CH711545B1

CH711545B1 - Cutting nozzle.

Info

Publication number: CH711545B1
Application number: CH01349/15A
Authority: CH
Inventors: Vuille Pierry; Schumacher Carlo
Original assignee: Swatch Group Res & Dev Ltd
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2019-06-28
Also published as: CH711545A2

Abstract

L’invention se rapporte à une buse (1) pour découpe au jet d’eau comprenant un corps de buse (10) présentant une cavité (11), un alésage (14) et un premier insert (12) serti dans la cavité. Selon l’invention, l’alésage (14) comprend un deuxième insert (15) disposé en aval du premier insert (12).The invention relates to a nozzle (1) for water jet cutting comprising a nozzle body (10) having a cavity (11), a bore (14) and a first insert (12) crimped into the cavity. According to the invention, the bore (14) comprises a second insert (15) disposed downstream of the first insert (12).

Description

DescriptionDescription

Domaine de l’invention [0001] L’invention se rapporte aux buses pour le découpage à jet d’eau à haute pression. L’invention porte plus particulièrement sur les buses avec insert saphir pour le découpage à jet d’eau chargée d’abrasifs.Field of the Invention [0001] The invention relates to nozzles for high pressure water jet cutting. The invention relates more particularly to nozzles with sapphire insert for abrasive water jet cutting.

Arrière-plan de l’invention [0002] De manière connue, la buse fait partie d’une tête de découpe composée de plusieurs partie, telles qu’un tube de collimation, une buse, ou encore un canon de focalisation. Généralement, la buse est formée par un corps et une queue.BACKGROUND OF THE INVENTION As is known, the nozzle is part of a cutting head composed of several parts, such as a collimation tube, a nozzle, or a focusing gun. Generally, the nozzle is formed by a body and a tail.

[0003] Certaines têtes de découpe comprennent également une chambre de mélange pour permettre l’ajout d’abrasifs en amont du jet d’eau sortant de la buse de manière à pouvoir découper des matières plus dures.Some cutting heads also include a mixing chamber to allow the addition of abrasives upstream of the jet of water exiting the nozzle so as to cut harder materials.

[0004] Un inconvénient d’une telle solution est qu’il peut se produire une remontée d’abrasifs pouvant détériorer l’insert en saphir de la buse. Pour pallier à ce problème, les buses présentent une queue plus longue et un rétrécissement du conduit pour diminuer les remontées d’abrasifs.A disadvantage of such a solution is that it can occur a rise of abrasives may deteriorate the sapphire insert of the nozzle. To overcome this problem, the nozzles have a longer tail and a narrowing of the duct to reduce abrasive lifts.

[0005] Cependant, une telle solution n’est toujours pas satisfaisante pour la durée de vie des buses. Une telle solution a également pour inconvénient d’utiliser plus de matière pour leur fabrication, la queue étant plus longue que les buses habituelles. Résumé de l’invention [0006] L’invention a notamment pour objectif de pallier les différents inconvénients de ces techniques connues.However, such a solution is still not satisfactory for the life of the nozzles. Such a solution also has the disadvantage of using more material for their manufacture, the tail being longer than the usual nozzles. SUMMARY OF THE INVENTION [0006] One of the objectives of the invention is to overcome the various drawbacks of these known techniques.

[0007] Plus précisément, un objectif de l’invention est de fournir une buse présentant une durée de vie accrue.More specifically, an object of the invention is to provide a nozzle having an increased life.

[0008] L’invention a également pour objectif, au moins dans un mode de réalisation particulier, de fournir une buse plus compacte tout en étant plus résistante aux remontées d’abrasifs.The invention also aims, at least in a particular embodiment, to provide a more compact nozzle while being more resistant to abrasive lifts.

[0009] Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints selon l’invention à l’aide d’une buse pour découpe au jet d’eau comprenant: - un corps de buse comprenant une cavité à une première extrémité définissant un plan d’entrée, et un alésage de diamètre D s’étendant depuis une seconde extrémité du support à la cavité, la seconde extrémité définissant un plan de sortie, l’alésage étant aligné sur la ligne de flux L du jet d’eau, - un insert, dit premier insert, serti dans la cavité, le premier insert comprenant un orifice de diamètre d1 inférieur au diamètre D de l’alésage, le canal étant aligné sur la ligne de flux L et s’étendant depuis une face supérieure de la pierre à une face inférieure du premier insert.These objectives, as well as others which will appear more clearly later, are achieved according to the invention with the aid of a jet jet nozzle comprising: a nozzle body comprising a cavity at a first end defining an entry plane, and a diameter bore D extending from a second end of the support to the cavity, the second end defining an exit plane, the bore being aligned with the flow line L water jet, - an insert, said first insert, crimped into the cavity, the first insert comprising an orifice of diameter d1 less than the diameter D of the bore, the channel being aligned with the flow line L and s' extending from an upper face of the stone to a lower face of the first insert.

