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KR100843390B1 - Waterjet cutting machine - Google Patents

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Publication number
KR100843390B1
KR100843390B1 KR1020070072839A KR20070072839A KR100843390B1 KR 100843390 B1 KR100843390 B1 KR 100843390B1 KR 1020070072839 A KR1020070072839 A KR 1020070072839A KR 20070072839 A KR20070072839 A KR 20070072839A KR 100843390 B1 KR100843390 B1 KR 100843390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
abrasive
nozzle
high pressure
main flow
pressure water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020070072839A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박병국
고정상
박강수
박연경
신보성
김굉식
이채문
장정훈
Original Assignee
삼성전기주식회사
부산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사, 부산대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020070072839A priority Critical patent/KR100843390B1/en
Priority to CN2007103083294A priority patent/CN101347925B/en
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Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04—Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

A water jet cutting device is provided to increase processing precision by installing an abrasive concentration nozzle at an end of a nozzle. A water jet cutting device comprises a nozzle(160) and an abrasive concentration nozzle(170). The nozzle discharges mixed liquid including high-pressure water and abrasives. The abrasive concentration nozzle generates vortex by elastically transferring a portion of the high-pressure water, which is deviated from a main stream of the mixed water. The vortex allows the abrasives to be concentrated on the main stream. The nozzle has a discharge hole(161) communicating with the abrasive concentration nozzle.

Description

워터젯 커팅장치{Water jet cutting device}Water jet cutting device

본 발명은 워터젯 커팅기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압수와 함께 분출되어 소재를 절단 및 가공하는 연마재의 집중도를 높여 가공된 소재의 가공정밀도를 높이고 소재의 표면 거칠기를 낮출 수 있는 연마재집중노즐을 구비한 워터젯 커팅기에 관한 것이다.The present invention relates to a waterjet cutting machine, and more particularly, an abrasive concentration nozzle capable of increasing the concentration of the abrasive to be ejected with high pressure water to cut and process the material, thereby increasing the processing precision of the processed material and lowering the surface roughness of the material. It relates to a waterjet cutting machine provided.

일반적으로, 워터젯 커팅기는 철 등의 소재를 절단하거나 가공할 때, 소정 직경을 갖는 입자형태의 연마재를 고압수에 혼합하여 소재를 절단하였으며, 이러한 종래기술의 워터젯 커팅기의 일례가 다음의 도 4에 보다 구체적으로 도시되어 있다. In general, when cutting or processing a material such as iron, the waterjet cutting machine cut the material by mixing the abrasive in the form of particles having a predetermined diameter in the high pressure water, an example of such a waterjet cutting machine of the prior art is shown in FIG. More specifically shown.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래기술의 워터젯 커팅기(200)는 연마재공급관(210)을 통해 보조탱크(220) 내부로 투입된 연마재가 실린더(230)의 작동에 의해 연마재배출관(240)을 통해 노즐(260)로 유입되고, 고압수배출관(250)을 통해 공급되는 고압수와 함께 노즐(260)을 통해 분출되어 소재를 가공한다.As shown in FIG. 4, the water jet cutting machine 200 according to the related art has an abrasive injected into the auxiliary tank 220 through the abrasive supply pipe 210 and the nozzle through the abrasive discharge pipe 240 by the operation of the cylinder 230. 260 is injected through the nozzle 260 together with the high pressure water supplied through the high pressure water discharge pipe 250 to process the material.

그러나 상술한 구성을 갖는 종래기술의 워터젯 커팅기는 노즐을 통과하는 연마재의 밀도가 낮기 때문에, 노즐의 끝단에서 연마재가 고압수와 함께 방사상으로 분사되어 소재의 가공정밀도가 낮아질 수 있는 문제점이 있었다.However, since the water jet cutting machine having the above-described configuration has a low density of the abrasive passing through the nozzle, the abrasive is sprayed radially with the high pressure water at the end of the nozzle, thereby lowering the processing accuracy of the material.

