高压水射流关键技术Word格式.docx

高压水射流关键技术Word格式.docx

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1、建立量化射流模型和装备技术与标准体系。

揭示射流现象和机理，建立射流压力、磨料量、喷嘴直径、材料特性、靶距、打击力、横移速度、材料破坏量等参数的量化模型，提出了射流参量的经验公式与数据，形成射流核心技术的工程系统设计方法和技术专著；

提出喷嘴与泵优化匹配的高压初始工况指标、易损件运行寿命期及其失效点指标，三者构成产品运行可靠性的通用评价方法，形成3项国标为基础的装备标准体系。

2、创新超高压旋转水射流技术。

研制宝石、钻石等材料喷嘴总成实现不同参数超高压大流量工况；

以弹簧预压非接触端面镜面间隙实现高压射流旋转体，采用粘性工质阻尼旋转体稳定在最佳转速，不超速、不卡死。

超高压旋转射流保证了高难度作业的打击力，将点击变为面击，开发出二维、三维旋转射流喷头，极大提高工效。

3、研发多种超高压发生设备。

设计间隙套筒与填料间置的预压式组合密封形式，利用锥形套筒弹性变形创造难以加工的压力降间隙将超高压降为高压，再由芳纶填料密封，可靠地解决纯水介质大围参数和速度的超高压往复密封；

针对进出水阀组研制组合式平衡阀组，保证多种超高压泵和增压器的可靠运行。

4、研发工程化应用的成套装备。

创造多种射流形式与工况，优化组构多学科技术，实现特定工程目标的新工艺和全压力围的分级应用，形成超高压水射流爬壁除锈、储油罐油泥破碎回收、特殊材料多功能水切割、机场跑道除胶、高压除磷生产线、路桥道面破碎、高温清洗机等全新成套装备，并达到产业化能力。

本项目获国家发明专利18项，制修订国家和行业标准9项，发表论文91篇，出版技术专著1部，获省部级一等奖2项。

产业化近三年新增销售额31.3亿元，新增利润36042万元，新增税收18256万元，出口创汇4172万美元。

四、客观评价

本项目由射流技术理论、科技成果鉴定和产品工程应用三部分构成，第三方评价亦即对这三部分成果的评价。

1）科技成果鉴定

本项目针对射流除层、水力破碎和水刀切割三类应用，对“超高压水射流爬壁除锈成套设备”、超高压旋转水射流技术及其表面处理工程应用”、“大型储罐罐底油泥清洗与回收成套设备”、“机场跑道除胶设备”、“超高压水切割工艺和设备的研究”省部级项目技术成果进行专家会议鉴定。

鉴定专家组评价认为：

这些系列成套装备具有自主知识产权核心技术，整体功能达到了同类产品国际先进水平，填补了我国工程应用的空白。

2）技术体系评价

中国工程院院士、中国石油钻井和水射流技术专家忠厚先生的评价：

“在高压水射流理论、应用研究及产品研制中，结合我国国情，逐步发展了具有中国特色的高压水射流设备和具有自主知识产权的核心技术”。

行业企业的应用证明：

本项目的国家、行业标准系列极大促进了全国喷射设备行业的技术进步，对其产品的经济效益和社会效益产生了巨大影响。

3）社会学术团体评价

中国机械工程学会流体工程分会评价：

以工程应用为目标，建立起射流参数之间的多种应用量化模型，用以指导产品开发和工程应用。

该团队先后开发的多种成套装备其技术水平达到国际先进水平。

该团队相继出版的两部技术专著，成为我国喷射设备行业的工具书，并为专业论文广泛引用。

项目团队的研究成果及推广应用，引领了我国喷射设备行业的发展，使我国高压水射流技术与国际先进水平保持同步。

五、推广应用情况

项目成果成功应用于镇海国家石油储备基地的大罐油泥破碎回收、国际机场跑道除胶、天津市政道桥桥面破碎、船舶重工的船舶除锈、中科院光机所的复合材料切割、贵铝的氧化铝管道除疤等工程。

