Книги по разным темам
Pages: | 1 | ... | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | ... | 29 | Указанная цель достигается тем, что сопло для получения режущей струи жидкости, содержащее штуцер со сферическим торцом, закреплённый на штуцере держатель и установленный в нём вкладыш с наружной конической поверхностью и выходным отверстием, снабжено соосно размещённой в держателе и охватывающей вкладыш втулкой из материала, более мягкого по сравнению с материалом держателя и вкладыша, установленной заподлицо с торцом вкладыша и контактирующей другим торцом со сферическим торцом штуцера, расположенным с зазором относительно обращённого к нему торца вкладыша.
На рисунке 6.5 в схематически изображён общий вид сопла для получения режущей струи жидкости.
Сопло содержит штуцер 1 со сферическим торцом 2, закреплённый на штуцере 1 держатель 3, в котором установлен вкладыш 4 с наружной конической поверхностью и выходным отверстием 5.
Кроме того, сопло снабжено соосно размещённой в держателе 3 и охватывающей вкладыш 4 втулкой 6 из материала, более мягкого по сравнению с материалом держателя 3 и вкладыша 4, например, из латуни, установленной заподлицо с торцом вкладыша 4 и контактирующей другим торцом со сферическим торцом 2 штуцера 1, расположенным с зазором относительно обращённого к нему торца вкладыша 4.
Сопло для получения режущей струи жидкости работает следующим образом.
Вкладыш 4, изготавливаемый из твёрдого сплава, рубина, сапфира или кварца, и выполненный с конусной наружной поверхностью, с углом 400, вставляется в латунную втулку 6 с образованием зазора между ним и сферическим торцом 2 штуцера 1. Латунная втулка 6 с вкладышем 4 устанавливается в держатель 3 конусной поверхностью, также равной 400. После этого держатель 2 навинчивается на штуцер 1. При этом верхний торец латунной втулки прижимается к сферическому торцу 2 штуцера 1, образовывая зазор между вкладышем 4 и торцом 2, а втулка 6 плотно прилегает к конусной поверхности держателя 3. Герметичное и надёжное уплотнение вкладыша 4 происходит при прохождении через сопло высоконапорной струи жидкости, так как при этом твёрдый вкладыш 4 вдавливается в мягкую латунь втулки 6.
Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить условия техники безопасности при применении вкладышей из хрупких материалов. Для создания герметичности соединения не требуется точного изготовления установленного конуса вкладышей, что уменьшает их себестоимость.
При поджимании верхнего торца латунной втулки к сфере штуцера последняя не изнашивается, а кроме того отпадает риск неосторожным движением раздавить вкладыш сферой штуцера.
Изготовленное сопло для получения режущей струи жидкости применяется в опытном образце установки для резания высоконапорной струёй жидкости. Предлагаемое сопло уже в течение полутора лет надёжно выдерживает давление до 4000 кг/см2, что соответствует максимальным возможностям для имеющегося на предприятии опытного образца гидрорезательной установки.
На рисунке 6.5 г показана конструкция, изобретённая с целью повышения надёжности сопла в работе.
Сопло содержит подводящий штуцер 1 с плоским торцом 2, закреплённый на штуцере 1 держатель 3 с расточкой 4. В расточке 4 держателя 3 установлен сопловый вкладыш 5 из сапфира, нажимная втулка 6 с радиальным каналом 7, уплотнитель держателя в виде резинового кольца 8 и коническая вставка 9 с осевым отверстием 10 и с цилиндрическим выступом 11, диаметр которого меньше диаметра соплового вкладыша 5, размещённого в расточке 12 втулки 6. Уплотнитель вкладыша 5 выполнен в виде плёночного покрытия 13 на торце выступа 11 конической вставки 9, выполненной из более мягкого материала, чем держатель 3 и вкладыш 5.
Плёночное покрытие 13 выполнено из эластичного материала, например фторопласта или эластичного клея.
Угол конусности вставки 9 составляет 600.
Сопло для получения режущей струи жидкости работает следующим образом.
При подаче жидкости в сопло под высоким давлением резиновое кольцо 8 деформируется и герметизирует винтовое соединение штуцера с держателем. Наличие радиального канала 7 во втулке 6 обеспечивает проход жидкости в зазор между втулкой 6 и держателем 3 и уравновешивает давление жидкости, воздействующее на сопловый вкладыш изнутри. Сформированная сопловым вкладышем струя жидкости проходит через отверстие 10 конической вставки 9 и направляется на обрабатываемый материал.
Установка в держателе конической вставки с цилиндрическим выступом упрощает обработку опорной поверхности, контактирующей через плёночное покрытие с вкладышем, выполненным из износостойкого, но хрупкого материала, каким является сапфир. Выполнение уплотнителя вкладыша в виде плёночного покрытия из эластичного материала, например фторопласта или эластичного клея, обеспечивает необходимую герметизацию и выравнивает давление на поверхности вкладыша. Размещение вкладыша в расточке втулки упрощает его центровку. Выполнение цилиндрического выступа у конической вставки с диаметром, меньшим диаметра вкладыша, исключает образование в нём вмятин от вкладыша и возможность перекоса при смещении вкладыша.
