專(zhuān)利名稱(chēng)：水射流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種水射流裝置，且更具體地，涉及一種能夠改進(jìn)包含磨料的混 合水的噴射的集中性(focalization)的水射流裝置。
背景技術(shù)：
通常，水射流裝置是在高壓下將諸如水的液體噴射到工件上以加工工件的裝置。近來(lái)，已廣泛地使用這樣一種水射流裝置其在高壓下噴射包含磨料(例如硅石 或鑄鐵砂粒(grid))的研磨液，從而研磨液與工件高速地碰撞，由此切割諸如玻璃纖維增 強(qiáng)塑料(FRP)、平板玻璃或金屬板的工件。圖1是示出了傳統(tǒng)的水射流裝置的示意性截面圖。如圖1所示，傳統(tǒng)的水射流裝置10包括混合室12，該混合室中具有預(yù)定空間并形 成為使得其直徑在從混合室12的上端至其下端的方向上減小。射流噴嘴14設(shè)置在混合室 12的下端上。高壓水供應(yīng)管16和磨料供應(yīng)管18連接至混合室12。這里，高壓水供應(yīng)管16連接至混合室12的上部，從而將高壓水供應(yīng)至混合室12 中。磨料供應(yīng)管18設(shè)置在混合室12的側(cè)壁上，從而將磨料供應(yīng)至混合室12中。注入混合 室12的高壓水和磨料彼此混合，從而產(chǎn)生混合水。當(dāng)混合水流過(guò)射流噴嘴14 (該射流噴嘴 形成為使得其直徑在從上端至下端的方向上減小)時(shí)，混合水以高速?lài)娚涞焦ぜ上。然而，如上所述構(gòu)造的傳統(tǒng)的水射流裝置10的問(wèn)題在于在射流噴嘴14的端部， 混合水噴射的集中性降低，從而混合水徑向地噴射。因此，工件W的加工精度降低，并且，由 于徑向噴射的磨料和高壓水，工件W的表面變粗糙或者射流噴嘴14的端部被磨損。為了解決該問(wèn)題，提出了另一種傳統(tǒng)的水射流裝置20，該裝置具有集中排放噴嘴 24，從而提高混合水噴射的集中性。圖2是示出了另一種傳統(tǒng)的水射流裝置的示意性截面 圖。如圖2所示，另一種傳統(tǒng)的水射流裝置20被構(gòu)造成使得，通過(guò)將高壓水與磨料混 合而產(chǎn)生的混合水從混合室22經(jīng)由集中排放噴嘴24而被噴射。這里，集中排放噴嘴24具有中空?qǐng)A柱的形狀。一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁26以向內(nèi)延伸的 方式設(shè)置在集中排放噴嘴24的兩個(gè)側(cè)壁上，從而在噴嘴24的中央部中限定了用于排放混 合水的通道。用于噴射混合水的射流噴嘴30設(shè)置在排放噴嘴24的下端。在集中排放噴嘴24的內(nèi)壁26與側(cè)壁之間形成一個(gè)或多個(gè)室28。由一個(gè)或多個(gè)內(nèi) 壁26限定的排放通道以及射流噴嘴30沿著相同的軸線(xiàn)而形成，以噴射混合水。在如上所述構(gòu)造的集中排放噴嘴24中，從主流偏離的混合水由于彈道作用 (ballistic action)而在室28中靠近內(nèi)壁26的位置處形成渦流漩渦(vortex swirl)。此渦流漩渦將從主流偏離的磨料集中返回至主流中，從而提高了混合水噴射的集中性。然而，此第二種傳統(tǒng)的水射流裝置20的問(wèn)題在于制造此復(fù)雜結(jié)構(gòu)的集中排放噴 嘴24的時(shí)間和成本都增加了。具體地，由于集中排放噴嘴24的內(nèi)部部件必須由強(qiáng)度足夠 大以能夠承受高壓水的材料制成，所以制造該水射流裝置20更加困難。此外，集中排放噴嘴24被構(gòu)造成使內(nèi)壁26設(shè)置在垂直于混合水的主流的方向上。 因此，由于與混合水的摩擦接觸，內(nèi)壁26可能輕易地被磨損，從而集中排放噴嘴的使用壽 命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已致力于提供一種水射流裝置，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)了包含磨料的混 合水的噴射的集中性，從而改進(jìn)加工精度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的水射流裝置包括混合室和外噴嘴。磨料和內(nèi)高壓水在混合室 中彼此混合以產(chǎn)生混合水，并且內(nèi)噴嘴設(shè)置在混合室的下端中以排放混合水。外噴嘴具有 和混合室相同的形狀，設(shè)置在混合室的外部，并且在其下端具有射流噴嘴。在外噴嘴中限定 有通道，從而外高壓水流過(guò)該通道。形成于外噴嘴中的通道可具有螺旋形狀。