또한, 방사상으로 분사되는 일부 연마재로 인하여 소재의 표면 거칠기가 불량해지는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the surface roughness of the material is poor due to some abrasives sprayed radially.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 노즐의 끝단에 설치되어 연마재의 집중도를 높일 수 있는 연마재집중노즐을 구비함으로써, 소재의 가공정밀도를 높이는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an abrasive concentration nozzle which is installed at the end of the nozzle to increase the concentration of the abrasive, thereby increasing the processing precision of the material.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 높은 압력을 갖는 고압수와 연마재가 혼합된 혼합수를 배출하기 위한 노즐과, 노즐에 의해 형성된 혼합수의 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 고압수의 일부를 탄동(彈動)시켜 주흐름 쪽으로 연마재를 집중시키는 와류를 형성하는 연마재집중노즐을 포함하는 워터젯 커팅기를 제공할 수 있다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is sprayed in a radial direction away from the main flow of the mixed water formed by the nozzle and the nozzle for discharging the mixed water mixed with the high pressure water and the abrasive having a high pressure It is possible to provide a waterjet cutting machine comprising an abrasive concentration nozzle which forms a vortex that vibrates a portion of the high pressure water to concentrate the abrasive toward the main flow.

여기서, 노즐은 연마재집중노즐과 연통되는 배출공을 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the nozzle is characterized in that it has a discharge hole in communication with the abrasive concentration nozzle.

또한, 중공 원통형의 연마재집중노즐은 그 내부에 주흐름의 방향에 직교하는 하나 이상의 내벽과, 하나 이상의 내벽과 연마재집중노즐의 측벽에 의해 형성되는 하나 이상의 챔버와, 챔버 중 하나에 연통되어 혼합수를 외부로 배출하기 위한 배출관을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the hollow cylindrical abrasive concentration nozzle may be in communication with one or more chambers formed by at least one inner wall orthogonal to the direction of main flow therein, at least one inner wall and at least one side wall of the abrasive concentration nozzle, and a mixed water in communication with one of the chambers. It characterized in that it has a discharge pipe for discharging to the outside.

또한, 하나 이상의 내벽 각각은 주흐름이 관통되는 오리피스를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the one or more inner walls is characterized by having an orifice through which the main flow passes.

또한, 배출공은 오리피스 및 배출관과 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 한 다.In addition, the discharge hole is characterized by having the same diameter as the orifice and the discharge pipe.

또한, 하나 이상의 챔버 각각은 주흐름으로부터 벗어난 고압수의 탄동현상에 의해 하나 이상의 내벽에 인접하는 위치에 와류가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the one or more chambers is characterized in that the vortex is formed in a position adjacent to the one or more inner walls by the impact phenomenon of the high pressure water deviated from the main flow.

또한, 연마재는 하나 이상의 챔버 각각을 통과할 때마다 와류에 의해 주흐름 쪽으로 집중되어 밀도가 높아지는 것을 특징으로 한다.In addition, the abrasive is characterized by being concentrated toward the main flow by the vortex as it passes through each of the one or more chambers, increasing density.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 커팅기는 분말 연마재를 전달하기 위한 연마재공급관과, 연마재공급관에 연결되어 연마재를 보관하기 위한 보조탱크와, 높은 압력의 고압수를 전달하기 위한 고압수공급관과, 보조탱크와 고압수공급관에 연통되어 연마재와 고압수가 혼합된 혼합수를 배출하기 위한 노즐과, 노즐의 끝단에 연통되게 결합되며, 혼합수의 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 연마재를 주흐름쪽으로 집중시키도록, 그 내부에 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 고압수의 일부의 탄동현상에 의해 와류가 형성되는 하나 이상의 챔버를 갖는 연마재집중노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.Water jet cutting machine according to a preferred embodiment of the present invention, the abrasive supply pipe for delivering the powder abrasive, an auxiliary tank for storing the abrasive connected to the abrasive supply pipe, high pressure water supply pipe for delivering high pressure high pressure water, and auxiliary The nozzle communicates with the tank and the high pressure water supply pipe to discharge the mixed water mixed with the abrasive and the high pressure water, and is connected in communication with the tip of the nozzle, and concentrates the abrasive injected radially away from the main flow of the mixed water toward the main flow. To this end, it is characterized in that it comprises an abrasive concentration nozzle having one or more chambers in which the vortex is formed by the pulsation of a portion of the high-pressure water sprayed radially away from the main flow therein.