Предлагаемое изобретение обладает высокой надёжностью в работе и позволяет производить резку материалов струёй жидкости под давлением до 300 МПа.
Одним из недостатков этой конструкции является удаление от поверхности обработки среза соплового вкладыша 5 элементом 9 в держателе 3, ограничивающим её технологические возможности.
Исходя из того, что недостатком сопла (рисунок 6.5 б) является необходимость высокоточной обработки держателя штуцера, вкладыша, т.к. незначительное отклонение оси конических поверхностей держателя и вкладыша от оси штуцера приведёт к разгерметизации устройства, автором изобретения предлагается конструкция сопла, показанная на рисунке 6.5 д.
Целью изобретения является повышение надёжности в работе устройства. Указанная цель достигается тем, что в сопле для получения режущей струи жидкости, содержащем подводящий штуцер, закреплённый на нём держатель с конусообразным гнездом и размещённый в последнем выходным торцом вкладыш с сопловым отверстием, выходной торец вкладыша выполнен сферическим.
Кроме того, подводящий штуцер выполнен с конусообразным гнездом, а входной торец вкладыша выполнен сферическим и размещён в последнем.
На фиг. 1 изображено сопло для получения режущей струи жидкости, общий вид (вкладыш со сферическим выходным торцом); на фиг. 2 - то же, вкладыш со сферическим входным и выходным торцами.
Сопло для получения режущей струи жидкости содержит подводящий штуцер 1, закреплённый на нём держатель 2 с конусообразным гнездом 3 и размещённым в гнезде 3 выходным торцом вкладыш 4 с сопловым отверстием 5. Выходной торец вкладыша 4 выполнен сферическим. Штуцер 1 выполнен с конусообразным гнездом 6, а входной торец вкладыша 4 выполнен сферическим и размещён в последнем.
Сопло работает следующим образом.
При завёртывании держателя 2 происходит самоустановка вкладыша относительно конических поверхностей гнезд 3 и 6 при этом вкладыш 4, прижимаясь с усилием к коническим поверхностям гнезд 3 и6, обеспечивает герметизацию вкладыша 4 при прохождении рабочей жидкости через подводящий штуцер 1 в сопловое отверстие 5 вкладыша 4.
Такое уплотнение штуцера1, держателя 2 и вкладыша 4 с помощью сферы и плоскости происходит по линии, т.е. поверхность соприкосновения уменьшена до минимума, что обеспечивает надёжную герметизацию соединения и уменьшает требования к точности изготовления вкладыша, держателя и штуцера.
Снижение требований к точности изготовления сопла сокращает срок изготовления сопл и снижает их стоимость.
Ниже приводится (рисунок 6.5 е, фиг. 1, 2, 3) конструкция, в которой авторы изобретения предлагают вариант по герметизации вкладыша с сопловым отверстием.
Цель изобретения - повышение надёжности и эффективности работы сопловой головки.
На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - шайба, вид с торца; на фиг. 3 - вариант выполнения уплотнительного элемента.
Сопловая головка для получения высоконапорной струи жидкости содержит составной корпус 1, с каналом 2 для подвода жидкости и выполненным на торце цилиндрическим гнездом 3. В гнезде 3 корпуса установлен вкладыш 4 с сопловым отверстием 5, выполненным из материала, обеспечивающего получение гладкой поверхности соплового отверстия и обладающего высокой износостойкостью, например из ситаллов, кварцевого песка и т.п.
Составные части корпуса 1 соединены, например, при помощи резьбы. В корпусе 1 выполнено гнездо 6, в котором расположен выходной торец вкладыша 4 и уплотнительный элемент 7, размещённое между торцовой поверхностью вкладыша и держателем.
В качестве уплотнения может быть использована притёртая к поверхности корпуса торцовая поверхность вкладыша 4. Между стенкой гнезда корпуса 1 и вкладышем 4 по всей его длине выполнена замкнутая кольцевая полость 8. Для герметичности соединения между составными частями корпуса расположено уплотнение 9. Между торцами вкладыша 4 и гнезда 3 установлена шайба 10, в которой выполнены радиальные каналы 11, расположенные на торце шайбы 10, обращённом к вкладышу 4. Через каналы шайбы 10 кольцевая полость 8 сообщается с каналом 2 для подвода жидкости.
Сопловая головка работает следующим образом.
Вкладыш 4, изготовленный из ситалла, кварцевого стекла или другого аналогичного материала, размещают в гнезде 3 корпуса 1.
При подаче в сопловое отверстие 5 вкладыша 4 рабочей жидкости под давлением через канал 2 корпуса 1 жидкость через каналы 11 в шайбе 10 поступает в кольцевую полость 8, равномерно нагружая торец и наружную поверхность вкладыша сжимающими его силами. Рабочая жидкость истекает под действием высокого давления через сопловое отверстие 5 во вкладыше 4, при этом достигается равномерное распределение напряжений в стенках вкладыша от сил, возникающих при высоких гидравлических давлениях рабочей жидкости.
