(57)【要約】【課題】ジェット形成ノズルと集束管とのアライメントに対して簡単で安価な有効な解決を提供すること。【解決手段】ウォータージェット切断システムにおけるウォータージェットのアライメントをチェックする装置であって、集束管の出口に、この出口から或る距離でこの集束管の軸に対してアライメントされた環状要素を配置する手段を含み、この環状要素は集束管の内部チャネルの直径と等しい内径を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水流入と、研磨剤吸引チャンバ中に開口するウォータージェットを形成するためのノズルと、このチャンバの出口に搭載され、ウォータージェットの通路用の一定直径の内部円筒状チャネルを有する集束管とを含むウォータージェット切断システムにおいてウォータージェットのアライメントをチェックする装置であって、この装置は、集束管の出口上に環状要素をこの出口から或る距離で集束管の軸に対してアライメントして配置する手段を含み、この環状要素が集束管の内部チャネルの直径に等しい内径を有する、装置。
【請求項２】
環状要素が、集束管の下流端部片に例えばネジ込みまたは嵌め込まれて固定された円筒状管端部片の下流端部によって形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
管状端部片がウォータージェットの通路用の内部円筒状チャネルを含み、このチャネルが集束管の内部チャネルの直径よりも大きい直径を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
端部片の内部チャネルが、管状要素を形成する内部ショルダの下流端部で終端する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
管状端部片がその下流端部近くでその円筒状壁に形成された少なくとも１つの窓を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
ウォータージェットのアライメントのチェックのために用いられる水供給圧力を低減する手段および水供給流量を低減する手段を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
請求項１に記載した種類のウォータージェット結合システムのジェットのアライメントをチェックする方法であって、
その下流端部に管の軸に心合わせされた環状要素を有し、管の内径と同じ内径を有する円筒状の管状端部片を集束管の出口に固定すること、
管の出口に緊密で実質上非発散性のウォータージェットを得るために、研磨剤を追加することなく、切断システムへ圧力と流量を低減させた水を供給すること、および
ウォータージェットのミスアライメントの場合に、環状要素上の水のはね返りを観察すること、から構成される方法。
【請求項８】
システムに切断のため約２５００バールの圧力および毎分約４．７リットルの流量が供給されるとき、ジェットのアライメントをチェックするために、供給圧力が約７００バールに低減され、流量が毎分約０．２２リットルに低減される、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウォータージェット切断システムのアライメントをチェックする装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウォータージェット切断システムはあらゆる種類の材料の切断に広く用いられる。切断すべき材料が比較的軟らかく薄ければ純水で十分であるが、より固く厚い材料の切断には、より強力なジェットを得るために水に研磨剤を混合しなければならない。
【０００３】
研磨剤含有水のジェットを用いる切断システムは、切断ヘッドの入口に接続された加圧水の吸入口を含み、一般にこのコリメート管の出口中に収容され、吸引によって研磨剤が導入される混合チャンバ中に出現するウォータージェット形成ノズルへ加圧水を導くためのコリメート管を含む。混合チャンバを出た研磨剤含有ウォータージェットは、次に集束管の円筒状チャネル中を通る。コリメート管の下流端部、ジェット形成ノズル、および集束管の上流端部は、その中に混合チャンバも形成する本体によって支持される。
【０００４】
比較的厚い部品を含み、品質の良い高性能の切断のために、そのような切断システムは経時的に安定でありそのエネルギーが可能な限り高いウォータージェットを送達しなければならない。
【０００５】
不安定または不十分なエネルギーのウォータージェットは切断された部品の品質を損なう危険性と共に、切断の速度と精度を低下させる危険性がある。
【０００６】
しかし、これらのシステムにおいて、特にミスアライメントは集束管中の実質的な圧力降下を招き、ジェットの発散または分散を招く原因になるので、ウォータージェットのエネルギーおよび安定性は、ジェット形成ノズルの軸と集束管の軸とのアライメントの品質によって大きな影響を受ける可能性がある。
【０００７】
また、ジェット形成ノズルの軸と集束管の軸とのアライメントの品質は管の寿命にも影響を与え、ミスアライメントはジェットとこの管の内部壁間の大きな衝突によって管の早期摩耗を招く危険性がある。
【０００８】
ジェット形成ノズルと集束管との正しいアライメントは、主として切断ヘッドを構成する部品、特にノズル、管およびヘッド本体の寸法的な品質だけでなく、そのハウジング中へのノズルの固定の品質に依存し、この固定は一般にこのノズルをこのハウジング中に大きな圧力で押圧することからなる。そのような固定の品質は、ノズルとこのノズルが押圧される壁との間に挟まる可能性のある研磨粉粒など望ましくない物質の存在によって大きな障害を受け得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