[0010] Selon l’invention, l’alésage comprend un deuxième insert muni d’un orifice, le deuxième insert étant disposé en aval du premier insert.According to the invention, the bore comprises a second insert provided with an orifice, the second insert being disposed downstream of the first insert.

[0011] Ainsi, l’objet de la présente invention, par ses différents aspects fonctionnels et structurels décrits ci-dessus, permet d’obtenir une buse de longueur réduite, d’en augmenter la résistance aux remontées d’abrasifs et donc d’en augmenter sa durée de vie.Thus, the object of the present invention, by its different functional and structural aspects described above, allows to obtain a nozzle of reduced length, to increase the resistance to the abrasive lifts and therefore of increase its lifespan.

[0012] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention: - l’orifice du deuxième insert présente un diamètre d2 présente un diamètre d2, et le canal du premier insert présente un diamètre d1 inférieur au diamètre d2; - la buse comprend un canal d’entrée d’air débouchant au niveau de l’alésage, le canal étant usiné entre le premier insert et le deuxième insert; - l’alésage comprend une première section de diamètre D s’étendant du premier insert au deuxième insert, et une seconde section de diamètre D' s’étendant depuis le deuxième insert jusqu’au plan de sortie formé par la seconde extrémité; - le premier insert et le deuxième insert sont fabriqués dans un matériau très résistant, tel que le rubis, le saphir, le diamant, les céramiques oxydées, les céramiques non-oxydées, les céramiques composites, ou tout autre type de matériau de dureté équivalente.According to other advantageous variants of the invention: - the orifice of the second insert has a diameter d2 has a diameter d2, and the channel of the first insert has a diameter d1 smaller than the diameter d2; - The nozzle comprises an air inlet channel opening at the bore, the channel being machined between the first insert and the second insert; the bore comprises a first section of diameter D extending from the first insert to the second insert, and a second section of diameter D 'extending from the second insert to the outlet plane formed by the second end; the first insert and the second insert are made of a very resistant material, such as ruby, sapphire, diamond, oxidized ceramics, unoxidized ceramics, composite ceramics, or any other type of material of equivalent hardness; .

[0013] L’invention concerne aussi une tête de découpe au jet d’eau, pure ou avec ajout d’abrasif, comprenant une buse conforme à l’invention.The invention also relates to a waterjet cutting head, pure or with added abrasive, comprising a nozzle according to the invention.

Description sommaire des dessins [0014] D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la fig. 1 est une vue en coupe d’une buse conforme à l’invention selon un premier mode de réalisation; la fig. 2 est une vue en coupe d’une buse conforme à l’invention selon un deuxième mode de réalisation; la fig. 3 illustre une vue en coupe d’une tête de découpe équipée d’une buse conforme à l’invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0014] Other particularities and advantages will become clear from the description which is given hereinafter, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a sectional view of a nozzle according to the invention according to a first embodiment; fig. 2 is a sectional view of a nozzle according to the invention according to a second embodiment; fig. 3 illustrates a sectional view of a cutting head equipped with a nozzle according to the invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés [0015] Un premier mode de réalisation est illustré à la fig. 1, et représente une vue en coupe d’une buse 1 conforme à l’invention.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0015] A first embodiment is illustrated in FIG. 1, and represents a sectional view of a nozzle 1 according to the invention.

[0016] Comme on peut l’observer, la buse 1 pour découpe au jet d’eau comprend un corps de buse 10 formé par une tête 100 de forme sensiblement trapézoïdale et d’une queue 101 de forme cylindrique.As can be seen, the nozzle 1 for cutting water jet comprises a nozzle body 10 formed by a head 100 of substantially trapezoidal shape and a tail 101 of cylindrical shape.

[0017] Selon le mode de réalisation illustré à la fig. 2, la buse 1 présente une cavité 11 à une première extrémité 20 définissant un plan d’entrée, et un alésage 14 de diamètre D s’étendant depuis une seconde extrémité 30 du corps de buse 10 à la cavité 11, la seconde extrémité 30 définissant un plan de sortie, et l’alésage 14 étant aligné sur la ligne de flux L du jet d’eau traversant la buse 1.According to the embodiment illustrated in FIG. 2, the nozzle 1 has a cavity 11 at a first end 20 defining an inlet plane, and a bore 14 of diameter D extending from a second end 30 of the nozzle body 10 to the cavity 11, the second end 30 defining an outlet plane, and the bore 14 being aligned with the flow line L of the water jet passing through the nozzle 1.