여기서, 연마재집중노즐은 그 내부에 주흐름의 방향에 직교하는 제1 내지 제3내벽과, 제1 내지 제3내벽과 연마재집중노즐의 측벽에 의해 구획되는 제1 내지 제4챔버와, 노즐의 배출공과 동심 상에 배치되도록 제1 내지 제3내벽에 형성되는 제1 내지 제3오리피스와, 제1 내지 제3오리피스와 동심 상에 배치되도록 제4챔버에 구비되며 혼합수를 외부로 배출하기 위한 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the abrasive concentration nozzle may include the first to third inner walls orthogonal to the direction of the main flow therein, the first to fourth chambers partitioned by the first to third inner walls and the side walls of the abrasive concentration nozzle, and the nozzles. The first to third orifices formed on the first to third inner walls to be concentric with the discharge hole, and the fourth chamber to be disposed concentrically with the first to third orifices and for discharging the mixed water to the outside. It characterized in that it comprises a discharge pipe.

또한, 배출공, 제1 내지 제3오리피스 및 배출관은 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge hole, the first to third orifices and the discharge pipe is characterized in that the same diameter.

또한, 주흐름으로부터 벗어나는 고압수의 일부는 제1 내지 제3내벽과 측벽에 차례로 탄동되어 주흐름 쪽을 향하는 와류를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a part of the high-pressure water deviating from the main flow is characterized in that the first to the third inner wall and the side wall is sequentially driven to form a vortex toward the main flow.

또한, 주흐름으로부터 벗어나는 연마재의 일부는 와류를 따라 주흐름 쪽으로 집중되는 것을 특징으로 한다.In addition, a portion of the abrasive deviating from the main flow is characterized by concentration toward the main flow along the vortex.

또한, 주흐름의 연마재의 밀도는 제1 내지 제4챔버를 차례로 통과하는 동안 증대되는 것을 특징으로 한다.In addition, the density of the abrasive of the main flow is characterized in that it is increased during the passage through the first to fourth chamber.

본 발명의 연마재집중노즐을 구비한 워터젯 커팅기에 따르면, 연마재집중노즐 내부의 내벽에 부딪히는 고압수의 일부가 와류를 형성하여 챔버의 오리피스를 지나가는 연마재의 밀도를 증가시킴으로써, 소재의 가공정밀도를 높일 수 있다.According to the waterjet cutting machine equipped with the abrasive concentration nozzle of the present invention, a part of the high pressure water that strikes the inner wall of the abrasive concentration nozzle forms a vortex to increase the density of the abrasive passing through the orifice of the chamber, thereby increasing the processing accuracy of the material. have.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 커팅기에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a waterjet cutting machine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연마재집중노즐이 설치되는 워터젯 커팅기(100)는 연마재공급관(110), 보조탱크(120), 실린더(130), 연마재배출관(140), 고압수공급관(150), 노즐(160) 및 연마재집중노즐(170)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the waterjet cutting machine 100 in which the abrasive concentration nozzle is installed according to a preferred embodiment of the present invention includes an abrasive supply pipe 110, an auxiliary tank 120, a cylinder 130, and an abrasive discharge pipe 140. , A high pressure water supply pipe 150, a nozzle 160, and an abrasive concentration nozzle 170.

연마재공급관(110)은 소정 직경을 갖는 입자형태의 분말 연마재(111)를 전달하기 위한 것으로, 보조탱크(120)에 연통된다.The abrasive supply pipe 110 is for delivering the powdered abrasive 111 in the form of particles having a predetermined diameter and is in communication with the auxiliary tank 120.

보조탱크(120)는 연마재공급관(110)으로부터 공급되는 연마재(111)를 보관하 기 위한 것으로, 워터젯 커팅기(100)의 구동시 연마재배출관(140)으로 연마재(111)를 지속적으로 공급할 수 있도록 소정 분량의 연마재(111)를 보관하는 것이 바람직하다.The auxiliary tank 120 is for storing the abrasive 111 supplied from the abrasive supply pipe 110, and is predetermined to continuously supply the abrasive 111 to the abrasive discharge pipe 140 when the waterjet cutting machine 100 is driven. It is preferable to store an amount of the abrasive 111.

실린더(130)는 커팅기(100)의 구동시 외부로부터 인가되는 전원에 의해 선택적으로 구동되어 보조탱크(120)의 연마재(111)를 연마재배출관(140)으로 지속적으로 공급한다.The cylinder 130 is selectively driven by the power applied from the outside when the cutter 100 is driven to continuously supply the abrasive 111 of the auxiliary tank 120 to the abrasive discharge pipe 140.