此外，外噴嘴的射流噴嘴可與內(nèi)噴嘴同軸地設(shè)置。此外，外噴嘴可與混合室隔開(kāi)，從而在內(nèi)噴嘴和射流噴嘴之間限定了內(nèi)外連通空 間，以防止混合水的回流。外高壓水可通過(guò)外高壓水供應(yīng)管被供應(yīng)至外噴嘴，外高壓水供應(yīng)管具有壓力調(diào)節(jié) 器以調(diào)節(jié)外高壓水的壓力?；旌鲜业纳喜靠山雍现羶?nèi)高壓水供應(yīng)管，并且磨料供應(yīng)管可接合至混合室的側(cè)壁。可在混合室中設(shè)置節(jié)流口，以控制從內(nèi)高壓水供應(yīng)管供給的內(nèi)高壓水的流量 (flow rate)0此外，磨料供應(yīng)管可接合至用于儲(chǔ)存磨料的磨料儲(chǔ)罐。結(jié)合附圖，通過(guò)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將理解得
更清楚。在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)或詞匯不應(yīng)被解釋為僅限于通常意 義和字典意義。相反地，應(yīng)該在發(fā)明人可適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語(yǔ)以最佳地描述本發(fā)明的原則的基 礎(chǔ)上，依據(jù)本發(fā)明的范圍而基于本發(fā)明的意義和概念來(lái)解釋這些術(shù)語(yǔ)或詞匯。


圖1是示出了傳統(tǒng)的水射流裝置的示意性截面圖；圖2是示出了另一傳統(tǒng)的水射流裝置的示意性截面圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的水射流裝置的截面圖；圖4A和圖4B分別是示出了圖3所示的水射流裝置的外噴嘴的截面圖和透視圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖， 通過(guò)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將被理解地更清楚?，F(xiàn)在參考附圖，其中在不同的附圖中相同附圖標(biāo)記始終用來(lái)表示相同或相似的部件。為了說(shuō)明的清楚起見(jiàn)，這里將不對(duì)涉及本發(fā)明的已知功能和構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水射流裝置的示意性截面圖。在下文中， 將參考

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水射流裝置100。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水射流裝置100包括用于產(chǎn)生混合水的混 合室120以及傳送外高壓水以增強(qiáng)混合水噴射的集中性的外噴嘴140?；旌鲜?20產(chǎn)生包含磨料的混合水并排放混合水?；旌鲜?20限定了內(nèi)部空間， 在該內(nèi)部空間中，磨料和內(nèi)高壓水彼此混合以產(chǎn)生混合水?；旌鲜?20形成為使得其直徑 在從混合室120的上端至其下端的方向上減小。例如，混合室120具有圓柱形結(jié)構(gòu)。這里，內(nèi)高壓水供應(yīng)管122接合至混合室120的上部，以將內(nèi)高壓水供應(yīng)至混合室 120中。內(nèi)高壓水供應(yīng)管122設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)器。將內(nèi)高壓水供應(yīng)至混合室120中，其中， 內(nèi)高壓水的壓力是被調(diào)節(jié)的。此外，在混合室120的上端中設(shè)置有節(jié)流口(orifice) 124，以控制通過(guò)內(nèi)高壓 水供應(yīng)管122供應(yīng)的內(nèi)高壓水的流量。換句話(huà)說(shuō)，節(jié)流口 124用來(lái)根據(jù)通過(guò)磨料供應(yīng)管 126(將在下面描述)供應(yīng)的磨料的量來(lái)控制內(nèi)高壓水的流量。此外，磨料供應(yīng)管126接合至混合室120的側(cè)壁，以將磨料供應(yīng)至混合室120中。 在這方面上，如果磨料被供應(yīng)至混合室120中，那么在內(nèi)高壓水流量被節(jié)流口 124控制之 后，磨料與從上方位置供應(yīng)的內(nèi)高壓水混合，從而產(chǎn)生包含磨料的水。