漿體磨料射流公路修復裝置的製作方法
2023-06-22 00:47:01 1
專利名稱：漿體磨料射流公路修復裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種快速修復公路的專用切割設備，尤其是一種漿體磨料射流公路修復裝置。
技術背景目前修復公路的專用切割設備主要有空壓機汽錘、金剛石刀鋸或挖掘機等傳統設備。空壓機汽錘是由空氣壓縮機提供動力源，由氣路將壓縮空氣輸送至手持式衝擊動力工具，工作時，由人工手持，指向待破碎區域，汽錘對公路表面進行錘擊，具有移動方便、勞動強度大、噪音高等特點。金剛石刀鋸是一種公路剪切設備，由電機帶動減速器，再將動力傳遞到圓形金剛石鋸片上，鋸片與路面接觸部位設有水冷系統，用於降低刀鋸的溫度，整個系統固定在一個可以移動的小車上，工作時，由人工推動小車行走並控制進給速度，該設備具有移動靈活、體積小等特點，但金剛石鋸片在切割時噪音高、磨損嚴重且切割厚度有限(一般只有30毫米)。挖掘機也可以用於對公路路面的切割破碎，其主要原理是將挖掘機的鏟料鬥換成空壓機衝擊頭，由空氣壓縮機驅動，類似於空壓機汽錘，具有成本高、速度慢等缺陷。磨料水射流切割破碎機械曾經應用於混凝土打毛等方面，但尚未有用於快速切割公路的報導。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種成本低、速度快、移動方便，可以用於公路損傷的快速修復以及建築物安全拆除等方面的專用切割設備。
本實用新型由以下幾部分組成均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀錶盤7、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、磨料水射流切割噴頭。
以上所有部件可以安裝在一移動拖車1上，移動拖車1上並設有拖車拉扣8。移動拖車1是高壓泵組、灌漿泵、水箱等部件的固定裝置，主體結構類似一四輪平板車，在前部留有牽引孔，與拖車拉扣8相連，可以通過拖車拉扣8與其他機動車輛連接，便於移動。
高壓泵組9及灌漿泵6和均漿器(攪拌機)3電機均可由電機或柴油機驅動(柴油機驅動適合於野外作業)，控制電路部分電源可以由蓄電池供電。
高壓泵組9可以採用拄塞泵等形式，要求供液壓力不低於40MPa，流量大於15升/分，以保證一定的切割深度和切割速度。高壓泵組9的出口設有壓力表，內部裝有壓力傳感器，用於直接觀察清水的出口壓力和提取壓力信號，排液口與高壓膠管相連，高壓膠管的末端直接與噴頭連接，因施工距離的遠近，可達幾米到幾十米，但傳輸距離過長會增加沿程損失而增大功耗，所以，高壓膠管可以儘量短，高壓膠管平時纏繞在高壓水管纏繞輪5上。
水箱10為清水水箱，清水指一般的自來水，要求不含有雜物顆粒及酸鹼性，以保證高壓泵組9正常工作和避免鏽蝕，水箱10下端中部開孔，孔的位置須高於水箱底部5-10釐米，以避免異物進入高壓泵組9的吸液管；水箱的底部開有地漏，用於將剩餘清水排出水箱；水箱的上部裝有活動蓋板，便於加水、觀察和防止灰塵等。
磨料漿體箱11上部安裝有固定蓋板和活動蓋板，均漿器(攪拌機)3由均漿電機2帶動，固接在固定蓋板上；活動蓋板便於人工清理箱體內的沉砂。一般可採用細粒河砂作為工作磨料。磨料漿液的濃度主要由路面的硬度和砂粒的種類決定，一般情況下，可使用1噸清水100-150公斤砂粒，砂粒直徑的尺寸約0.3毫米，須通過60-80目的篩網網格。均漿器為一組拐型細棒(2、3、4隻均可)可由不鏽鋼製作，目的是對砂粒與清水的混合液進行攪拌，避免砂粒的沉澱。磨料箱體的下端中部開孔，與灌漿泵6的進液口相連，孔的位置須高於水箱底部5-10釐米，以保證進入灌漿泵的混合液體是較均勻。箱體的底部開有地漏，用於將剩餘混合液排出水箱。
灌漿泵6的出口與磨料漿體膠管相連，磨料漿體膠管的末端直接與噴頭連接，因施工距離的遠近，可達幾米到幾十米，磨料漿體膠管平時纏繞在磨料漿體膠管纏繞輪4上。