연마재배출관(140)은 보조탱크(120)와 노즐(160)에 각각 연결되어 보조탱크(120)의 연마재(111)를 노즐(160)로 전달한다.The abrasive discharge pipe 140 is connected to the auxiliary tank 120 and the nozzle 160, respectively, to transfer the abrasive 111 of the auxiliary tank 120 to the nozzle 160.

고압수공급관(150)은 미도시한 펌프 등을 이용하여 커팅기(100)의 구동시 소정의 압력을 갖는 고압수를 노즐(160)로 제공하며, 이로 인해 연마재배출관(140)을 통해 제공되는 연마재(111)와 고압수공급관(150)을 통해 제공되는 고압수가 서로 혼합되게 된다.The high pressure water supply pipe 150 provides a high pressure water having a predetermined pressure to the nozzle 160 when the cutting machine 100 is driven by using a pump or the like not shown, and thus the abrasive provided through the abrasive discharge pipe 140. The high pressure water provided through the 111 and the high pressure water supply pipe 150 is mixed with each other.

노즐(160)은 연마재(111)와 고압수가 혼합된 혼합수를 배출하기 위한 것으로, 노즐(160)의 끝단으로 개방되는 배출공(161)을 갖는다.The nozzle 160 is for discharging the mixed water mixed with the abrasive 111 and the high pressure water, and has a discharge hole 161 open to the end of the nozzle 160.

여기서, 배출공(161)은 노즐(160)의 끝단에 설치되는 연마재집중노즐(170)에 연통되어 연마재 혼합수를 연마재집중노즐(170)로 전달한다.Here, the discharge hole 161 communicates with the abrasive concentration nozzle 170 installed at the end of the nozzle 160 to transfer the abrasive mixed water to the abrasive concentration nozzle 170.

연마재집중노즐(170)은 전체적으로 중공 원통형으로 형성되며, 그 내부에 반경방향, 즉 혼합수의 진행방향에 직교하는 방향으로 형성되는 다수개의 내벽(171,172,173)에 의해 길이방향으로 다수개의 챔버(174,175,176)를 형성한다.The abrasive concentration nozzle 170 is generally formed in a hollow cylindrical shape, and a plurality of chambers 174, 175, 176 in the longitudinal direction by a plurality of inner walls (171, 172, 173) formed in the radial direction, that is orthogonal to the direction of the mixed water. To form.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 연마재집중노즐(170)는 모두 3개의 내벽(171,172,173)에 의해 모두 4개의 챔버(174,175,176,177)를 갖는다.Referring to FIG. 2, the abrasive concentration nozzle 170 of the present embodiment has four chambers 174, 175, 176, and 177 in total by three inner walls 171, 172, and 173.

제1챔버(174)는 노즐(160)과 연결되는 부위에 노즐(160)의 배출공(161)과 동일한 직경을 갖는 혼합수입력공(178)이 형성되며, 혼합수입력공(178)의 대향하는 위치, 즉 제1내벽(171)에 혼합수입력공(178)과 동일한 직경을 갖는 제1오리피스(181)를 갖는다.The first chamber 174 has a mixed water input hole 178 having the same diameter as the discharge hole 161 of the nozzle 160 is formed in a portion connected to the nozzle 160, the portion of the mixed water input hole 178 The first orifice 181 having the same diameter as that of the mixed water input hole 178 is provided at the opposite position, that is, the first inner wall 171.

제2챔버(175)는 제2내벽(172)에 제1오리피스(181)와 동일한 직경을 갖는 제2오리피스(182)를 구비하고, 제3챔버(176)는 제1 및 제2오리피스(182)와 동일한 직경을 갖는 제3오리피스(183)를 구비한다.The second chamber 175 has a second orifice 182 having the same diameter as the first orifice 181 on the second inner wall 172, the third chamber 176 is the first and second orifice 182 And a third orifice 183 having the same diameter as.

