專利名稱：水切割組件和噴嘴螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水切割組件和噴嘴螺母，其允許獲得用于切割材料的更有內(nèi)聚力的高 速水流。
背景技術(shù)：
高壓水組件100通常包括噴嘴120和通過螺母108固定于該噴嘴的保持器102 (圖 1)。保持器102與噴嘴120形成水密性密封，并且包括由0形圈104密封于該保持器的孔口 部件106?？卓诓考?06通常由藍(lán)寶石或紅寶石材料形成。保持器102還包括從孔口 106 延伸離開的狹長通道。保持器102和孔口部件106被設(shè)計(jì)成可更換的，以便當(dāng)孔口部件106 磨壞使水流失去效率或內(nèi)聚力時(shí)，或者圍繞孔口部件106周圍的密封件104磨壞時(shí)，可丟棄 和更換包括孔口部件106的保持器102。然而，用包括新孔口部件的新保持器來更換保持器 102是困難的并且減少了寶貴的操作時(shí)間。更具體地，在更換孔口部件時(shí)，花費(fèi)了寶貴的時(shí) 間來對(duì)齊和重新對(duì)齊保持器的位置以及重新校準(zhǔn)設(shè)備，以便使水流將能精確地接觸工件。制造商一直致力于獲得更有內(nèi)聚力的水流，從而獲得更快、更準(zhǔn)確和更精確的切 割。因此，對(duì)于任何水切割組件，都期望獲得有內(nèi)聚力且窄細(xì)的水流以得到更有效率、更精 確和更準(zhǔn)確的水切割設(shè)備。對(duì)水流內(nèi)聚力的大部分改進(jìn)均涉及孔口通道。

發(fā)明內(nèi)容
由以上所述，本發(fā)明涉及一種用于水切割設(shè)備的組件，其包括提高了排出水流內(nèi) 聚力的改進(jìn)型噴嘴組件。更有內(nèi)聚力的高壓水流允許進(jìn)行更有效率的操作和獲得更快的切 割時(shí)間。本發(fā)明包括一種用于水切割設(shè)備的端部組件，其包括噴嘴主體、聯(lián)接于該噴嘴主 體的螺母、以及限定在該噴嘴主體和該螺母之間的準(zhǔn)直室。準(zhǔn)直室具有容積，并且該容積的 一部分由螺母和噴嘴主體中的每個(gè)形成。噴嘴主體可包括第一端和相對(duì)的第二端，狹長通道在該第一和第二端之間延伸。 狹長通道包括擴(kuò)展區(qū)域部分。螺母可包括孔口組件，使得螺母、噴嘴主體和孔口組件限定準(zhǔn) 直室。孔口組件包括保持器，該保持器具有以漸小的直徑從螺母延伸至孔口部件的內(nèi)成型 表面。擴(kuò)展區(qū)域部分與內(nèi)成型表面組合在一起協(xié)同形成擴(kuò)大的準(zhǔn)直室?！N用于水切割設(shè)備上的具有孔口部件的螺母。該螺母包括具有螺紋區(qū)域、密封 表面、成型表面和孔口腔的腔。密封表面位于所述螺紋區(qū)域和所述成型表面之間?？卓诮M 件保持在孔口腔內(nèi)?？卓诮M件包括孔口和具有保持器內(nèi)成型表面的保持器。本發(fā)明的更多應(yīng)用范圍從下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖中將變得顯而易見。 但是，應(yīng)該理解，標(biāo)示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述和特定實(shí)例，僅僅是作為說明而給出 的，因?yàn)樵诒景l(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易 見。


