[发明专利]一种用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统

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 供料自动切换系统。

背景技术

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。在现有技术中，前混合式磨料射流较为高效率供料的装置 为双罐供料，双罐供料虽然解决了两罐交替供料的问题，提高了生产率，但是两罐切换需要 人工进行操作。由于没有监控罐内磨料存量的措施，操作人员无法准确判定两罐切换时机， 目前仅靠个人经验进行相应操作。为了确保工件被连续切割，不得不在两罐切换时中断切 割进给，从而产生切割效率下降和罐内磨料不能充分利用的问题。因此，为避免上述问题， 工程上迫切需求一种新型用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统。

发明内容

为了克服双罐供料技术的不足，本发明提出一种用于前混合式磨料水射流设备的 供料自动切换系统。

一种用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统，包括：节流阀，高压罐， 进料球阀，控制模块，旁路球阀，高压水泵，主路球阀，音叉密度计，隔膜泵，料斗，喷嘴。

两高压罐的供水由旁路球阀控制，喷嘴的供水由主路球阀控制，两高压罐的供料 由进料球阀控制。高压罐中的磨料浓度由音叉密度计实时监测，然后将得到的磨料浓度值 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，对两罐的旁通球阀、主路 球阀和进料球阀分别发出信号，控制其开启或关闭，从而完成两高压罐连续供料的自动切 换。

一种用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统所述的音叉密度计，其特 征在于：实时监测高压罐中混合液的整体密度，从而间接计算出磨料的浓度值，适用于高压 密闭容器中溶液的监测，连续监测，实时反馈，可靠耐用。

一种用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统所述的旁路球阀、主路球 阀和进料球阀，其特征在于：可接受电信号指令，自动切换开启和关闭状态，响应迅速。

具体步骤如下：

(1)两高压罐的供水由旁路球阀控制，喷嘴的供水由主路球阀控制，两高压罐的供料 由进料球阀控制；

(2)用音叉密度计实时监测高压罐中的磨料浓度，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；对两高压罐的旁路球阀、主路球阀 和进料球阀分别发出信号；

(4)对两高压罐的旁路球阀、主路球阀和进料球阀分别发出信号，控制其开启或关闭， 从而完成两高压罐连续供料的自动切换。

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供料自动切换系统，通过控制模块对旁路球阀、 主路球阀和进料球阀的控制，从而根据磨料浓度的消耗情况间接控制两高压罐、喷嘴的供 水以及两高压罐的供料，自动切换两高压罐的供料，数据分析精度高，响应及时，切换自由， 避免了因人工切换不及时造成切割停滞，或者磨料利用不充分等问题，进一步提高了切割 效率。

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是发明中一种用于前混合式磨料水射流设备的供料自动切换系统的方框图。

图中各符号表示含义如下：