Устройство для струйной обработки поверхности изделий
Изобретение относится к термохимической и эррозионной обработке поверхности изделий путем подачи на нее потока газа или жидкости и предназначено преимущественно для обработки изделий с переменным радиусом кривизны поверхности. Цель изобретения - повышение равномерности обработки путем выравнивания толщины слоя рабочей среды на поверхности изделия, повышение эффективности использования рабочей среды и расширение области применения. Устройство содержит раму, на которой закреплен коллектор с возможностью поворота вдоль продольной оси. Коллектор снабжен подводящим патрубком и щелевым насадком с дефлектором. Дефлектор выполнен в виде консольно закрепленных на торце насадка по обе стороны его щели шторок, которые могут быть гофрированными или в виде последовательно соединенных между собой шарнирных звеньев. Насадок закреплен с возможностью поворота в плоскости, проходящей через продольные оси коллектора и щелевого сопла, и выполнен в виде телескопически соединенных между собой прямоугольных патрубков с уменьшающейся шириной каждого последующего патрубка в направлении выходного торца насадка. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (аи I:=! ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678352/02 (22) 14.04.89 (46) 07,08.91. Бюл. N. 29 (72) А.И,Брюшинин (53) 621.784,6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 292505, кл. С 21 D 1/62, 1969. Ав . орское свидетельство СССР Мт 407964, кл. С 21 D 1/62, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термохимической и эрозионной обработке поверхности иэделий путем подачи на нее потока газа или жидкости и предназначено преимуще- . ственно для обработки изделий с перемен-. ным радиусом кривизны поверхности, Цель изобретения — повышение равномерности обработки путем выравнивания толщины слоя рабочей среды на поверхности издеИзобретение относится к термохимической и эрроэионной обработке поверхности изделий путем подачи на нее потока газа или жидкости и предназначено преимущественно для обработки изделий с переменным радиусом кривизны поверхности. Цель изобретения — повышение равномерности обработки путем выравнивания толщины слоя рабочей среды на поверхности изделия, повышение эффективности использования рабочей среды и расширение области применения. На фиг. 1 и 2 показаны взаимные разрезы А-А и Б-Б устройства; на фиг, 3-узел I на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 — разрезы В-.В и Г-Г „„50„„1668421 А1 лия, повышение эффективности использования рабочей среды и расширение области применения. Устройство содержит раму, на которой закреплен коллектор с возможностью поворота вдоль продольной оси. Коллектор снабжен подводящим патрубком и щелевым насадком с дефлектором. Дефлектор выполнен в виде консольно закрепленных на торце насадка по обе стороны его щели шторок, которые могут быть гофрированными или в виде последовательно соединенных между собой шарнирных звеньев. Насадок закреплен с возможностью повоФ рота в плоскости, проходящей через продольные оси коллектора и щелевого сопла, и выполнен в виде телескопически соединенных между собой прямоугольных патрубков с уменьшающейся шириной каждого последующего патрубка в направлении выходного торца насадка. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. устройства; на фиг. 6 — вариант выполнения гибких шторок в виде шарнирных звеньев. Устройство состоит иэ коллекторов 1, соединенных с источником рабочей среды через муфты 2 и снабженных отведенными от их щелевых окон телескопическими насадками 3 с гибкими шторками 4, закрепленными на этих насадках и отведенными от их выходного сечения вдоль обрабатываемой поверхности листа 5, технологического стола 6, спрофилированного под этот лист, роликов 7, соединенных с приводом 8 для перемещения стола, уплотнительных рукавов 9, рамы 10 с элементами крепления коллекторов, опор технологического стола и привода. 3 1668421 10 20 Коллекторов 1 может быть несколько в зависимости от технологического процесса, например, один — для эрозионной обработки листа, второй — для подачи на лист горячего газа или жидкости, химического реагента, третий — для охлаждающей среды (при закалке). Коллекторы выполнены в виде труб и закреплены с возможностью поворота относительно продольной оси; с одной стороны в подшипнике 11, с другой в подшипнике 12, установленном в муфте 2, имеющей сальниковое уплотнение 13. Телескопические насадки 3 выполнены в виде вставленных друг в друга щелевых патрубков с прямоугольным проходным сечением. Плоскости их каналов, т.