技术领域
[0001] 本发明涉及岩壁吊车梁技术领域，特别涉及一种高压水射流切割矢量喷嘴、方法及装置。
相关背景技术
[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
[0003] 岩壁吊车梁是地下厂房洞室关键的结构。作为吊车梁的基础，洞臂岩台的高质量成型是工程关键。利用高压磨料水射流可以快速切割岩体，对围岩扰动小，成型质量高。但考虑到实际需要将喷嘴探入到孔内以切割岩壁，需要特定的高压磨料水射流喷嘴。当前在
高压磨料水射流喷嘴应用方面，市面上的喷嘴为一字型，即供水管和喷嘴在同一直线，利用高速水射流所带来的负压从砂管中吸取磨料砂，经过混合后形成具有强大切割作用的高压
磨料水射流。
[0004] 专利号CN118143863A公开了一种地下洞室厂房岩壁吊车梁高压水射流切割装置及方法，但是其依然存在如下问题：（1）在原大于90°的喷嘴设计中，两个喷嘴的对射过程将导致末端岩体形成三角形的超欠挖部分，造成施工浪费，可能破坏岩体的稳定性；（2）磨料砂是增强水射流切割力的重要力量，传统直线型喷嘴的切割能力根据水压的大小即可有效
的评估，但是弯折型的喷嘴的切割能力一般只能根据人工经验进行调整，无法有效的根据
实际切割情况进行喷嘴的适应性选择。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0023] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024] 在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025] 实施例1：在本实现方式中，提出了一种高压水射流切割矢量喷嘴结构，如图1所示，包括高
压输水结构1、供砂机构2、喷嘴外壳3、混砂机构4和紧固件5。
[0026] 本实现方式中，优选的，如图2所示，高压输水结构1包括高压输水管11、高压水管连接件12和高压水管紧固件13，高压水管11传导从高压水泵输送来的高压水，高压水管紧固件13与高压水管11螺纹相连，高压水管连接件12与喷嘴外壳3螺纹相连，并通过与高压水管紧固件13的接触面将其压入喷嘴外壳3，实现高压水的密封。
[0027] 本实现方式中，优选的，供砂机构2连接外部砂箱，并和喷嘴外壳3以螺纹连接，其内有球形调节阀可以控制进砂流量的大小，并通过弯折通道，尽可能的使得磨料砂尽早与水射流相接触，实现混合后较长距离的加速。
[0028] 本实现方式中，优选的，如图3所示，混砂机构4包括高压端直通接头41、超高压直角接头42、高压水射流宝石喷嘴43、超高压三通阀块44和混砂管45。超高压直角接头42承接高压输水结构1所引出的超高压水，并利用其直角结构改换高压水流的方向。
[0029] 本实现方式的高压水射流宝石喷嘴43采用现有的高压水射流常用喷嘴型号，便于选择和更换不同输出水射流直径的喷嘴，实现大直径高压水从小直径的出口喷出，形成高
压水射流。
[0030] 本实现方式中的超高压三通阀块44承接高压水射流宝石喷嘴43所产生的高压水射流，并利用水流高流速所产生的低压，与供砂机构2上的大气压形成压力差，从而实现磨料的负压吸取，并与高压水射流混合，形成高压磨料水射流沿喷嘴方向导出，混砂管45是高压磨料水射流加速区间，形成具有切割作用的高压磨料水射流。
[0031] 本实现方式中，紧固件5通过V型限位的方式，能够实现混砂管的固定，保证了整个磨料水射流的水线完整性以及能够按照预想方向竖直发出。
[0032] 本实现方式还提出了一种防堵砂及整体密封性检测方法，安装完成后，依次通过进水管和进砂管内通气，检测整体结构的通畅性以及把堵住的砂子吹开；把混砂管45出口
和进砂管入口堵住后，从进水管通气，观察整个喷嘴有没有漏气地方，更换不同的通气与堵住位置，直至检测完成。
[0033] 本实现方式中，结合实验室的系统性试验安排，选用相同的岩石强度‑岩石密度‑泵压‑横移速度等射流参数条件下，依次选取不同的超高压直角接头直径‑宝石直径‑混砂管直径‑混砂管长度等L型喷嘴结构参数条件下切割深度对比，构建基于本实现方式的L型喷嘴自身结构的切割能力判别方法，可以根据现场条件和工程需求选择合适的喷嘴尺寸和
结构类型。
[0034] 如在切割能力要求不高的条件下，通过计算选出小尺寸的喷嘴，进而可以要求切割前的小孔径的钻孔，节省钻孔作业量；并在实际使用过程中，如遇到软岩破碎带等条件，通过调节阀控制调小磨料流速；如遇到高硬岩条件，通过调节阀控制增大磨料流速等，从而方便通过调节阀控制磨料流速。
[0035] 控制实际切割力的大小，能够更好的服务现场，根据现场条件和需求选择合适的切割参数：
；
Hn用以表征喷嘴自身结构的切割能力， 分别为宝石直径和混砂管直径，
分别为水射流方向上混砂管长度和淹没深度，vs为横移速度，T为切割次数，P为泵压，UCS为岩石强度， 为岩石密度， 为磨料密度，λ0、λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8、λ9、λ10为设定系数，通过上述公式，可以根据具体的工作场景进行不同类型或者尺寸的喷嘴的选择，极大的提
高了喷嘴的环境适应性。
[0036] 可以理解的，在其他一些实现方式中，也可以设计为从喷嘴前方（即左侧）拆卸的替代方案，具体形式如图4所示。
[0037] 实施例2：本实现方式提供了一种地下洞室厂房岩壁吊车梁高压水射流切割装置，包括本发
明实施例1所述的高压水射流切割矢量喷嘴。
[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