제4챔버(177)는 제1 내지 제3오리피스(181,182,183)와 동일한 직경을 가지며, 제1 내지 제3챔버(174,175,176)에 의해 집중된 연마재(111)와 고압수를 외부로 배출하는 배출관(184)을 갖는다.The fourth chamber 177 has the same diameter as the first to third orifices 181, 182, and 183, and the discharge pipe 184 for discharging the abrasive 111 concentrated by the first to third chambers 174, 175, and 176 and the high pressure water to the outside. Has

여기서, 혼합수입력공(178)을 통해 입력되는 고압수는 각각의 제1 내지 제3 내벽(171,172,173)에 탄동되어 제1 내지 제4챔버(174,175,176,177) 내에 와류를 형성함으로써 연마재(111)의 집중을 야기할 수 있으며, 이러한 작용은 다음의 도 3a 내지 도 3d를 참조로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Here, the high pressure water input through the mixed water input hole 178 is moved to each of the first to third inner walls 171, 172, and 173 to form vortices in the first to fourth chambers 174, 175, 176, and 177 to concentrate the abrasive 111. This action may be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 3D.

도 3a에 도시한 바와 같이, 연마재배출관(140)과 고압수공급관(150)을 통해 각각 전달되는 연마재(111)와 고압수가 노즐(160)에서 혼합되어 연마재집중노즐(170)의 제1챔버(174)로 입력된다.As shown in FIG. 3A, the abrasive 111 and the high pressure water delivered through the abrasive discharge pipe 140 and the high pressure water supply pipe 150 are mixed in the nozzle 160 to form a first chamber (1) of the abrasive concentration nozzle 170. 174).

여기서, 고압수의 대부분(주흐름)은 혼합수입력공(178)의 직경 만큼 집중된 상태로 제1오리피스(181) 쪽으로 진행하지만, 혼합수입력공(178)이 형성된 제1챔버(174)에 맞닿는 고압수의 일부는 화살표방향(A)으로 분사되며, 이때 연마재(111)의 일부도 함께 분사된다(도 3a의 좌측).Here, most of the high pressure water (main flow) proceeds toward the first orifice 181 in a state concentrated as the diameter of the mixed water input hole 178, but the first chamber 174 in which the mixed water input hole 178 is formed. A part of the high pressure water which abuts is sprayed in the arrow direction A, and a part of abrasive material 111 is also sprayed together (left side of FIG. 3A).

분사된 일부의 고압수는 제1내벽(171)에 부딪혀 제1내벽(171)에 근접한 위치에 주흐름 쪽을 향하는 화살표방향(a)의 와류를 형성하며, 이로 인해 제1오리피스(181) 근처에서 연마재(111)의 집중이 일어나게 된다(도 3a의 우측).Part of the high-pressure water injected hits the first inner wall 171 to form a vortex in the direction of the arrow (a) toward the main flow at a position close to the first inner wall 171, thereby near the first orifice 181 Concentration of the abrasive 111 occurs (right side of FIG. 3A).

도 3b에 도시한 바와 같이, 제1챔버(174)로부터 전달되는 고압수 및 연마재(111) 대부분(주흐름)은 제2오리피스(182) 쪽으로 집중된 상태로 진행하지만, 제1오리피스(181)가 형성된 제1내벽(171)에 맞닿는 고압수의 일부는 화살표방향(B)으로 분사되며, 이때 연마재(111)의 일부도 함께 분사된다.As shown in FIG. 3B, most of the high-pressure water and the abrasive 111 transmitted from the first chamber 174 (main flow) are concentrated toward the second orifice 182, but the first orifice 181 A part of the high pressure water that is in contact with the formed first inner wall 171 is sprayed in the arrow direction B, and a part of the abrasive 111 is also sprayed together.

그러나, 제1챔버(174)의 와류 및 제1오리피스(181)에 의해 연마재(111)의 밀도가 높아지기 때문에, 제1오리피스(181)에 의한 연마재(111)의 분사 정도가 낮아지게 된다(도 3b의 좌측).However, since the density of the abrasive 111 is increased by the vortex of the first chamber 174 and the first orifice 181, the injection degree of the abrasive 111 by the first orifice 181 is lowered (Fig. Left side of 3b).

분사된 일부의 고압수는 제2내벽(172)에 부딪혀 제2내벽(172)에 근접한 위치에 주흐름 쪽을 향하는 화살표방향(b)의 와류를 형성하며, 이로 인해 제2오리피스(182) 근처에서 연마재(111)의 집중이 일어나게 된다(도 3b의 우측).Part of the high-pressure water jetted to hit the second inner wall 172 to form a vortex in the direction of the arrow (b) toward the main flow at a position close to the second inner wall 172, thereby causing near the second orifice 182 Concentration of the abrasive 111 occurs (right side of FIG. 3B).