е. плоскости, имеющие продольную ось каналов и большую ось их поперечного сечения (направление щели),также параллельны образующей поверхности листа, Подводимый к обрабатываемой поверхности патрубок 14 закреплен в насадках шарнирно.с возможностью поворота в плоскости щелевого канала. Например, он может качаться вокруг штифта 15, посредством которого он крепится в насадке (для чего торцовые стенки патрубка 14 имеют цилиндрическую поверхность с радиусом, равным половине его длины вдоль щели). Герметизация насадка выполнена уплотнительными вкладышами 16. При изменении статического-давления по длине коллекторов 1 с высотой уступа, образуемого патрубком 14 в канале насадка, обозначенном а, задается распределение вдоль патрубка погрнной силы, прижимающей его к листу, обеспечивающее выравнивание вдоль образующей поверхности листа погон ного расхода рабочей среды в результате соответствующего изменения зазора между кромками патрубка и листом, обозначенного в. Пределы изменения длины телескопических насадков, величины сил трения между патрубками, в подшипниках и сальниках коллекторов должны позволять в процессе перемещения листа относительно коллекто-ров ориентацию продольной оси их каналов по нормали к обрабатываемой поверхности и выдерживание зазора в за счет подсасывающего действия потока на шторки 4 и его выталкивающего воздействия на патрубки насадка. Гофрированные шторки 4 могут быть изготовлены, например, путем пластической деформации металлической ленты, привариваемой затем к выпускному патрубку насадка, как показано на фиг, 3. Материал ленты должен позв. лять изгиб ее в гофрированном виде эквидистантно профилю обрабатываемой поверхности в пределах упругих деформаций. Амплитуда гофрирования выбирается, исходя из обеспечения подсасывания шторки потоком на всей ее длине (c увеличением амплитуды необходимая для этого величина скоростного напора увеличивается) и существенного увеличения интенсивности воздействия рабочей среды на обрабатываемую поверхность в сравнении с негофрированной лентой. Оптимальная амплитуда может быть определена экспериментально, При изготовлении шторки в виде обычной ленты, например, в случаях, когда гофрирование несущественно увеличивает интенсивность воздействия рабочей среды на объект, необходимо обеспечить вращательную степень свободы закрепляемого конца обеспечить вращательную степень свободы закрепляемого конца ленты относительно выпускного патрубка в плоскости, перпендикулярной к обрабатываемой поверхности, проходящей через ее образующую, чтобы обеспечить постоянство высоты сформированного шторкой щелевого канала вдоль образующей обрабатываемой поверхности при наклоне выпускного патрубка насадка для сохранения полученного на выходе из канала насадки равномерного распределения погонного расхода рабочей среды вдоль этой образующей и предотвращения коробления шторки, У гофрированной шторки эта степень свободы реализуется путем растяжения и сжатия гофр на противоположных боковых сторонах шторки. Может быть оправдано поэтому изготовление шторки в виде ленты, гофрированной только на примыкающем к насадку участке. Другой вариант введения данной степени свободы для шторки показан на фиг..4 и 5. Здесь шторка выполнена в виде простой ленты, приваренной к планке 17, которая устанавливается на выпускном патрубке насадка при помощи шпилек 18 и 19 с возможностью поворота относительно крайней шпильки 18 на стороне наибольшего зазора в. Для этого отверстия 20 в планке 17 под другие шпильки вытянуты по дугам соответствующего радиуса, а шпильки выполнены с уступами или снабжены ограничительными втулками для крепления планки 17 без натяга. Уплотнение стыка планки 17 и выпускного патрубка производится при помощи шнура 21. Размеры отверстий 20 и силы трения в этом стыке должны позволять самоустановку выпускного патрубка с рабочим наклоном, показанным пунктиром, по отношению к 1668121 образующей поверхности листа при эквидистантном по отношении к этой поверхности положении ленты на примыкающем к выпускному патрубку участке с зазором, равном или большем максимального значения зазора между кромками выпускного патрубка и поверхностью листа. На фиг. 6 показана шторка, выполненная в виде звеньев, последовательно соединенных между собой на шарнирах, которыми сформированы уступы для турбулизации потока в щелевом канале. Соединение такой шторки с выпускным патрубком насадка производится также посредством планки 17 аналогично рассмотренному выше. Рукава 9, уплотняющие боковые зазоры между выпускными патрубками 14, шторками 