今のところ、時間を掛けて穿孔を行い研磨ウォータージェットのエネルギーを評価すること以外にはジェット形成ノズルの軸と集束管の軸とのアライメント品質をチェックする手段がなく、これは時間がかかり不正確な試みである。
【００１０】
本発明の目的は、この問題に対して簡単で安価な有効な解決を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の主題はウォータージェットのアライメント、したがって、ジェット形成ノズルの軸と集束管の軸とのアライメントのチェックを、簡単で安価にかつ迅速に実施される手段によって可能にする装置および方法である。
【００１２】
この目的のために、本発明は、加圧水流入と、研磨剤吸引チャンバ中に開口するウォータージェットを形成するためのノズルと、このチャンバの出口に搭載され、ウォータージェットの通路用の一定直径の内部円筒状チャネルを有する集束管とを含むウォータージェット切断システムにおいて、ウォータージェットのアライメントをチェックする装置を提供し、この装置は、集束管の出口上に環状要素をこの出口から或る距離で集束管の軸に対してアライメントして配置する手段を含み、この環状要素は集束管の内部チャネルの直径に等しい内径を有する。
【００１３】
その位置合わせとその内径のため、この環状要素は集束管によるウォータージェット出力のアライメントの試験を可能にする。これは、ウォータージェットが正しくアライメントされているならば、ウォータージェットはこの要素に接触することなく、環状要素の中心を通過するはずであるからである。しかし、ミスアライメントの場合、環状要素は少なくとも一部のウォータージェットの障害となり、したがって、この環状要素と接触してはね返るであろう。したがって、はね返りの有無はウォータージェットの品質、したがって、ジェット形成ノズルの軸と集束管の軸とのアライメントの品質についての情報を提供する。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、環状要素は、集束管の下流端部片に例えばネジ込みまたは嵌め込まれて固定された円筒状管端部片の下流端部によって形成される。
【００１５】
本実施形態は環状要素の固定と取り外しの簡単な手段を提供し、これは環状端部片に組み込まれるが、この管状端部片の剛性によって正しい配置が保証される。
【００１６】
管状端部片は、ウォータージェットの通路用の内部円筒状チャネルを含むのが有利であり、このチャネルは集束管の内部チャネルの直径よりも大きな直径を有し、環状要素を形成する内部ショルダの下流端部で終端する。
【００１７】
端部片のチャネルの大きな直径はこのチャネルが集束管の延長として働くのを防止し、ウォータージェットのアライメント試験を意図した環状要素を無効にする。
【００１８】
本発明の他の特徴によれば、管状端部片はその下流端部近くの円筒状壁に形成された少なくとも１つの窓を含む。
【００１９】
この窓は、ミスアライメントの場合にウォータージェットの少なくとも部分の横方向放出経路を提供することによって、アライメントのチェックの信頼性を高める。
【００２０】
本発明による装置はまた、ウォータージェットのアライメントチェックに用いられる水の供給圧力を低下させる手段および水の供給流量を低下させる手段を含む。
【００２１】
これは、ジェットのアライメントをチェックするとき、細い緊密なジェット、すなわち、集束管による実質上非発散性の出力が得られるように、水の供給流量と圧力を大きく低下させるのが好ましく、それによって、特に観察領域の危険性が低減されてアライメントチェックが容易になるからである。
【００２２】
本発明はまた、ウォータージェット結合システムにおけるジェットのアライメントをチェックする方法を提供し、方法は、
その下流端部に管の軸に心合わせされた環状要素を有し管の内径と同じ内径を有する円筒状の管状端部片を集束管の出口に固定すること、
管の出口で緊密で実質上非発散性のウォータージェットを得るために、研磨剤を追加することなく、切断システムへ圧力と流量を低減させた水を供給すること、および
ウォータージェットのミスアライメントの場合に、環状要素上の水のはね返りを観察することから構成される。
【００２３】
切断のためにシステムに約２５００バールの圧力および毎分約４．７リットルの流量で供給される、本発明による方法の実施の一実施例において、ジェットのアライメントをチェックするために、供給圧力は約７００バールに低減され、流量は毎分約０．２２リットルに低減される。
【００２４】
そのような圧力および流量の値は、本実施例において、管の出口で十分細く発散しないウォータージェットを得ることを可能にする。
【００２５】
本発明の他の利点および特徴は、添付の図面を参照して非制限的な実施例として与えられる以下の説明を読み取ることによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
最初に図１を参照すれば、これは研磨ウォータージェット切断システムのヘッドを示し、内部チャネル１４を有するコリメート管１２の下流端部、および締め付けナット１８によって本体１０に固定され内部チャネル２０を含む集束管１６の上流端部を支持する本体１０を含み、この入口３２は漏斗状である。また、本体１０は研磨剤供給２６が接続されるカプラ２４が設けられた横方向の入口２２を含む。ウォータージェット形成ノズル２８はコリメート管１２の出口で本体１０中に収容され、本体１０中に形成されて集束管１６の内部チャネル２０の入口３２と横方向の入口２２に連絡する混合チャンバ３０中に出現する。
【００２７】