控制儀錶盤7由控制按鈕和開關組成，安裝在移動拖車1的一側，通過儀錶盤上的按鈕，可以控制各個工作電機的起停及切割噴頭的運動。
磨料水射流切割噴頭由噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16和磨料噴嘴17組成。混合腔16的一端通過高壓水噴嘴15連接高壓水射流入口14，高壓水射流入口14直接與高壓泵組9出口通過高壓膠管連接；高壓水噴嘴15為一錐形噴嘴，內錐角為90-120度，噴嘴出口段為圓柱段，噴嘴出口直徑d約為0.2-1.5mm，圓柱段長度為噴嘴出口直徑d的3-5倍。混合腔16為一圓柱形腔室，長度為噴嘴出口直徑d的100-200倍，直徑為噴嘴出口直徑d的60-80倍。混合腔的一側開口，貫接磨料漿液入口13；混合腔內磨料漿液入口距高壓水噴嘴的距離不得超過噴頭體長度的三分之一。混合腔的另一端接磨料噴嘴17，磨料噴嘴為易損件，由耐磨材料製成，磨料噴嘴的出口直徑為噴嘴出口直徑d的5-8倍，內錐孔角度為90-120度。
為防止切割過程中水射流反濺，可另加設一噴頭行走裝置，控制噴頭沿給定的直線或曲線運動，該行走裝置可以採用一行走的小車，該小車可以是自動控制也可以是人工手動操作。
本實用新型的工作過程及步驟如下(一)加水、加磨料1、打開清水進水閥門，將水箱10注滿；2、給磨料漿液箱11注水，根據注水量的多少，加入篩過的細砂。
3、通過儀錶盤上的按鈕，啟動均漿電機2，均漿器3開始運轉，保證砂漿混合均勻。
(二)切割過程1、將高壓水膠管、高壓水噴嘴15、磨料漿液膠管以及磨料噴嘴17安裝在噴頭體12上；將噴頭體12固定在行走機構上；2、啟動高壓泵組9，此時，噴頭體下端的磨料噴嘴出口處有水射流噴出；調定高壓泵組9出口壓力，當壓力表讀數穩定後，啟動灌漿泵6；3、操作控制儀錶盤7上的行走機構控制按鈕，使噴頭機構按要求運動；4、切割完畢後，先關閉灌漿泵6，延遲數分鐘，待砂漿膠管內無剩餘砂粒後，再關閉高壓泵組9，避免砂漿膠管堵塞；5、關閉均漿電機2。
6、如果切割對象(用於建築物拆除)是水平位置，需要將噴頭體固定在垂至於待切割對象的平面，採取自動控制或人工控制進給。如果切割對象厚度較大(即磨料漿體射流不能一次切穿對象)，需要進行多次重複切割，或在切割方向加裝噴頭體垂直運動控制機構，用於減小切割靶距。
本實用新型利用後混合磨料射流原理，降低了對水噴嘴的磨損，具有成本低、速度快、移動方便等特點。可以用於公路損傷的快速修復以及建築物安全拆除等方面。對一般100-100mm深混凝土路面，切割速度可以達到400-600mm/min。
圖1是本實用新型結構側視圖圖2是本實用新型結構俯視圖圖3是本實用新型磨料水射流切割噴頭結構示意圖圖4是本實用新型實施例手動行走小車結構示意圖。
附圖標記說明移動拖車1、均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀錶盤7、拖車拉扣8、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16、磨料噴嘴17、行走小車18、高壓水管19、磨料漿體膠管20、固定支架21、手把22、擋板2具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明以下實施例中使用行走小車為噴頭行走裝置(見圖4)。高壓水管19、磨料漿體膠管20以及噴頭體12等均安裝固定在固定支架21上，固定支架21固定在行走小車18上，小車地板與噴頭體對應位置開孔或槽，用於磨料漿體射流切割路面，噴頭體距地面的高度即為切割靶距，控制在2-5倍的水射流噴嘴直徑範圍內。行走小車的一側設移動手把22，手把前安裝擋板23，用於阻擋泥沙飛濺，並保護操作人員。
實施例1採用本實用新型的裝置切割混凝土路面，厚度為150mm，採用40MPA拄塞泵，流量60l/min，水射流噴嘴直徑1.2mm，磨料採用一般河砂，通過60目網篩，磨料供給量為8kg/min，磨料噴嘴直徑為3mm，靶距3-5mm，結構切割速度可以達到450mm/min。
