Автогидроустановка для резки материалов струей жидкости

 

Использование: камнеобрабатывающая промышленность, обработка плит из декоративного камня. Сущность изобретения: автогидроустановка содержит источник высокого давления жидкости, расширительный бак, высоконапорный резак с соплом, источник низкого давления жидкости, отсекающий и подпорный клапаны и гидрораспределитель. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике высокого давления и может быть применено в различных отраслях промышленности, а также в камнеобрабатывающей промышленности, например, при резке плит из декоративного камня (из гранита или мрамора) на определенные размеры или по любому профилю.

Известны автогидроустановка для резки различных материалов с подачей в струю воды абразива, содержащая источник высокого давления жидкости, напорная магистраль которого сообщена через расширительный бак с высоконапорным резаком с соплом, источник низкого давления жидкости, отсекающий клапан с нормально открытым входным каналом и с приводной полостью, соединенной с распределителем с электромагнитным управлением.

Недостатком известной автогидроустановки является невозможность повторного использования абразива, расход которого равен порядка 1 кг/мин, его невозможно отделить от крошек разрезаемых плит из декоративного камня.

Цель изобретения - увеличение эффективности и расширение функциональных возможностей.

Это достигается тем, что автогидроустановка снабжена подпорным клапаном, установленным в напорной магистрали и соединенным своей входной частью с расширительным баком, а выходной - с высоконапорным резаком, при этом входной канал отсекающего клапана подключен к напорной магистрали между расширительным баком и подпорным клапаном, а сопло высоконапорного резака наклонено в сторону, противоположную подаче материала.

На фиг.1 изображена предлагаемая автогидроустановка, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Автогидроустановка содержит насос 1 высокого давления, расширительный бак 2 с диском 3 и с полой ступицей 4, в которых выполнены калиброванные отверстия 5, подпорный клапан 6, отсекающий клапан 7, снабженный подпружиненным поршнем 8 с штоком 9, конец которого входит в контакт с входным отверстием 10, отсоединяя его от выходного отверстия 11, гидрораспределитель 12 с электромагнитным управлением, соединенный одной стороной с приводной полостью клапана 7, а другой - с насосом 13 низкого давления жидкости, резак 14 с входной полостью 15 и отверстием 16 сопла резака 14, выполненным с соотношением длины отверстия к его диаметру, при котором в струе воды возникает начальный эффект кавитации, баки 17 и 18, материалы 19. Направление 20 шаговой прерывистой подачи материала к струе воды сопла и угол α наклона отверстия сопла изображены на фиг.2.

Работает автогидроустановка следующим образом.

Включается в работу насосы 1 и 13. Жидкость от насоса 1 через расширительный бак 2 и отверстия 10 и 11 клапана 7 сливается в бак 17. Включением гидрораспределителя 12 срабатывает отсекающий клапан 7 и перекрывает свое входное отверстие 10. Жидкость со стабилизированным высоким давлением от бака 2 и подпорного клапана 6 подается через входную полость 15 высоконапорного резака в отверстие 16 его сопла, а из него струя жидкости направляется под углом α к поверхности разрезаемого материала. Струя жидкости режет материал за счет большого скоростного напора и образования в зоне резки микрогидравлических ударов.

После сквозной очередной шаговой резки материал периодической шаговой подачей перемещается к струе жидкости высоконапорного резака. Подача жидкости к высоконапорному резаку прекращается отключением электромагнита гидрораспределителя 12.

Увеличение эффективности резки и расширение функциональных возможностей автогидроустановки достигнуты следующим образом.

С помощью расширительного бака 2 и подпорного клапана 6 к входной полости высоконапорного резака 14 подводится полностью стабилизированное от пульсаций высокое давление жидкости (порядка 200 МПа и выше). Стабилизированным от пульсаций высоким давлением жидкости обеспечивается без нарушения образование в отверстии сопла высоконапорного резака начальных явлений кавитации и полный их выход со струей к зоне резки материала. В зоне резки материала сопротивление движению струи жидкости возрастает. Это приводит к превращению скоростного напора струи в соответствующее давление и к захлопыванию пузырьков с воздухом и газом в зоне резки материала с частотой более 30 млн/с. Указанное есть эффект преобразования начальных явлений кавитации в конечные, выраженные в виде микрогидравлических ударов. Последнее сопровождается увеличением давления струи в зоне резки материала на 2000-3000 кг/см² к подведенному к высоконапорному резаку и возрастанием местной температуры в зоне резки материала до 1500^оС и выше. Направлением струи жидкости под углом α к поверхности разрезаемого материала и шаговой подачей последнего к струе обеспечивается более эффективное использование конечных явлений кавитации (микрогидравлических ударов) по глубине разрезаемого (разрушаемого в зоне резки) материала.

Подсоединением отсекающего клапана к магистрали, в которой расширительным баком полностью устранена пульсация давления жидкости, причем с малым поглощением мощности насоса позволило простым и надежным способом обеспечить управление подачей любого по величине высокого давления жидкости к высоконапорному резаку автогидроустановки.

Формула изобретения

АВТОГИДРОУСТАНОВКА ДЛЯ РЕЗКИ МАТЕРИАЛОВ СТРУЕЙ ЖИДКОСТИ, содержащая источник высокого давления жидкости, напорная магистраль которого сообщена через расширительный бак с высоконапорным резаком с соплом, источник низкого давления жидкости, отсекающий клапан с нормально открытым входным каналом и с приводной полостью, соединенной с распределителем с электромагнитным управлением, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности резки и расширения функциональных возможностей, она снабжена установленным в напорной магистрали подпорным клапаном, соединенным своей входной частью с расширительным баком, а выходной-с высоконапорным резаком, при этом входной канал отсекающего клапана подключен к напорной магистрали между расширительным баком и подпорным клапаном, а сопло высоконапорного резака наклонено в сторону, противоположную подаче материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2