[0018] Dans cet exemple à titre illustratif et non limitatif, un alésage de section circulaire est formé. Bien évidemment tout autre type de passage avec une section de forme différente aurait pu être utilisé, comme un passage de section carrée ou encore de section oblongue.In this example for illustrative and not limiting, a circular section bore is formed. Of course, any other type of passage with a section of different shape could have been used, such as a passage of square section or oblong section.

[0019] La buse 1 comprend également un insert, dit premier insert 12, serti dans la cavité 11, le premier insert 12 comprenant un canal 13 de diamètre d1 inférieur au diamètre D de l’alésage 14, le canal 13 étant aligné sur la ligne de flux L et s’étendant depuis une face supérieure 120 à une face inférieure 121 du premier insert 12.The nozzle 1 also comprises an insert, said first insert 12, crimped in the cavity 11, the first insert 12 comprising a channel 13 of diameter d1 less than the diameter D of the bore 14, the channel 13 being aligned with the flow line L and extending from an upper face 120 to a lower face 121 of the first insert 12.

[0020] La buse 1 présente un support 18 configuré pour maintenir le premier insert 12 dans la cavité 11 du corps de buse 10. Le support 18 est affleurant avec la première extrémité 20 du corps de buse 10 et présente une ouverture circulaire pour laisser passer l’eau, l’ouverture circulaire étant alignée sur la ligne de flux L.The nozzle 1 has a support 18 configured to maintain the first insert 12 in the cavity 11 of the nozzle body 10. The support 18 is flush with the first end 20 of the nozzle body 10 and has a circular opening to pass the water, the circular opening being aligned with the flow line L.

[0021] Selon l’invention, l’alésage 14 comprend un deuxième insert 15 disposé en aval du premier insert 12, le deuxième insert 15 comprenant un trou 16 traversant de diamètre d2. Comme on peut l’observer sur les figures, le deuxième insert 15 est disposé au niveau du début de la queue 101. La taille du diamètre d2 est supérieure à celle du diamètre d1 de l’orifice 13 du premier insert 12. La taille du diamètre d2 peut être inférieure, supérieure ou égale à celle du diamètre D de l’alésage 14 de façon à limiter les remontées d’abrasifs et protéger à la fois l’alésage 14 et le premier insert 12.According to the invention, the bore 14 comprises a second insert 15 disposed downstream of the first insert 12, the second insert 15 comprising a through hole 16 of diameter d2. As can be seen in the figures, the second insert 15 is disposed at the beginning of the shank 101. The size of the diameter d2 is greater than that of the diameter d1 of the orifice 13 of the first insert 12. The size of the diameter d2 may be smaller, greater than or equal to that of the diameter D of the bore 14 so as to limit the rise of abrasives and protect both the bore 14 and the first insert 12.

[0022] Selon le premier mode de réalisation illustré à la fig. 1, l’alésage 14 comprend une première section de diamètre D s’étendant du premier insert 12 au deuxième insert 15, et une seconde section 140 de diamètre D' s’étendant depuis le deuxième insert 15 jusqu’au plan de sortie formé par la seconde extrémité 30.According to the first embodiment illustrated in FIG. 1, the bore 14 comprises a first section of diameter D extending from the first insert 12 to the second insert 15, and a second section 140 of diameter D 'extending from the second insert 15 to the exit plane formed by the second end 30.

[0023] L’épaisseur du deuxième insert 15 peut également varier. Par exemple, sur la fig. 1, le deuxième insert 15 pourrait occuper tout l’espace de la deuxième section 140.The thickness of the second insert 15 may also vary. For example, in fig. 1, the second insert 15 could occupy the entire space of the second section 140.

[0024] De manière avantageuse, le premier insert 12 et le deuxième insert 15 sont fabriqués dans un matériau très résistant, de préférence mono ou poly cristallin, le matériau pouvant être choisi parmi les céramiques oxydées, les céramiques non-oxydées, les céramiques composites, le rubis, le saphir ou le encore le diamant.Advantageously, the first insert 12 and the second insert 15 are made of a very resistant material, preferably mono or polycrystalline, the material may be selected from oxidized ceramics, unoxidized ceramics, composite ceramics , ruby, sapphire or even diamond.

