一种超大功率超高压系统的制作方法

本发明涉及一种水射流技术，尤其是一种大型水射流系统，具体地说是一种超大功率超高压系统。

背景技术：

超高压系统是超高压水切割机的重要组成部分，其作用是为切割机提供连续的压力稳定的高压水。当前国内外还没有超大功率的超高压系统产品，根据查询到的资料显示，目前超高压系统的最大功率为200kw。而在一些特定的应用中（如采矿、破岩、石材开采等），迫切需要超大功率的超高压系统，以满足缩短工程建设周期需要。超大功率超高压系统运用于大流量水射流设备中，利用射流的冲击动能对岩石进行快速切割和破碎，与传统的破岩方法相比，采用高速射流对岩石进行破碎不仅效率高，并可延缓刀具的磨损，减少更换刀具的停机时间，保证破岩施工的连续性。超大功率超高压系统的研制，使我国在该领域的装备水平达到国际领先。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的超高压水切割系统的功率无法满足采矿、破岩、石材开采等领域，从而影响了其在这些领域中应用的问题，设计一种最大功率可达到640kw，最高压力达300mpa以上的超大功率超高压系统。

本发明的技术方案是：

一种超大功率超高压系统，它包括底座21，底座21上安装有水箱22、水泵23和控制电柜24，水泵的进水口与水箱的出水口相连，其特征是所述的水泵23的出水口分多路与安装在底座21上的各高压泵25的进水口相连通，高压泵25由各自的电机26驱动，各高压泵25的出水端通过高压管27送入出水转接28中，出水转接28再通过高压管路与超高压大流量旋转接头的高压水进水接口10相连。

所述的高压泵25的数量为四台，总功率为640kw，最高压力达300mpa，且输出压力可调，各高压泵的压力自动跟随。

所述的高压泵25的出水端安装有截止阀29，在电机启动前，截止阀处于开启状态，高压泵的输出水经截止阀排出，以保证电机轻载启动、当电机启动后正常运转时，截止阀关闭，进入增压输出状态。

所述的各电机26中，至少有一个电机连接有变频器，与该电机相连的高压泵25的出水端连接有压力变送器30，在变频器的控制下电机的转速可调整，通过调整电机的转速从而达到调整系统流量、压力的目的；压力变送器用于实时检测高压泵输出水的压力；压力变送器与变频器的结合应用实现对系统压力的控制：当高压系统的压力低于设定值时，变频器控制电机转速加快；当高压系统的压力高于设定值时，变频器控制电机转速减慢，从而实现对高压系统输出水压力的控制。

所述的各电机26均受控于各自的电机控制柜31。

所述的超高压大流量旋转接头包括安装座8和连接板2，所述的安装座8上设有多个高压水进水接口10，所述的连接板2上设有多个高压水出水接口11，各高压水进水接口10通过内部通孔汇集后与旋转轴5中心的高压水汇聚分配孔12相连通，所述的连接板2安装在旋转轴5上，连接板2上的各高压水出水接口11均通过内部通孔及旋转轴上的径向通孔与所述的高压水汇聚分配孔12相连通；所述的旋转轴5通过推力轴承4和角接触球轴承6安装在壳体3中，壳体3与安装座8的端面固定相连，在旋转轴5插入安装座8中的一端上安装有高压密封圈9，以保证从安装座中汇集后的高压水能全部进入旋转轴的高压水汇聚分配孔12，确保壳体处不会漏水。

所述的安装座8上的多个高压水进水接口10对称分布在安装座8上以保证受力平衡，所述的高压水进水接口10通过螺纹与高压水输入接头相连。

所述的连接板2上的多个高压水出水接口11对称分布在连接板2上，所述的高压水出水接口11通过螺纹与高压水输出接头相连。

所述的壳体3靠近安装座8的一端中、旋转轴5上安装有支撑垫7，支撑热7的一端与高压密封圈9相抵以实现其在旋转轴上的定位，另一端与角接触球轴承6的外圈相抵，以便实现角接触球轴承6一侧的定位，角接触球轴承6的另一侧由壳体内部凸台定位。

所述的连接板2套装在旋转轴5上并通过六角螺母并紧定位在旋转轴5上。

本发明的有益效果：

本发明的超大功率超高压系统的总功率达640kw；最高压力达300mpa，具有一次调定压力，组内各泵的压力自动跟随；并有连续的自适应稳压控制功能，使系统在工作中一键调定，工作稳定；超高压泵系中有过压保护、欠压报警，失稳自动停机保护等安全保护功能。

本发明的超高压大流量旋转接头采用多路进多路出的结构，最高压力达300mpa，流量达150lpm，具有体积小、结构简单、可靠性高等特点，满足了大流量超高压水射流装备中高压水的输送需要。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明实施例的超高压大流量旋转接头的结构示意图。

图3是本发明的出水转接的结构示意图。图3（a）为出水转接的主视图；图3（b）为图3（a）的b-b向剖视图，图3（c）为图3（a）的a向视图。

图中：32为罩壳，33为热交换器，34为油滤，35为托盘，36为托架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-3所示。