4 и обрабатываемом листом, выполнены с эллиптическим проходным сечением из тонкого металлического листа и закреплены на технологическом столе враспор между боковыми стенками выпускных патрубков, боковыми кромками шторок и стенками технологического стола. Необходимая степень уплотнения может быть создана за счет упругости рукавов и подачи в них давления, 8 исходном состоянии спрейера насадки и шторки опираются на уплотнительные рукава 9, проточные каналы нааадков ориентированы продольной осью примерно по нормали к поверхности листа 5. как показано на фиг. 1, Устройство работает следующим образом. Рабочая среда подается в коллекторы 1 и насадки 3, в щелевые каналы, образованные поверхностью листа 5и шторками 4, как показано на фиг. 1 сплошными стрелками. Выпускные патрубки и шторки, прижимаемые потоком к листу. деформируют рукава 9 и устанавливаются на равновесном расстоянии от поверхности листа, технологический стол 6 перемещается на роликах 7 при помощи привода 8 в направлении, показанном пунктирными стрелками на фиг. 1. При этом насадки принимают положения, в которых направление продольной осевой плоскости их щелевого канала остается близким к нормали для поверхности листаблагодаря поступательной степени свободы их выпускных патрубков и вращательной степени свободы у коллекторов. При повышении статического давления по длине коллекторов от входного отверстия к торцовой стенке равновесный зазор между поверхностью листа и выпускными патрубками будет уменьшаться в сторону торцовой стенки коллекторов в реЗультате 10 15 поворота выпускных патрубков относительно штифта 15, что препятствует проявлению градиента статического давления па длине коллекторов в неравномерность погонного расхода рабочей среды по длине образующей обрабатываемой поверхности. Таким образом размеры участка обрабатываемой поверхности, омываемой с неравномерным распределением скорости потока по длине образующей поверхности листа, локализуются в районе выходного сечения насадка, что значительно меньше чем у известного устройства. По сравнению с другими спрейерами такого назначения, оснащенными механизмами перемещения коллекторов по копиру, предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию копира благодаря при. менению самоустанавливающихся насадков. 20 В случае незначительных перепадов в профиле обрабаты ваемой поверхности и незначительных углах между крайними положениями нормали к ней кинематическая схема связи выпускных патрубков с корпу25 сом спрейера может быть упрощена, например, путем соединения их с коллекторами через сильфоны и (или) соединения коллекторов с магистралью для рабочей среды через сильфонные шланги, что позволяет 30 исключить телескЬпическое и шарнирное соединение патрубков насадков и опоры с вращательными степенями свободы для коллекторов. Использование прелагаемого устройст5 ва позволяет повысить качество термохимической и эррозионной обработки деталей с поверхностью, имеющей переменный радиус кривизны, снизить стоимость этой обработки за счет повышения эффективности 40 использования рабочей среды и упрощения конструкции спрейеров. Формула изобретения 1. Устройство для струйной обработки поверхности изделий, преимущественно с 45 прямой образующей, содержащее раму с установленным на ней коллектором с патрубком подачи рабочей среды и щелевым насадком с дефлектором, выполненным в виде шторок, консольно закрепленных на 50 торце насадка по обе стороны его цели, о тл ича ю ще еся тем,что, с целью повышения равномерности обработки путем выравнивания толщины слоя рабочей среды на поверхности изделия, насадок закреплен с 55 возможностью поворота в плоскости, проходящей через продольные оси коллектора и щелевого сопла, и выполнен в виде телескопически соединенных прямоугольных патрубков прямоугольного сечения с умень I668421 шающейся шириной щели каждого последующего патрубка в направлении выходного торца насадка, а коллектор установлен с воэможностью поворота вокруг своей продольной оси. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения зффективности использования рабочей среды, гибкие шторки выполнены гофрированными. 3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области 5 применения, гибкие шторки выполнены в виде последовательно соединенных между собой шарнирных звеньев. 1668421 1668421 Фиг. 5 Составитель Г.Максименко Техред М,Моргентал Корректор М.Демчик Редактор Е.Савина Производственно-издэгель<.-.кий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2627 1Hp3)K3 2 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