Устройство рассчитано на работу при давлении рабочей жидкости до 650 кг/см2.
Полная разгрузка вкладыша от давления высоконапорной струи жидкости в заявленной сопловой головке позволяет использовать для изготовления вкладыша менее прочные и более дешёвые материалы, например ситаллы, кварцевое стекло и т.п., что существенно снизит себестоимость изделия.
При этом величина давления рабочей среды не ограничивается прочностью вкладыша и может быть повышена до любого требуемого значения.
Разрушения вкладыша при повышении давления не произойдёт, т.к.
давление на внутреннюю поверхность вкладыша будет полностью уравновешиваться давлением на его наружную поверхность.
Ниже дана конструкция, предусматривающая повышение качества реза и срока службы сопла.
Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено трубчатым стеклянным капилляром и трубчатой прокладкой из эластичного материала, при этом выходной канал выполнен в капилляре, который закреплён в корпусе через прокладку.
На рисунке 6.5 ж изображено предлагаемое устройство для отрезки режущей струёй жидкости высокого давления.
Устройство содержит стеклянный капилляр, имеющий утянутый конец 2 и закреплённый в металлическом корпусе 3 сужающимся на выходе отверстием 4. Корпус 3 имеет кольцевой выступ 5 для подключения сопла к гидросистеме. Трубчатая эластичная прокладка 6 исключает протекание жидкости между корпусом 3 и капилляром 1 и хрупкое разрушение последнего от соприкосновения с металлическим корпусом при подаче в капилляр жидкости под высоким давлением.
Прокладка 5 выполнена сплошной и имеет выступающие концы с обеих сторон корпуса 3, что исключает повреждение капилляра при сборке сопла. Капилляр 1 закреплён в корпусе 3 запрессовкой, что создаёт сжимающие напряжения, которые компенсируют растягивающие напряжения, возникающие от давления рабочей жидкости.
Сопло обеспечивает получение компактной не распыляющейся струи жидкости с высоким режущим действием. Струя может прорезать лакокрасочные и полимерные покрытия толщиной 200-300 мкм при давлении жидкости 300-400 кг/см2.
Следующая конструкция показана на рисунке 6.5 з.
Целью изобретения является повышение надёжности герметизации, упрощение конструкции, улучшение гидродинамических характеристик струи и повышение производительности.
Указанная цель достигается тем, что в сопловом насадке, содержащем штуцер и закреплённый в нём с помощью резьбового соединения держатель с установленным в нём соплом, согласно изобретения, выходной торец штуцера и входной торец сопла выполнены в виде конических сопрягаемых поверхностей.
Кроме того, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, сопло выполнено с двухступенчатой цилиндрической наружной поверхностью.
На рисунке 6.5 з изображён общий вид другой конструкции.
Она содержит штуцер 1 и закреплённый на нём с помощью резьбового соединения держатель 2 с установленным на нём соплом 3.
Выходной торец штуцера 1 и входной торец сопла 3 выполнены в виде конических сопрягаемых поверхностей.
Кроме того, сопло 3 выполнено с двухступенчатой цилиндрической наружной поверхностью и может быть изготовлено из легированной, нержавеющей стали или из твёрдого сплава. Внутренняя поверхность сопла 3 имеет двухступенчатую коническую форму, переходящую в цилиндр.
Первая ступень конуса является посадочной и соединяется с конусом на торце штуцера 1. Вторая ступень конуса, переходящая в цилиндр, обеспечивает необходимую гидродинамическую характеристику режущей струи. В держателе 2 выполнены два соосных отверстия, в которые свободно установлено сопло 3. Затем держатель 2 навинчивается на штуцер 1. При завёртывании держателя 2 сопло 3 своей внутренней конической посадочной поверхностью с усилием прижимается к конусу на торце штуцера 1, обеспечивая тем самым герметизацию соединения при прохождении по каналу сопла рабочей жидкости высокого давления.
В данном устройстве уплотнение между штуцером 1 и соплом 3 с помощью конических поверхностей малых диаметральных размеров приводит к значительному уменьшению усилия зажима и появлению заклинивающей силы в радиальном направлении по сопряжённым коническим поверхностям при прохождении жидкости высокого давления по каналу (впускному отверстию) штуцера 1. Всё это даёт возможность обеспечить герметичность соединения практически для любых давлений.
Обеспечение герметизации зоны высокого давления за счёт жёсткого соединения по коническим поверхностям сопла 3 и штуцера 1 упрощает конструкцию, исключая дополнительные уплотнительные элементы и необходимость изготовления конической посадочной поверхности на торце держателя 2, а также улучшает гидродинамические характеристики струи, повышая тем самым производительность процесса гидрорезания.
Pages: | 1 | ... | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | ... | 29 | Книги по разным темам