從下面給出的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖中，將更充分地理解本發(fā)明，在附圖 中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的水切割組件的局部剖視圖；圖2是第一示例性水切割組件的局部剖視圖；圖3是第二示例性水切割組件的局部剖視圖；圖4是第三示例性水切割組件的局部剖視圖；圖5是第四示例性水切割組件的局部剖視圖；圖6是第五示例性水切割組件的局部剖視圖；圖7是第六示例性水切割組件的局部剖視圖；圖8是第七示例性水切割組件的局部剖視圖；圖9是第八示例性水切割組件的局部剖視圖；以及圖10是第九示例性水切割組件的局部剖視具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明涉及一種具有噴嘴或噴嘴主體20、噴嘴螺母30和孔口組件70 的水切割組件10。噴嘴主體20通常包括螺紋26，噴嘴螺母30利用螺紋部分39固定于螺 紋26。為了進(jìn)行水切割操作，通過噴嘴主體20上的入口通道24向擴(kuò)展區(qū)域部分提供高壓 水，其中擴(kuò)展區(qū)域部分在本申請(qǐng)中總體上被稱為準(zhǔn)直室80。然后，水經(jīng)過一限制部，如所示 孔口部件50中的孔口通道52。通過經(jīng)由孔口通道52尺寸大小的開口釋放水，就產(chǎn)生了能 夠切割材料(諸如，鋼或鋁)的具有很高速度的水流。噴嘴主體20通常包括限定了入口通道24的狹長主體21。在未示出的第一端處， 噴嘴主體20連接于向入口通道24提供高壓水的設(shè)備。很多現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴在第一端處具 有準(zhǔn)直室，本發(fā)明也可以在第一端處具有多種構(gòu)造，包括準(zhǔn)直室。噴嘴主體20所聯(lián)接的設(shè) 備或組件可以是能夠運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。在第二端23處，噴嘴主體20包括螺紋26或其它聯(lián)接 方式，以及限定了擴(kuò)展區(qū)域29的內(nèi)壁或第一成型表面28，其中擴(kuò)展區(qū)域29形成準(zhǔn)直室80 的至少一部分。噴嘴主體20還包括允許噴嘴螺母30利用水密性密封件聯(lián)接于噴嘴主體20 的密封表面或第一接合表面22。第一接合表面22在噴嘴內(nèi)邊緣29處與第一成型表面28 相接。盡管第一接合表面22被示出為處于與入口通道24的軸線垂直的平面內(nèi)，但也可以 使用其它的幾何構(gòu)造，如傾斜表面，只要噴嘴螺母30能夠被密封到噴嘴主體20上以經(jīng)受入 口通道24和準(zhǔn)直室80內(nèi)的高壓即可。噴嘴螺母30限定了具有螺紋部分39、第二接合或密封表面32、內(nèi)壁或第二成型表 面36、孔口腔38和出口通道34的腔31。螺紋部分39允許噴嘴螺母30被螺紋接合到噴嘴 主體20上，但也可以使用其它的連接方式。當(dāng)噴嘴螺母30聯(lián)接于噴嘴主體20時(shí)，第二接 合表面32與第一接合表面一起來產(chǎn)生水密性密封?？卓谇?8被設(shè)計(jì)以接納孔口組件70。 第二成型表面36位于孔口腔38和第二接合表面32之間。盡管在圖2的第一實(shí)例中，第二 成型表面36可為斜面，但如圖4-7所示，其可替代為近似平行于入口通道24的。當(dāng)然，第 二成型表面36可采用其它的幾何形狀，如卵形或橢圓形，只要第二成型表面允許準(zhǔn)直室80 具有超過入口通道24直徑的擴(kuò)大的直徑，并且其直徑逐漸減小至孔口部件50處即可。當(dāng)
5然，如圖3所示，噴嘴螺母30可以形成為沒有第二成型表面，而準(zhǔn)直室80主要由噴嘴20的 擴(kuò)展區(qū)域29形成，其中準(zhǔn)直室80的一小部分由孔口組件70形成。第二成型表面36在螺 母內(nèi)邊緣35處與第二密封表面32相接。因此，螺母內(nèi)邊緣35與噴嘴內(nèi)邊緣29相接，以在 噴嘴20和噴嘴螺母30之間形成平滑過渡，從而防止準(zhǔn)直室80內(nèi)出現(xiàn)紊流。配合在噴嘴螺母30上的孔口腔38內(nèi)的孔口組件70包括孔口部件50和保持器 40?？