一种超大功率超高压系统，它包括底座21，底座21上安装有水箱22、水泵23和控制电柜24，水泵的进水口与水箱的出水口相连，所述的水泵23的出水口分多路（图1中为四路）与安装在底座21上的各高压泵25的进水口相连通，高压泵25由各自的电机26驱动，各高压泵25的出水端通过高压管27送入出水转接28中（如图3所示，具体实施时也可自行设计制造），出水转接28的每路输出再通过高压管路与超高压大流量旋转接头37对应的高压水进水接口10相连（如图2所示，高压水进水接口的数量也为四个）。本发明的超高压系统的总功率为640kw，最高压力可达300mpa，且输出压力可调，各高压泵的压力自动跟随。如图1所示，所述的高压泵25的出水端安装有截止阀29，在电机启动前，截止阀处于开启状态，高压泵的输出水经截止阀排出，以保证电机轻载启动、当电机启动后正常运转时，截止阀关闭，进入增压输出状态。各电机26中，至少有一个电机连接有变频器，与该电机相连的高压泵25的出水端连接有压力变送器30，在变频器的控制下电机的转速可调整，通过调整电机的转速从而达到调整系统流量、压力的目的；压力变送器用于实时检测高压泵输出水的压力；压力变送器与变频器的结合应用实现对系统压力的控制：当高压系统的压力低于设定值时，变频器控制电机转速加快；当高压系统的压力高于设定值时，变频器控制电机转速减慢，从而实现对高压系统输出水压力的控制。所述的各电机26均受控于各自的电机控制柜31。如图1所示。至于本发明的电机26、高压泵25、电机控制柜31的安装、配置方式可根据现场情况自行配置，图2中各部件呈一直线并联布置，当然，也可并排布置，为了节省空间，图1中还加装了托架36和托盘35，用于安装高压泵。

此外，具体实施时，作为系统输出的关键部件之一的超高压大流量旋转接头37可自行设计制造，也可直接从市场订购，还可采用图2所示的结构，在图2所示的超高压大流量旋转接头中，它包括安装座8和连接板2，所述的安装座8上设有多个高压水进水接口10，所述的连接板2上设有多个高压水出水接口11，各高压水进水接口10通过内部通孔汇集后与旋转轴5中心的高压水汇聚分配孔12相连通，所述的连接板2安装在旋转轴5上，连接板2上的各高压水出水接口11均通过内部通孔及旋转轴上的径向通孔与所述的高压水汇聚分配孔12相连通；所述的旋转轴5通过推力轴承4和角接触球轴承6安装在壳体3中，壳体3与安装座8的端面固定相连，在旋转轴5插入安装座8中的一端上安装有高压密封圈9，以保证从安装座中汇集后的高压水能全部进入旋转轴的高压水汇聚分配孔12，确保壳体处不会漏水。所述的安装座8上的多个高压水进水接口10对称分布在安装座3上以保证受力平衡，所述的高压水进水接口10通过螺纹与高压水输入接头相连。所述的连接板2上的多个高压水出水接口11对称分布在连接板2上，所述的高压水出水接口11通过螺纹与高压水输出接头相连。所述的壳体3靠近安装座8的一端中、旋转轴5上安装有支撑垫7，支撑热7的一端与高压密封圈9相抵以实现其在旋转轴上的定位，另一端与角接触球轴承6的外圈相抵，以便实现角接触球轴承6一侧的定位，角接触球轴承6的另一侧由壳体内部凸台定位。所述的连接板2套装在旋转轴5上并通过六角螺母并紧定位在旋转轴5上。

本发明的超大功率高压系统和超高压大流量旋转接头的工作原理如下：

超大功率超高压系统主要由底座、电机、高压泵、截止阀、压力变送器、高压管、出水转接、水箱、水泵和电柜等部分组成。水箱中的水经水泵加压后输送至高压泵的进水端，电机驱动高压泵转动，经高压泵加压的高压水从高压泵的出水端输出，经高压管至出水转接处；截止阀并联安装在高压泵的出水端，在电机启动前，截止阀处于开启状态，高压泵的输出水经截止阀排出，以保证电机轻载启动、当电机启动后正常运转时，截止阀关闭；在图示的四组高压泵电机组中，其中一套的电机与变频器连接，在变频器的控制下电机的转速可调整，通过调整电机的转速从而达到调整系统流量、压力的目的；压力变送器也并联安装在高压泵的出水端，用于实时检测高压泵输出水的压力；压力变送器与变频器的结合应用实现对系统压力的控制：当高压系统的压力低于设定值时，变频器控制电机转速加快；当高压系统的压力高于设定值时，变频器控制电机转速减慢，从而实现对高压系统输出水压力的控制。（与现有采用溢流阀调整输出水压力的方式相比，采用变频器控制电机转速调整输出水压力的超高压系统取消了高压溢流阀，避免了高压水溢流现象，能够节省电能的消耗，同时减少高压溢流阀所产生的易损件消耗和因更换高压溢流阀易损件而产生的停机时间）。

超高压大流量旋转接头的安装座8为多路高压水的输入端，在其大外圆的圆周上分布多个内螺纹孔，用于安装输入管路接头（即高压水输入接头）；安装座8通过螺钉（图中未表示）固定安装在壳体3上；旋转轴5中心为一圆柱孔，推力轴承4和角接触球轴承6套装在旋转轴5的外圆上；推力轴承4和角接触球轴承6安装在壳体3的内孔中；连接板2为多路高压水的输出端，其外圆的圆周上也分布多个内螺纹孔，用于安装输出管路接头（即高压水输出接头）；连接板2的内孔套装在旋转轴5左侧的外圆上，并用六角螺母1固定。高压密封圈9的内孔套装在旋转轴5的右端外圆上、外圆套装在安装座8的左端内孔中、高压密封圈9的左端与支撑垫7相抵；支撑垫7安装在壳体3的右端内孔中，左端与角接触球轴承7相抵。

高压水通过输入高压管路进入安装座8与内螺纹孔连通的孔中，并汇集至位于安装座8中心的孔内，再通过旋转轴5的中心孔进入与其固定联接的连接板2的孔中，最后进入安装在连接板2内螺纹孔上的输出管路中。当转动力矩作用在连接板2上时，连接板2带动旋转轴5一同转动，实现高压水输送中输出端与输入端的相对转动。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。