實施例2採用本實用新型的裝置切割瀝清路面，厚度為80mm，採用40MPA拄塞泵，流量60l/min，水射流噴嘴直徑0.5mm，磨料採用細河砂，通過100目網篩，磨料供給量為6kg/min，磨料噴嘴直徑為2mm，靶距2-4mm，結構切割速度可以達到350mm/min。
權利要求1.一種漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述漿體磨料射流公路修復裝置包括均漿電機(2)、均漿器(3)、磨料漿體管纏繞輪(4)、高壓水管纏繞輪(5)、灌漿泵(6)、控制儀錶盤(7)、高壓泵組(9)、水箱(10)、磨料漿液箱(11)、磨料水射流切割噴頭；所述磨料漿液箱(11)內安裝均漿器(3)，並通過磨料漿體管經灌漿泵(6)連接磨料水射流切割噴頭；所述高壓泵組(9)連接水箱(10)，並通過高壓膠管連接磨料水射流切割噴頭。
2.如權利要求1所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述磨料水射流切割噴頭由噴頭體(12)、磨料漿液入口(13)、高壓水射流入口(14)、高壓水噴嘴(15)、混合腔(16)以及磨料噴嘴(17)組成；所述高壓水射流入口(14)經高壓水噴嘴(15)連通混合腔(16)，混合腔(16)還連通磨料漿液入口(13)和磨料噴嘴(17)。
3.如權利要求2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述高壓水噴嘴(15)為一錐形噴嘴，噴嘴出口段為圓柱段，噴嘴出口直徑d為0.2-1.5mm，。
4.如權利要求2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述混合腔(16)內磨料漿液入口(13)距高壓水噴嘴(15)的距離不得超過噴頭體長度的三分之一。
5.如權利要求1或2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所有零部件全部安裝在一移動拖車上(1)，所述移動拖車上(1)上設有拖車拉扣(8)。
6.如權利要求1或2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於高壓泵組(9)採用拄塞泵。
7.如權利要求1或2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述灌漿泵(6)通過磨料漿體管連接磨料水射流切割噴頭。
8.如權利要求1或2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述均漿器(3)連接均漿電機(2)。
9.如權利要求1或2所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述磨料水射流切割噴頭安裝在行走機構上。
10.如權利要求9所述的漿體磨料射流公路修復裝置，其特徵在於所述行走機構為行走小車。
專利摘要本實用新型公開了一種漿體磨料射流公路修復裝置，該裝置由均漿電機2、均漿器(攪拌機)3、磨料漿體管纏繞輪4、高壓水管纏繞輪5、灌漿泵6、控制儀錶盤7、高壓泵組9、水箱10、磨料漿液箱11、磨料水射流切割噴頭組成；所述磨料水射流切割噴頭由噴頭體12、磨料漿液入口13、高壓水射流入口14、高壓水噴嘴15、混合腔16以及磨料噴嘴17組成。本實用新型利用後混合磨料射流原理，降低了對水噴嘴的磨損，具有成本低、速度快、移動方便等特點。可以用於公路損傷的快速修復以及建築物安全拆除等方面。對一般100－100mm深混凝土路面，切割速度可以達到400－600mm/min。
文檔編號E01C23/00GK2858748SQ200420103288
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者徐曉東 申請人:中國科學院廣州能源研究所