這里，磨料供應(yīng)管126 連接至磨料儲(chǔ)罐，從而將儲(chǔ)存的磨料供應(yīng)至混合室120中。硅石、鑄鐵砂?；蛘咛妓釟溻c可 用作磨料。碳酸氫鈉的硬度低，所以其主要用來(lái)清洗工件。這里，空氣壓縮機(jī)或類(lèi)似的裝置 被連接至磨料儲(chǔ)罐(未示出)，以在磨料儲(chǔ)罐中產(chǎn)生高壓，從而磨料由于壓力差而被供應(yīng)至 混合室120中?？商娲?，磨料供應(yīng)管126安裝成向下傾斜，并且供給閥安裝在磨料儲(chǔ)罐處， 從而當(dāng)打開(kāi)供給閥時(shí)，磨料可由于重力而被供應(yīng)至混合室120中。此外，混合室120成形為使得其直徑在從混合室120的上端至其下端的方向上減 小。內(nèi)噴嘴128形成在混合室120的下端中，以排放混合水。當(dāng)混合室120中的混合水流 過(guò)狹窄的內(nèi)噴嘴128時(shí)，混合水的排放速度增加。外噴嘴140用來(lái)供應(yīng)外高壓水，以改進(jìn)混合水的集中性和直線(xiàn)方向性。外噴嘴140 設(shè)置在混合室120的外部，從而其直徑在從外噴嘴140的上端至其下端的方向上減小。射 流噴嘴144設(shè)置在外噴嘴140的下端，以將具有改進(jìn)的集中性和直線(xiàn)方向性的混合水以及 外高壓水排放至工件W。這里，外噴嘴140具有通道，外高壓水在該通道中循環(huán)(circulate)以改進(jìn)混合水 噴射的集中性。因此，外高壓水以螺旋方式流動(dòng)，從而引起混合水在主流方向上集中。將參 考圖4A和圖4B詳細(xì)說(shuō)明水射流裝置的形狀。此外，外高壓水供應(yīng)管142接合至外噴嘴140的上部，以供應(yīng)外高壓水。外高壓水 供應(yīng)管142設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)器。將外高壓水輸送至外噴嘴140中，其中外高壓水的壓力是 被調(diào)節(jié)的。此時(shí)，具有與混合室120相同形狀的外噴嘴140設(shè)置在混合室120的外部，并且形 成為使得其直徑在從外噴嘴140的上端至其下端的方向上減小。因此，在多個(gè)方向上流動(dòng)的外高壓水在混合水的排放方向上集中，從而防止通過(guò)內(nèi)噴嘴128排放的混合水徑向地分散。換句話(huà)說(shuō)，在所有不同方向上流動(dòng)的外高壓水被輸送至流過(guò)內(nèi)噴嘴128的混合水，從而 混合水沿主流方向被噴射。此外，射流噴嘴144形成在外噴嘴140的下端，以將混合水和外高壓水排放至工件 W。這里，射流噴嘴144與內(nèi)噴嘴128同軸地形成，以與混合水的主流方向相對(duì)應(yīng)。這里，外噴嘴140的射流噴嘴144與內(nèi)噴嘴128彼此隔開(kāi)預(yù)定間隔，從而在射流噴 嘴144與內(nèi)噴嘴128之間形成了內(nèi)外連通空間130。內(nèi)外連通空間130防止由于以高速高 壓噴射的混合水和外高壓水的結(jié)合而導(dǎo)致的流阻增加，由此防止水向后流動(dòng)，從而允許水 直接排放至射流噴嘴144。圖4A和圖4B分別是示出了圖3中所示的水射流裝置的外噴嘴的截面圖和透視 圖。如圖4A和圖4B所示，外噴嘴140具有通道，外高壓水在該通道中循環(huán)以改進(jìn)混合 水噴射的集中性和直線(xiàn)方向性。這里，外高壓水在混合室120的下端中旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿著通 道循環(huán)。優(yōu)選地，通道具有螺旋形狀，從而外高壓水螺旋地循環(huán)，并且通過(guò)射流噴嘴144噴 射的混合水進(jìn)一步在主流方向上集中。換句話(huà)說(shuō)，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)循環(huán)穿過(guò)混合室120的通道的外高壓水形成了旋轉(zhuǎn)周向 流，并防止混合水從主流方向偏離，從而混合水從內(nèi)噴嘴128直線(xiàn)地流動(dòng)，并穿過(guò)射流噴嘴 144而被排放。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為了說(shuō)明性目的而已經(jīng)被公開(kāi)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將理解的是，在不背離所附權(quán)利要求所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，各種修改、增 加和替換都是可能的。