도 3c에 도시한 바와 같이, 제2챔버(175)로부터 전달되는 고압수 및 연마 재(111) 대부분은 제3오리피스(183) 쪽으로 집중된 상태로 진행하지만, 제2오리피스(182)가 형성된 제2내벽(172)에 맞닿는 고압수의 일부는 화살표방향(C)으로 분사되며, 이때 연마재(111)의 일부도 함께 분사된다.As shown in FIG. 3C, most of the high-pressure water and the abrasive 111 transmitted from the second chamber 175 proceed in a concentrated state toward the third orifice 183, but the second orifice 182 is formed in the second state. A portion of the high pressure water that is in contact with the inner wall 172 is sprayed in the direction of the arrow (C), at this time, a portion of the abrasive 111 is also sprayed together.

그러나, 제2챔버(175)의 와류 및 제2오리피스(182)에 의해 연마재(111)의 밀도가 높아지기 때문에, 제2오리피스(182)에 의한 연마재(111)의 분사 정도가 보다 낮아지게 된다(도 3c의 좌측).However, since the density of the abrasive 111 is increased by the vortex and the second orifice 182 of the second chamber 175, the injection degree of the abrasive 111 by the second orifice 182 is lowered ( Left side of FIG. 3C).

분사된 일부의 고압수는 제3내벽(173)에 부딪혀 제3내벽(173)에 근접한 위치에 주흐름 쪽을 향하는 화살표방향(c)의 와류를 형성하며, 이로 인해 제3오리피스(183) 근처에서 연마재(111)의 집중이 일어나게 된다(도 3c의 우측).Part of the high-pressure water injected hits the third inner wall 173 and forms a vortex in the direction of the arrow (c) toward the main flow at a position proximate to the third inner wall 173, which causes the vicinity of the third orifice 183. Concentration of the abrasive 111 occurs (right side of FIG. 3C).

도 3d에 도시한 바와 같이, 제3챔버(176)로부터 전달되는 고압수 및 연마재(111) 대부분은 배출관(184) 쪽으로 집중된 상태로 진행하지만, 제3오리피스(183)가 형성된 제3내벽(173)에 맞닿는 고압수의 일부는 화살표방향(D)으로 분사되며, 이때 연마재(111)의 일부도 함께 분사된다.As shown in FIG. 3D, most of the high-pressure water and the abrasive 111 transmitted from the third chamber 176 are concentrated toward the discharge pipe 184, but the third inner wall 173 in which the third orifice 183 is formed. A part of the high pressure water that is in contact with) is sprayed in the direction of the arrow (D), and a part of the abrasive 111 is also sprayed together.

그러나, 제3챔버(176)의 와류 및 제3오리피스(183)에 의해 연마재(111)의 밀도가 높아지기 때문에, 제3오리피스(183)에 의한 연마재(111)의 분사 정도가 보다 낮아지게 되며, 가장 바라람직하게는 연마재(111)가 주흐름에 모두 집중되는 것이다.(도 3d의 좌측).However, since the density of the abrasive 111 is increased by the vortex of the third chamber 176 and the third orifice 183, the injection degree of the abrasive 111 by the third orifice 183 is lowered. Most preferably, the abrasive 111 is all concentrated in the main flow (left side of FIG. 3D).

분사된 일부의 고압수는 제4챔버(177)의 하측 벽에 부딪혀 배출관(184)에 근접한 위치에 주흐름 쪽을 향하는 화살표방향(d)의 와류를 형성하며, 이로 인해 배 출관(184) 근처에서 연마재(111)의 집중이 일어나게 된다.(도 3d의 우측)Part of the high-pressure water injected hits the lower wall of the fourth chamber 177 to form a vortex in the direction of the arrow (d) toward the main flow at a position close to the discharge pipe 184, thereby near the discharge pipe 184 Concentration of the abrasive 111 occurs at the right side (right side of FIG. 3D).