運転中、矢印３４の符号で示される加圧された水は、コリメート管１２の内部チャネル１４中をノズル２８に出会うまで流れる。水はこのノズルを非常に強力なジェットの形態で離れ、混合チャンバを通るその高速の通路は、ベンチュリ効果によって研磨剤を吸引させ、研磨剤の流れは矢印３６の符号で示される。水／研磨剤混合物は次いで集束管の内部チャネル２０の入口３２中を通り、そこでジェットはこの集束管の出口３８を経由して噴出される前に加速される。
【００２８】
本発明によるジェットアライメントチェック装置は、図１に示した切断システムの集束管１６の下流部分に嵌め込まれた管状端部片４０を含み（図２）、この集束管の内部チャネル２０の直径よりも大きな直径の内部円筒状チャネル４２を含む。内部の環状ショルダ４４は管状端部片４０の下流端部に形成され、内部チャネル４２の円筒状出口オリフィス４８を画定する。この出口オリフィス４８の内径は集束管１６の内部チャネル２０の直径に等しい。さらに、内部チャネル２０と４２および円筒状出口４８は同じ軸上にある。さらに、管状端部片４０はその下流端部近くでその円筒状壁に形成された開口すなわち窓４６も含み、この開口は端部片のチャネル４２中に出現しこのチャネルの直径よりも大きな寸法を有する。
【００２９】
動作原理およびこのチェック装置の使用は次の通りである。研磨剤供給は閉じられ、切断システムの水供給圧力および流量は、十分細かく緊密なウォータージェット、すなわち、集束管１６を出る際に実質上発散しないウォータージェットを得るために低減される。水の流量を低減するために、水供給流れ全体は流量制御弁を備えた導管中を単純に通過させて所望の流量に設定することができ、この導管は切断システムの供給導管を分岐され、オン／オフモードで動作する閉鎖弁を経由してそれに接続され、これは、例えば、空気圧力によって制御することができる。図２によれば、端部片４０は集束管上に嵌め込まれ、次いで、この切断システムには流量を低減させた水が供給される。ウォータージェット５４は、次いで、集束管１６の内部チャネル２０を通って流れ、次いで、管状端部片４０の内部チャネル２０を通ってその出口４８まで流れる。
【００３０】
ウォータージェットが正しくアライメントされるならば、それはショルダ４４上のはね返りが認められずに出口オリフィス４８を通過する。
【００３１】
しかし、図２に示したように、ウォータージェット５４がミスアライメントしているならば、ウォータージェットの比較的大部分が環状ショルダ４４に接触し、出口４８で水のはね返り５０が起こり、窓４６を経由して出現する。
【００３２】
ウォータージェットのミスアライメントが非常に大きいならば、このジェットは内部チャネル４２の壁のはね返りを繰り返して、アライメントの正しいジェットに似て出口４８に到達する結果になり得る。窓４６は、より多量の水がこの窓を経由して放出されることによって、ジェットが正しくアライメントされた場合から、この状況を区別することを可能にする。
【００３３】
したがって、本発明による装置を用いるアライメントチェックは、アライメントの悪さを示すはね返り５０および５２を観察することから構成される。
【００３４】
チェックによってジェットのアライメントの悪さが示されるならば、したがって、ジェット形成ノズル２８の軸が集束管１６の軸とミスアライメントしているならば、ノズル２８をシステムから取り外して新しいノズルに交換することができ、または、ミスアライメントがこのノズル２８のハウジング中の望ましくない物質の存在に起因するならば、洗浄の後に再び嵌め込むことが可能である。
【００３５】
図３は締め付けナット（図示せず）と協働するように設計された端部片４０の例示的実施形態を示し、その上流端部近くで端部片の外側表面のネジ付き部分５６にネジ込まれる。既に述べた内部チャネル４２、環状ショルダ４４、および窓４６とは別に、端部片４０は軸状スロットを備える上流部分５８を含み、２つの実質上半円筒状および対称性のジョー６０を画定する。
【００３６】
端部片４０は集束管１６の下流部分を２つのジョー６０の間に挿入することによって切断ヘッドに嵌め込まれ、次いで、装置が確実に切断システムのヘッド上に適切に保持されるように、端部片の部分５６上に集束管がジョー６０によって十分締め付けられるまで締め付けナットを締め付ける。
【００３７】
一般に、図２および図３の管状端部片４０は、集束管１６の軸から、および軸に沿って、或る距離で環状要素４４を配置する手段の一実施例を構成する。環状要素を管１６の軸に沿って配置するために他の手段を用いることができ、これらの手段は説明し示した手段と技術的に等価である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】研磨剤含有ウォータージェットを用いるウォータージェット切断システムの軸方向断面を示す概略図である。
【図２】ウォータージェットのミスアライメントの場合の本発明による装置の軸方向断面を示す概略図である。
【図３】本発明による装置の例示的実施形態の拡大尺度での軸方向断面を示す部分概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  本体
１２  コリメート管
１４  内部チャネル
１６  集束管
１８  締め付けナット
２０  内部チャネル
２２  横方向の入口
２４  カプラ
２６  研磨剤供給
２８  ウォータージェット形成ノズル
３０  混合チャンバ
３２  集束管の出口
４０  管状端部片
４２  内部円筒状チャネル
４４  環状ショルダ
４４  環状要素
４６  窓
４８  円筒状出口オリフィス
５０  はね返り
５４  ウォータージェット
５６  ネジ付き部分
５８  上流部分
６０  ジョー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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