需要理解的是，在不背離下列權(quán)利要求的精神或范圍的前提下，可進(jìn)行修改和變 化。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求來(lái)確定。如上所述，本發(fā)明提供一種水射流裝置，其中，流過(guò)外噴嘴的外高壓水沿著穿過(guò)內(nèi) 噴嘴噴射的混合水的主流方向被傳送，該外噴嘴形成為使得其直徑在從外噴嘴的上端至其 下端的方向上減小，由此改進(jìn)了混合水噴射的集中性，從而提高加工精度和加工速度，防止 物體的表面粗糙度由于混合水的分散而變差，并減少射流噴嘴的磨損。此外，本發(fā)明提供一種水射流裝置，其中，用于供應(yīng)外高壓水的外噴嘴具有螺旋通 道，從而外高壓水螺旋地循環(huán)，因此改進(jìn)混合水的集中性和直線(xiàn)方向性。此外，本發(fā)明提供一種水射流裝置，其中，外高壓水的壓力被調(diào)節(jié)，以改變混合水 的流量，從而調(diào)節(jié)磨料的稠密度(density)。此外，本發(fā)明提供一種水射流裝置，其設(shè)置有內(nèi)外連通空間，從而防止通過(guò)內(nèi)噴嘴 排放的混合水的回流。
權(quán)利要求
一種水射流裝置，包括混合室，磨料和內(nèi)高壓水在所述混合室中彼此混合以產(chǎn)生混合水，在所述混合室的下端設(shè)置內(nèi)噴嘴以排放所述混合水；以及外噴嘴，具有和所述混合室相同的形狀，設(shè)置在所述混合室的外部，并且在所述外噴嘴的下端具有射流噴嘴，在所述外噴嘴中限定有通道，從而外高壓水流過(guò)所述通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流裝置，其中，在所述外噴嘴中形成的所述通道具有螺 旋形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流裝置，其中，所述外噴嘴的所述射流噴嘴與所述內(nèi)噴 嘴同軸地設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流裝置，其中，所述外噴嘴與所述混合室隔開(kāi)，從而在所 述內(nèi)噴嘴和所述射流噴嘴之間限定了內(nèi)外連通空間，以防止所述混合水的回流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流裝置，其中，所述外高壓水通過(guò)外高壓水供應(yīng)管被供 應(yīng)至所述外噴嘴，所述外高壓水供應(yīng)管具有壓力調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述外高壓水的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流裝置，其中，所述混合室的上部接合至內(nèi)高壓水供應(yīng) 管，并且一磨料供應(yīng)管接合至所述混合室的側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水射流裝置，其中，在所述混合室中設(shè)置節(jié)流口，以控制從所 述內(nèi)高壓水供應(yīng)管供給的所述內(nèi)高壓水的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水射流裝置，其中，所述磨料供應(yīng)管接合至用于儲(chǔ)存所述磨 料的磨料儲(chǔ)罐。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水射流裝置。該水射流裝置包括混合室和外噴嘴。磨料和內(nèi)高壓水在混合室中彼此混合以產(chǎn)生混合水，并且在混合室的下端設(shè)置一個(gè)內(nèi)噴嘴以排放混合水。外噴嘴具有和混合室相同的形狀，設(shè)置在混合室的外部，并且在其下端具有射流噴嘴。在外噴嘴中限定有通道，從而外高壓水流過(guò)該通道。該水射流裝置改進(jìn)了混合水的集中性和直線(xiàn)方向性，從而提高加工精度和加工速度，防止物體的表面粗糙度由于混合水的分散而變差，并減少?lài)娮斓哪p。
文檔編號(hào)B24C5/04GK101837567SQ20091014301
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者伸補(bǔ)圣, 張晶勛, 樸康秀, 樸戀敬, 李庸三, 李采文, 楊德桭, 高鄭像 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社;釜山大學(xué)校算學(xué)協(xié)力團(tuán)