变频二次脉冲喷嘴系统结构设计*

邹红亮

（吉林电子信息职业技术学院机械工程学院，吉林 吉林 132021）

射流技术应用起源于采矿业，20 世纪30 年代已开始利用水射流采煤[1]。磨料射流是近年产生的一种新的射流形式，形成这种射流的浆体是由水、聚合物及磨料经严格制备而成的[2]。由于其中的磨料处于悬浮状态，其独特的制备工艺决定了它具有不同于普通磨料射流的切割工艺及原理[3]。文献中有详细记载最先对磨料射流进行研究的是美国，20 世纪60年代初，Bobo 首先用磨料射流钻油井，这种方法大幅度提高了钻井速度。1963 年，Bobo 取得了磨料射流钻油井钻进装置的专利权[4]。1966 年，美国海湾石油公司取得了磨料射流钻油井钻头喷嘴专利权。但由于磨料射流对钻具和钻头喷嘴的严重磨损，这项技术在石油钻井中未得到推广应用[5]。

1 脉冲磨料射流技术发展概述

目前，应用的磨料射流技术无论是前混合还是后混合，都具有一个共同的不足：产生“水垫效应”[6]。原因是当磨料射流束连续加工时，位于射流束边缘的部分从喷嘴喷出后因为喷嘴管壁的摩擦约束瞬间消失，所以瞬间散开；而中心部分的射流束立即被下一时刻的射流束覆盖，导致在射流束的中心区域加工不完全[7]。随着时间的累积，射流束中心区域的加工质量远远不及边缘区域，留下一个针尖大小的疙瘩，肉眼可见，称之为“水垫效应”[8]。

脉冲磨料射流技术的出现与研发旨在解决此问题，利用加工时产生的脉冲效果，将射流束的连续加工变化为间歇加工，使射流束中心在加工时有离开工件表面的时间，从而改善加工结果[9]。……