高压泵、水切割机及高压清洗机等产业化成套装备已出口至美国、欧洲、东南亚、尼日利亚等国家和地区。

成果形成的新技术装备体系完整，在破碎、除层和切割三类工程领域得到广泛应用。

六、主要知识产权目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

专利有效状态

发明专利

超高压水射流爬壁除锈成套设备与工艺

中国

ZL200810195209.2

2011年09月07日

835633

通用机械研究院

薛胜雄、正文、王永强、朱华清

有效专利

多功能水刀

ZL200710126755.6

2010年10月27日

692217

波

储油罐油泥液炮破碎清洗方法

ZL201110134298.1

2013年06月26日

1226232

正文、薛胜雄、王永强、巴胜富、吉鑫、彩红、任启乐

用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人

ZL201010191649.8

2013年01月09日

119490

薛胜雄、正文、王永强、任启乐、吉鑫

人孔安装清洗储油罐的气动旋转喷枪

ZL201210021850.0

2014年04月02日

1370722

鲁飞、正文、王永强、薛胜雄、巴胜富、任启乐、吉鑫、彩红、庞雷

平衡式超高压增压器进排水阀组

ZL201010258612.2

2011年11月16日

863944

水刀股份

波、罗金玉、镇汉

高压往复磨料射流粉碎路桥道面的工艺与成套设备

ZL201210308197.6

2015年09月30日

1803849

薛胜雄、朱华清、王永强、任启乐、吉鑫、彩红、巴胜富、周连春、的、正文

飞机表面物理除漆工艺

ZL201210308207.6

2015年09月02日

1774763

任启乐、正文、薛胜雄、庞雷、王永强、吉鑫、彩红、巴胜富、周连春

实用新型专利

高压水除鳞机

ZL201120472670.5

2012年8月29日

2370539

水泵厂有限责任公司

德正、方忠

软件著作权

博际喷嘴测试系统（高压板）[简称：

NTSH]V1.0

2015SR222802

2015年11月14日

00858574

博际喷雾系统股份

有效

七、主要完成单位及创新推广贡献

1）第一完成单位：

通用机械研究院。

作为项目的牵头单位，负责项目的组织、协调、管理工作，在项目实施过程中提供了技术和人员等保障措施。

主要创新贡献如下：

（1）创建射流技术理论，提出射流破碎的基础模型，定量解析射流现象及其特征；

（2）以工程为导向，提出了工业清洗破碎、除层、切割的三大应用方向并全程实施。

（3）承担各种型式射流执行机构的产品开发、试制工作，先后研发出大型储油罐油泥破碎、水力破碎混凝土、机场跑道除胶、钢质表面除锈除漆除磷、高端超高压水切割机等工程化成套设备，并引导工程应用和指导企业产业化；