卓诓考?0通常由硬材料如藍(lán)寶石、紅寶石或鉆石形成，并且具有孔口通道52，孔口 通道52將準(zhǔn)直室80內(nèi)的高壓水流限制到非常小的出口以產(chǎn)生高速水流。保持器40由鈦 形成，但也可以使用替代材料如迭爾林、縮醛、聚醚醚酮或其它具有相似性質(zhì)的材料。保持 器40包括將孔口部件50保持就位的凸片或指狀物44。凸片或指狀物44產(chǎn)生類似彈簧的 效應(yīng)以將孔口部件50保持就位。盡管在圖2中示出為平的，但孔口部件50可具有非平的， 而成型為傾斜、卵形、橢圓形或其它形狀的室表面51。保持器40包括保持器內(nèi)表面42，保 持器內(nèi)表面42具有幾何輪廓，并形成準(zhǔn)直室80的部分表面。保持器內(nèi)表面42在圖2-5和 7-10中示出為傾斜形狀。當(dāng)然，如圖6所示，保持器內(nèi)表面42也可以采用橢圓形狀、圓錐形 狀或其它幾何形狀。通常，已發(fā)現(xiàn)，讓保持器40以漸小的直徑從第二成型表面36傾斜至孔 口部件50處是有幫助的。更具體地，隨著保持器內(nèi)表面42離孔口越來越近，保持器在保持 器內(nèi)表面42和螺母30的內(nèi)壁71之間的厚度上增大，致使由經(jīng)過保持器40的平面所形成 的直徑減小。因此，在各圖所示的剖視圖中觀察時(shí)，保持器具有傾斜表面，而作為整體或以 透視圖(未示出)觀察時(shí)，保持器具有截頭圓錐形狀。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可通過讓水經(jīng)過入口通道24進(jìn)入準(zhǔn)直室80 (其中準(zhǔn)直室80在 直徑上擴(kuò)展超過入口通道24)來改善通過孔口通道52排出的高速水流，以獲得更密封、更 有內(nèi)聚力的水流特性，從而提供改善的切割性能。相信擴(kuò)展了的直徑允許在進(jìn)入孔口通道 52之前能有更好的流動(dòng)，這有助于獲得改善的、排出孔口通道的高速水流。擴(kuò)展了的準(zhǔn)直 室提供了當(dāng)水被引入孔口通道時(shí)使紊流得以平息或平靜的區(qū)域，紊流被確定為主要是由水 的速度所引起的?？梢源_定紊流的減少會(huì)導(dǎo)致排出孔口通道的改善的、更有內(nèi)聚力的水流。 當(dāng)然，準(zhǔn)直室80主要形成為沒有可引起紊流的尖銳邊緣。準(zhǔn)直室80可采用幾乎任何形狀， 只要它在直徑上擴(kuò)展即可。更具體地，已發(fā)現(xiàn)，直徑從入口通道處平滑擴(kuò)展并且直徑平滑減 小至孔口部件50處，有助于改善正在排出的高速水流的水流特性。因此，保持器40已形成 為具有稍微的截頭圓錐形的形狀，或者從截面來看具有傾斜形狀，以有助于隨著水接近孔 口通道52而在直徑上減小的過渡。噴嘴螺母30也可有利于直徑上的這種減小。所示實(shí)施 例中的準(zhǔn)直室80由噴嘴主體20、保持器這兩者以及通常噴嘴螺母30的至少一部分所限定。前面的論述公開并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。從這樣的論述和附圖以及權(quán)利 要求中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易認(rèn)識(shí)到，在不偏離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的真 實(shí)精神和合理范圍的情況下，可作出各種變化、修改和變型。
權(quán)利要求
一種用于水切割設(shè)備的端部組件，包括噴嘴；聯(lián)接于所述噴嘴的螺母；限定在所述噴嘴和所述螺母之間的準(zhǔn)直室，所述準(zhǔn)直室具有容積，并且其中，所述容積的一部分由所述螺母和所述噴嘴中的每個(gè)形成。
2.如權(quán)利要求1所述的端部組件，其中，所述噴嘴包括具有第一成型表面的噴嘴主體， 所述螺母具有第二成型表面，所述第一成型表面和第二成型表面形成所述準(zhǔn)直室。