이로 인해 배출관(184)으로부터 배출되는 연마재(111)는 제1 내지 제4챔버(174,175,176,177)를 거치면서 주흐름 쪽으로 최대로 집중되기 때문에, 연마재(111)가 방사방향으로 분사됨 없이 배출되어 가공 소재로 집중된다.As a result, since the abrasive 111 discharged from the discharge pipe 184 is concentrated to the main flow through the first to fourth chambers 174, 175, 176, and 177, the abrasive 111 is discharged without being sprayed in the radial direction and is processed. To be concentrated.

본 실시예의 챔버(174,175,176,177) 및 내벽(171,172,173)의 수량, 오리피스의 직경은 본 실시예에 한정되는 것이 아니라 연마재(111)의 입자크기, 연마재(111)의 분량, 공급수의 압력 등의 요건에 의해 자유롭게 변경할 수 있다.The quantity of the chambers 174, 175, 176, 177 and the inner walls 171, 172, 173 and the diameter of the orifice of the present embodiment are not limited to this embodiment, but the particle size of the abrasive 111, the amount of the abrasive 111, the pressure of the supply water, etc. Can be changed freely.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 연마재집중노즐에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.Although the abrasive concentration nozzle of the present invention has been described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that modifications, changes, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연마재집중노즐을 구비하는 워터젯 커팅기의 개략적인 단면도;1 is a schematic cross-sectional view of a waterjet cutting machine having an abrasive concentration nozzle according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 연마재집중노즐의 개략적인 확대단면도;FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of the abrasive concentration nozzle of FIG. 1; FIG.

도 3a 내지 도 3d는 도 2의 연마재집중노즐의 연마재 집중 과정을 나타내는 개략도; 및3A to 3D are schematic views showing an abrasive concentration process of the abrasive concentration nozzle of FIG. 2; And

도 4는 종래기술의 일반적인 워터젯 커팅기의 개략적인 사시도이다.4 is a schematic perspective view of a general waterjet cutting machine of the prior art.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 워터젯 커팅기 110 : 연마재공급관100: water jet cutting machine 110: abrasive supply pipe

111 : 연마재 120 : 보조탱크111: abrasive 120: auxiliary tank

130 : 실린더 140 : 연마재배출관130: cylinder 140: abrasive discharge pipe

150 : 고압수공급관 160 : 노즐150: high pressure water supply pipe 160: nozzle

161 : 배출공 170 : 연마재집중노즐161: discharge hole 170: abrasive concentration nozzle

171,172,173 : 제1 내지 제3내벽171,172,173: first to third inner walls

174,175,176,177 : 제1 내지 제4챔버174,175,176,177: first to fourth chambers

a,b,c,d : 와류의 방향a, b, c, d: direction of vortex

Claims (13)