（4）制修定多项高压水射流行业相关国家及行业标准。

2）第二完成单位：

华中科技大学。

协助项目总体技术路线的实施，从事射流理论的研究工作，为部分产品的研制提供了一定的理论支撑，在数控水切割机、射流技术的理论研究和数值模拟方法方面做出了贡献。

3）第三完成单位：

水泵厂有限责任公司。

协助项目总体技术路线的实施，参与国家标准的制定，配合项目不断研发高压泵系列产品，主要承担水射流成套设备的推广应用工作和高压泵大规模产业化。

4）第四完成单位：

水刀股份。

配合项目不断开发超高压增压器系列产品和数控水切割平台的升级换代，先后开发了通用型水刀和智能化水刀系列产品，成为我国水刀制造的第一大企业。

承担水切割平台产业化工作，参与国家标准的制定。

5）第五完成单位：

大农实业股份。

协助项目总体技术路线的实施。

协助促进高压清洗机技术成果的推广应用。

参与国家标准的制定。

6）第六完成单位：

博际喷雾系统股份。

在应用研究方面，针对喷嘴喷射性能，开展了理论分析和试验研究，协助超高压喷嘴总成技术成果的推广应用。

7）第七完成单位：

通用环境控制技术有限责任公司。

参与项目技术方案的制定和实施，参与大型储罐罐底油泥清洗与回收成套设备、机场跑道除胶设备及高压清洗机等成套装备技术研究和推广应用。

八、主要完成人情况表

1）第一完成人：

薛胜雄，通用机械研究院，教授级高工，博士学位。

负责总体技术路线制定与实施，对项目4个创新成果均作出贡献：

揭示射流现象和机理，建立射流量化模型，形成射流核心技术的工程系统设计方法和技术专著。

创造多种射流形式，实现特定工况目标的新工艺和全压力围极端参数水射流的工程应用。

2）第二完成人：

成晓北，华中科技大学，教授，博士学位。

协助项目总体技术路线的实施，对创新点1做出贡献：

参与高压喷射液体射流机理及其控制技术的研究，为部分产品的研制提供了一定的理论支撑。

3）第三完成人：

正文，通用机械研究院，研究员，硕士学位。

协助提出总体方案，对创新点1、2、4做出了贡献：

参与高压水射流机理研究，提出射流参量的经验公式与数据；

攻克超高压旋转水射流关键技术应用难题，开发出超高压水射流爬壁机器人、特殊材料多功能水切割机、机场跑道除胶车等国产首台套，参与国家标准制修订和成果推广应用。

4）第四完成人：

方忠，水泵厂有限责任公司，高级工程师，硕士学位。

协助项目总体技术路线的实施，对科技创新点3有贡献：

参与项目的技术研发工作，对射流技术、产品进行了长期研究，配合项目不断研发高压泵系列产品，主要承担水射流成套设备的推广应用工作和高压泵大规模产业化，参与国家标准的制定和成果推广应用。

5）第五完成人：

王永强，通用环境控制技术有限责任公司，教授级高工，学士学位。

协助项目总体技术路线的实施，对创新点2、4做出了贡献：

参与特定工程目标的新工艺应用研究，优化组构多学科技术，开发出超高压纯水射流除锈、大型储油罐油泥清洗回收、机场跑道除胶与路桥道面水射流破碎等成套技术装备，参与国家标准制修订和成果推广应用。

6）第六完成人：

王洪仁，大农实业股份，高级工程师，大学学历。

协助项目总体技术路线的实施，对创新点4有贡献：

参与高压水主泵机组的研制，协助促进高压清洗机技术成果的推广应用，参与国家标准的制定。

7）第七完成人：

波，水刀股份有限责任公司，教授级高工，大学学历。

对创新点2有贡献：

参加了超高压水切割设备的研制，配合项目开发系列超高压增压器产品和数控水切割平台。

8）第八完成人：

管序荣，博际喷雾系统股份，高级工程师，大学学历。

协助项目总体技术路线的实施，对创新点1、4有贡献：

参与射流机理研究与超高压喷嘴的研发，协助超高压喷嘴总成技术成果的推广应用。

9）第九完成人：

巴胜富，通用环境控制技术有限责任公司，高级工程师，学士学位。

对创新点3、4有贡献：

参与大型储罐三维旋转喷枪空化射流技术研究，参与大型储罐罐底油泥清洗与回收成套设备、机场跑道除胶设备及高压清洗机等成套装备的国产化研制和推广应用。

10）第十完成人：

王兆文，华中科技大学，副教授，博士学位。

参与射流机理及量化模型研究，参与多种应用喷嘴的结构优化设计与试验研究工作。

九、完成人合作关系说明

通用机械研究院、华中科技大学、水泵厂有限责任公司、水刀股份、大农实业股份、博际喷雾系统股份、通用环境控制技术有限责任公司为本项目的完成单位。

合作方式包括：

（1）共同承担国家、省部级科研项目；

（2）共同获奖；

（3）共同申请发明专利；

（4）共同研制国家标准；

（5）共同发表学术论文等。

通用机械研究院与水刀股份、通用环境控制技术有限责任公司等高压水射流关键技术装备制造企业以及高校承担了国家科研项目，共同研制国家标准，开展高压水射流理论及应用研究，研制出用于板材切割、军工弹药处理、航空航天复合材料切割等场所的系列超高压水切割机。

华中科技大学、博际喷雾系统股份与通用机械研究院共同进行射流机理研究与超高压喷嘴关键技术攻关，研发系列高压喷嘴、喷头、除层机构，产品替代进口，推动技术成果产业化应用。

水泵厂有限责任公司、大农实业股份为本项目高压泵机组、高压水除鳞生产线、高压清洗机等高压水流技术成果国产化研制与产业化基地。