[发明专利]一种电磁阀控制式脉冲射流装置及方法

说明书

本发明提供一种电磁阀控制式脉冲射流装置及方法，涉及脉冲喷射装置领域，针对目前截断式脉冲射流能量浪费严重、不能产生磨料射流、设备较大以及频率可控性差的问题，通过气动往复机构驱动撞针往复移动，从而对连续射流进行截断，通过控制电磁阀的动作频率来控制撞针往复移动频率，实现对射流脉冲的输出频率进行连续无级调频，满足脉冲射流精确调节频率的需求。

技术领域

本发明涉及脉冲喷射装置领域，具体涉及一种电磁阀控制式脉冲射流装置及方法。

背景技术

高压水射流的工作压力一般高于35Mpa，高压水射流破岩具有清洁环保、高效无尘等优点，目前应用大多集中在清洗、除锈领域，当前该技术的应用范围开始逐渐向矿山开采、石油钻探、巷道挖掘、硬岩破碎等领域靠拢。

根据生成方式的不同，脉冲射流可分为挤压式、自激式、超声激励式和截断式等。由于挤压式脉冲射流存在无法形成高频射流、对挤压腔性能要求较高、装置大等缺点，限制了其工程应用。截断式脉冲射流是借助水泵形成高于35MPa压力的高压连续射流，然后通过电机带动孔盘旋转，将连续射流截断为脉冲射流，通过调节孔盘的旋转速度、孔间距等参数可以实现截断式脉冲射流参数的改变。相比其余形式的脉冲射流，截断式脉冲射流能够产生真正意义上的脉冲，而且还具有装置简单、易调节、脉冲效果好等优点，此外，截断式脉冲射流的频率可调节域较广，能够满足多种频率需求。

中国发明专利(公开号：CN109530110A)中公开了一种螺旋分布的径向多孔截断式脉冲射流发生装置等。但该方案使射流直接冲击截断装置，射流的冲击作用会加剧截断设备的老化、磨损，对于截断式脉冲射流设备的使用寿命有极大影响，尤其是当在设备中加入磨料时，这一问题会大大加剧；对于目前采用气体截断连续水射流形成脉冲射流的方式，虽然能够减缓设备的磨损，但其输入气体的量不便准确控制，导致其脉冲射流频率的可控性较差，难以实现连续精确调节。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种电磁阀控制式脉冲射流装置及方法，通过气动往复机构驱动撞针往复移动，从而对连续射流进行截断，通过控制电磁阀的动作频率来控制撞针往复移动频率，实现对射流脉冲的输出频率进行连续无级调频，满足脉冲射流精确调节频率的需求。

本发明的第一目的是提供一种电磁阀控制式脉冲射流装置，采用以下方案：

包括接入压力水源的水管、布置在水管上的截断室以及接入压力气源的电磁阀，截断室内设有气动往复机构和撞针，撞针探入水管内并与气动往复机构输出端连接，撞针在气动往复机构驱动下阻断或敞开水管内部通道，电磁阀接入气动往复机构以驱动并控制其往复动作；撞针下游的水管上设有通气孔。

进一步地，所述气动往复机构包括活塞腔、活塞杆，活塞杆通过活塞滑动配合活塞腔，活塞连接回弹件，活塞腔通过气管接入电磁阀，活塞在气压和回弹件共同作用下带动活塞杆沿活塞腔轴向往复运动，活塞杆连接撞针。

进一步地，所述活塞腔容纳回弹件的区域配合活塞形成驱动腔，驱动腔连通泄气阀以排出驱动腔内气体，泄气阀和电磁阀分别接入控制器，控制器通过控制泄气阀和电磁阀的启闭调整活塞的运动状态。

进一步地，所述撞针轴线沿水管径向探入水管内，撞针贯穿水管轴线一侧侧壁，并与贯穿位置滑动配合，水管轴线另一侧内壁上设有用于配合撞针端部的凹槽。

进一步地，所述通气孔通过通气管延伸至截断室外，通气孔位置设有单向导通元件，以使外部气体进入水管内。

进一步地，所述压力水源包括水泵和水源，水泵入口接入水源，水泵出口接入水管。

进一步地，所述水管远离压力水源的一端连接喷嘴，喷嘴支路连接磨料供应机构，磨料供应机构向喷嘴内供应磨料以在脉冲射流作用下通过喷嘴出口输出磨料射流。

进一步地，所述磨料供应机构包括磨料罐、砂管，磨料罐通过砂管接入喷嘴支路，以在脉冲射流作用下吸入喷嘴内随脉冲射流输出。