높은 압력을 갖는 고압수와 연마재가 혼합된 혼합수를 배출하기 위한 노즐; 및A nozzle for discharging the mixed water mixed with the high pressure water and the abrasive having a high pressure; And 상기 노즐에 의해 형성된 상기 혼합수의 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 고압수의 일부를 탄동(彈動)시켜 상기 주흐름 쪽으로 상기 연마재를 집중시키는 와류를 형성하는 연마재집중노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And an abrasive concentration nozzle which forms a vortex that concentrates the abrasive toward the main flow by oscillating a portion of the high pressure water sprayed radially away from the main flow of the mixed water formed by the nozzle. Waterjet cutting machine. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 노즐은 상기 연마재집중노즐과 연통되는 배출공을 갖는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And the nozzle has a discharge hole communicating with the abrasive concentration nozzle. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 중공 원통형의 상기 연마재집중노즐은 그 내부에 상기 주흐름의 방향에 직교하는 하나 이상의 내벽;The abrasive concentration nozzle of the hollow cylinder includes at least one inner wall orthogonal to the direction of the main flow therein; 상기 하나 이상의 내벽과 상기 연마재집중노즐의 측벽에 의해 형성되는 하나 이상의 챔버; 및At least one chamber formed by the at least one inner wall and a sidewall of the abrasive concentration nozzle; And 상기 챔버 중 하나에 연통되어 상기 혼합수를 외부로 배출하기 위한 배출관을 갖는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And a discharge tube communicating with one of the chambers for discharging the mixed water to the outside. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 하나 이상의 내벽 각각은 상기 주흐름이 관통되는 오리피스를 갖는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.Wherein each of said at least one inner wall has an orifice through which said main flow passes. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 배출공은 상기 오리피스 및 상기 배출관과 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And the outlet hole has the same diameter as the orifice and the outlet tube. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 하나 이상의 챔버 각각은 상기 주흐름으로부터 벗어난 상기 고압수의 탄동현상에 의해 상기 하나 이상의 내벽에 인접하는 위치에 상기 와류가 형성되는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And wherein each of the one or more chambers has the vortex formed at a position adjacent to the one or more inner walls due to the ballistic phenomenon of the high pressure water deviating from the main flow. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 연마재는 상기 하나 이상의 챔버 각각을 통과할 때마다 상기 와류에 의해 상기 주흐름 쪽으로 집중되어 밀도가 높아지는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And the abrasive is concentrated toward the main stream by the vortex as it passes through each of the one or more chambers, thereby increasing density. 분말 연마재를 전달하기 위한 연마재공급관;An abrasive supply pipe for delivering powder abrasive; 상기 연마재공급관에 연결되어 상기 연마재를 보관하기 위한 보조탱크;An auxiliary tank connected to the abrasive supply pipe for storing the abrasive; 높은 압력의 고압수를 전달하기 위한 고압수공급관;High pressure water supply pipe for delivering high pressure water of high pressure; 상기 보조탱크와 상기 고압수공급관에 연통되어 상기 연마재와 상기 고압수가 혼합된 혼합수를 배출하기 위한 노즐; 및A nozzle in communication with the auxiliary tank and the high pressure water supply pipe for discharging the mixed water mixed with the abrasive and the high pressure water; And 상기 노즐의 끝단에 연통되게 결합되며, 상기 혼합수의 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 연마재를 상기 주흐름쪽으로 집중시키도록, 그 내부에 상기 주흐름으로부터 벗어나 방사방향으로 분사되는 고압수의 일부의 탄동현상에 의해 와류가 형성되는 하나 이상의 챔버를 갖는 연마재집중노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.A portion of the high pressure water sprayed radially away from the main flow therein to be coupled in communication with an end of the nozzle and to concentrate the abrasive injected radially away from the main flow of the mixed water toward the main flow; And an abrasive concentration nozzle having at least one chamber in which the vortex is formed by the ballistic phenomenon of the waterjet cutting machine. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8, 상기 연마재집중노즐은 그 내부에 상기 주흐름의 방향에 직교하는 제1 내지 제3내벽;The abrasive concentration nozzle may include: first to third inner walls perpendicular to a direction of the main flow therein; 상기 제1 내지 제3내벽과 상기 연마재집중노즐의 측벽에 의해 구획되는 제1 내지 제4챔버;First to fourth chambers defined by the first to third inner walls and sidewalls of the abrasive concentration nozzle; 상기 노즐의 배출공과 동심 상에 배치되도록 상기 제1 내지 제3내벽에 형성되는 제1 내지 제3오리피스; 및First to third orifices formed on the first to third inner walls to be disposed concentrically with the discharge hole of the nozzle; And 상기 제1 내지 제3오리피스와 동심 상에 배치되도록 제4챔버에 구비되며 상기 혼합수를 외부로 배출하기 위한 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And a discharge pipe disposed in the fourth chamber to be disposed concentrically with the first to third orifices and for discharging the mixed water to the outside. 청구항 9에 있어서, The method according to claim 9, 상기 배출공, 제1 내지 제3오리피스 및 배출관은 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.The discharge hole, the first to third orifice and the discharge pipe is characterized in that the same diameter. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 주흐름으로부터 벗어나는 상기 고압수의 일부는 상기 제1 내지 제3내벽과 상기 측벽에 차례로 탄동되어 상기 주흐름 쪽을 향하는 와류를 형성하는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And a portion of the high pressure water deviating from the main flow is in turn driven by the first to third inner walls and the side walls to form a vortex toward the main flow. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11, 상기 주흐름으로부터 벗어나는 상기 연마재의 일부는 상기 와류를 따라 상기 주흐름쪽으로 집중되는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.A portion of the abrasive deviating from the main stream is concentrated toward the main stream along the vortex. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 주흐름의 상기 연마재의 밀도는 상기 제1 내지 제4챔버를 차례로 통과하는 동안 증대되는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기.And the density of the abrasive of the main stream is increased while sequentially passing through the first to fourth chambers.
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