[0025] Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la buse 1 comprend un canal 17 d’entrée d’air formé dans le corps de buse 10 et débouchant au niveau de l’alésage 14 et de la paroi du corps de buse 10. Avantageusement, le canal 17 étant usiné entre le premier insert 12 et le deuxième insert 15. Un tel canal a pour avantage de diminuer l’effet de dépression dans l’alésage 14.According to a particular embodiment of the invention, the nozzle 1 comprises an air inlet channel 17 formed in the nozzle body 10 and opening at the bore 14 and the wall of the body of the nozzle. 10. Advantageously, the channel 17 being machined between the first insert 12 and the second insert 15. Such a channel has the advantage of reducing the effect of depression in the bore 14.

[0026] L’invention concerne aussi une tête de découpe à jet d’eau, pure ou avec ajout d’abrasif, comprenant une buse 1 conforme à l’invention.The invention also relates to a waterjet cutting head, pure or with added abrasive, comprising a nozzle 1 according to the invention.

[0027] Un exemple de réalisation est illustré à la fig. 3, à laquelle on observe une tête de découpe comprenant un tube de collimation 2, une buse 1, une chambre de mélange 3 et un canon de focalisation 4.An exemplary embodiment is illustrated in FIG. 3, to which is observed a cutting head comprising a collimation tube 2, a nozzle 1, a mixing chamber 3 and a focusing gun 4.

[0028] Selon un autre mode de réalisation, la buse peut faire également office de canon lorsque l’on projette uniquement de l’eau pure. Dans ce cas, la tête de découpe est uniquement équipée du tube de collimation 2 et de la buse 1.According to another embodiment, the nozzle can also serve as a gun when only pure water is projected. In this case, the cutting head is only equipped with the collimation tube 2 and the nozzle 1.

[0029] Encore selon un autre mode de réalisation, le canal 17 peut servir comme point d’introduction pour un abrasif, l’alésage 14 remplissant alors la fonction de chambre de mélange et le deuxième insert 15 remplissant la fonction de canon de focalisation.According to another embodiment, the channel 17 may serve as an introduction point for an abrasive, the bore 14 then filling the function of the mixing chamber and the second insert 15 fulfilling the function of focusing gun.

[0030] Grâce à ces différents aspects de l’invention, on dispose d’une buse de taille réduite, plus résistante aux remontées d’abrasifs et permettant d’obtenir une tête de découpe au jet d’eau plus compacte.With these different aspects of the invention, there is a nozzle of reduced size, more resistant to abrasive lifts and to obtain a more compact waterjet cutting head.

[0031] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art.Of course, the present invention is not limited to the illustrated example but is susceptible of various variations and modifications that will occur to those skilled in the art.

NOMENCLATURENOMENCLATURE

[0032] I Buse 10 Corps de buse 100 Tête de buse 101 Queue de buse II Cavité 12 Premier insert 13 Canal 14 Alésage 15 Deuxième insert 16 Trou traversant 17 Canal 18 Support 20 Première extrémité 30 Deuxième extrémité L Ligne de flux de l’eau[0032] I Nozzle 10 Nozzle body 100 Nozzle head 101 Nozzle tail II Cavity 12 First insert 13 Channel 14 Bore 15 Second insert 16 Through hole 17 Channel 18 Support 20 First end 30 Second end L Stream line of water

Claims

claims

A jet jet nozzle (1) comprising: - a nozzle body (10) comprising a cavity (11) at a first end (20) defining an inlet plane, and a bore (14) of diameter D extending from a second end (30) of the nozzle body (10) to the cavity (11), the second end (30) defining an exit plane, the bore (14) being aligned with the line of flow (L) of the water jet, - an insert, said first insert (12), in the cavity (11), the first insert (12) comprising a channel (13) aligned with the flow line (L) and extending from an upper face (120) to a lower face (121) of the first insert (12), characterized in that the bore (14) comprises a second insert (15) having a through hole (16) the second insert being disposed downstream of the first insert (12).

2. Nozzle (1) according to claim 1, wherein the through hole (16) of the second insert (15) has a diameter d2, and the channel (13) of the first insert (12) has a diameter d1 less than the diameter d2. .

3. Nozzle (1) according to claim 1 or 2, comprising an air inlet channel (17) opening at the bore (14), the channel (17) being machined between the first insert (12). and the second insert (15).

4. Nozzle (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the bore (14) comprises a first section of diameter D extending from the first insert (12) to the second insert (15), and a second diameter section D'extending from the second insert (15) to the exit plane formed by the second end (30).

5. Nozzle (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the first insert (12) and the second insert (15) are made of a material such as oxidized ceramics, unoxidized ceramics, ceramics composites, ruby, sapphire, diamond, or any other type of material of equivalent hardness.

6. Cutting head (100) for a water jet cutting device comprising a nozzle (1) according to claims 1 to 5.