料来代替昂贵且潜在危险的喷射介质、化学清洁剂、酸或高功率激光束。

空化工艺利用由金属表面上的空化气泡坍塌产生的冲击压力来诱导有益的压缩残余应力和/或激励研磨颗粒以在冲击时去除材料。一种常见的工艺配置包括将经处理的部件浸没在流体贮存器中。另一种配置包括将高速射流包封在低速流体射流中。由于低速流和高速流的同心性，这种配置被称为共流。

为了减少处理时间并改善实际应用的工艺能力，空化强度增加的喷嘴将是有益的。

发明内容

本公开提供了与空化喷丸相关的系统、设备和方法。在一些示例中，一种用于空化喷丸的装置可以包括流体源、管道和便携式喷嘴组件。所述管道可以包括近端部分和远端部分，所述近端部分连接到所述流体源，所述远端部分连接到所述便携式喷嘴组件。所述便携式喷嘴组件可以包括内喷嘴和外喷嘴，所述内喷嘴被配置为引导第一高压流体流，所述外喷嘴被配置为同心地围绕第一流引导第二低压流体流。所述内喷嘴可以包括空化嵌件，所述空化嵌件具有内通道，所述内通道在横截面面积上具有至少两个减小部。

在一些示例中，一种空化喷丸喷嘴可以包括圆柱形管和风琴管空化器，所述风琴管空化器在所述管的远端处，被配置为输送高压流体的空化射流。所述空化器的内通道可以包括近侧区段、中间区段和远侧区段。所述近侧区段可以具有第一内径，所述中间区段可以具有第二内径，并且所述远侧区段可以具有第三内径。所述第一内径可以大于所述第二内径，并且所述第二内径可以大于所述第三内径。

在一些示例中，一种空化喷丸喷嘴可以包括圆柱形管和风琴管空化器，所述风琴管空化器在所述管的远端处，被配置为输送高压流体的空化射流。所述空化器的内通道可以包括出口区段，所述出口区段从近侧开口会聚到较小的远侧开口。

特征、功能和优点可以在本公开的各种示例中独立地实现，或可以在其他示例中进行组合，参考以下描述和附图可以看到其另外的细节。

附图说明

图1是根据本公开的方面的图示性空化喷丸系统的方框图。

图2是图示性便携式空化喷丸系统的示意图。

图3是根据本公开的方面的图示性共流喷嘴组件的剖视图。

图4是图3的喷嘴组件的分解剖视图。

图5是在没有空化嵌件的情况下的图3的喷嘴组件的顶端部分的细节剖视图。

图6是图3的喷嘴组件的均匀化板的轴向视图。

图7是图3的喷嘴组件的定心环的等距视图。

图8是图3的喷嘴组件的第一示例性空化嵌件的示意图。

图9是图3的喷嘴组件的第二示例性空化嵌件的示意图。

图10是图3的喷嘴组件的第三示例性空化嵌件的示意图。