3.如權(quán)利要求2所述的端部組件，其中，所述噴嘴主體具有第一接合表面，所述螺母具 有第二接合表面，所述第一接合表面在噴嘴內(nèi)邊緣處與所述第一成型表面相接，所述第二 接合表面在螺母內(nèi)邊緣處與所述第二成型表面相接。
4.如權(quán)利要求3所述的端部組件，其中，所述噴嘴內(nèi)邊緣和所述螺母內(nèi)邊緣大致具有 相同的直徑。
5.如權(quán)利要求2所述的端部組件，其中，所述第一成型表面和第二成型表面近似是彼 此的鏡像。
6.如權(quán)利要求1所述的端部組件，其中，所述噴嘴具有第一接合表面，所述螺母具有第 二接合表面，當(dāng)所述螺母聯(lián)接于所述噴嘴時(shí)，所述第一接合表面和第二接合表面相接合以 形成水密性密封。
7.如權(quán)利要求1所述的端部組件，其中，所述螺母還包括用于接納孔口組件的孔口腔。
8.如權(quán)利要求7所述的端部組件，還包括，將孔口部件固定在所述孔口腔內(nèi)的保持器， 所述保持器與所述噴嘴隔開一定距離。
9.如權(quán)利要求8所述的端部組件，其中，所述保持器包括在所述第二成型表面和所述 孔口部件之間延伸的保持器內(nèi)表面。
10.如權(quán)利要求9所述的端部組件，其中，所述保持器內(nèi)表面形成截頭圓錐形狀。
11.如權(quán)利要求9所述的端部組件，其中，所述保持器內(nèi)表面在接近所述第二成型表面 處具有第一直徑，在接近所述孔口部件處具有第二直徑，且所述第二直徑小于所述第一直 徑。
12.如權(quán)利要求9所述的端部組件，其中，所述保持器內(nèi)表面限定所述準(zhǔn)直室的一部分。
13.如權(quán)利要求9所述的端部組件，其中，所述保持器內(nèi)表面是傾斜的。
14.如權(quán)利要求1所述的端部組件，其中，所述第一成型表面是傾斜的。
15.一種用于水切割設(shè)備的端部組件，包括噴嘴，其具有第一端和相對(duì)的第二端、以及在所述第一端和第二端之間延伸的狹長通 道，其中，所述狹長通道包括擴(kuò)展區(qū)域部分；螺母，其包括孔口組件，其中，所述螺母和所述孔口組件與所述擴(kuò)展區(qū)域部分組合來限 定準(zhǔn)直室，所述孔口組件包括保持器和孔口部件，并且其中，所述保持器包括以漸小的直徑 從所述螺母延伸至所述孔口部件的內(nèi)成型表面。
16.如權(quán)利要求15所述的端部組件，其中，所述保持器內(nèi)表面為截頭圓錐形。
17.如權(quán)利要求16所述的端部組件，其中，所述噴嘴包括面向所述保持器內(nèi)表面的第 一成型表面，所述第一成型表面具有截頭圓錐形狀。
18.一種用于水切割設(shè)備的具有孔口部件的螺母，所述螺母包括具有螺紋區(qū)域、密封表面、成型表面和孔口腔的腔，所述密封表面位于所述螺紋區(qū)域和 所述成型表面之間；以及保持在所述孔口腔內(nèi)的孔口組件，所述孔口組件包括孔口和具有保持器內(nèi)成型表面的 保持器。
19.如權(quán)利要求18所述的螺母，其中，所述孔口由鉆石形成。
20.如權(quán)利要求18所述的螺母，其中，所述保持器內(nèi)表面具有截頭圓錐形狀。
21.如權(quán)利要求18所述的螺母，其中，所述螺母包括準(zhǔn)直室的一部分，所述準(zhǔn)直室的一 部分限定在形成了密封表面、成型表面的表面的平面和所述孔口組件之間。
全文摘要
一種利用提高的水流內(nèi)聚力以提高水切割操作效率的水切割組件。該水切割組件包括噴嘴、噴嘴螺母和孔口組件，其中孔口組件限定準(zhǔn)直室以減少水在從孔口組件中的孔口通道排出之前的紊流。
文檔編號(hào)B05B15/00GK101868301SQ200880011965
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者H·阿諾, J·阮, T·杰尼根 申請(qǐng)人:Kmt水噴射系統(tǒng)公司