Регулируемая форсунка

Изобретение относится к охлаждающим устройствам, в частности форсункам, используемым при механической обработке материалов, в частности взрывчатых веществ (ВВ) при утилизации боеприпасов. Форсунка содержит корпус с каналом для подачи охлаждающей среды и соосно установленную с ним вставку с соплом с регулируемым выходным сечением. Вставка с соплом выполнена сборной и состоящей из конической (в виде конфузора) и цилиндрической частей. Коническая часть выполнена с прорезью и на ее выходе закреплены две параллельные пластины. В прорези конфузора и в зазоре между параллельными пластинами размещены лепестки регулятора расхода, который выполнен в виде цанги с посадочной цилиндрической поверхностью, закрепленной на цилиндрической части вставки с помощью винтов и загерметизированных уплотнительным кольцом. Корпус выполнен с коническим выходным отверстием, а лепестки - с возможностью изменения положения за счет осевого перемещения корпуса по резьбе на цилиндрической поверхности регулятора расхода. Повышается безопасность работ при механической обработке ВВ резанием. 6 ил.

 

Изобретение относится к механической обработке материалов с охлаждением, в частности к механической обработке взрывчатых веществ (ВВ) с охлаждением при утилизации боеприпасов.

В настоящее время механическая обработка зарядов ВВ широко применяется как при изготовлении новых изделий военного и гражданского назначения, так и при извлечении ВВ из корпусов утилизируемых боеприпасов. При проведении механической обработки ВВ необходимо учитывать возможность воспламенения и детонации обрабатываемого материала при воздействии на него режущим инструментом. При анализе процесса резания ВВ наибольшее внимание уделяют распределению температуры по объему стружки, так как она находится в большем по времени контакте с режущим инструментом, а следовательно, и больше нагревается. Наиболее нагретой оказывается поверхность стружки, прилегающая к передней поверхности режущего инструмента, и с точки зрения обеспечения безопасности процесса резания, необходимо, чтобы температура на ней не превышала температуру воспламенения обрабатываемого материала. В связи с этим актуальной является задача разработки устройства для подачи жидкости, охлаждающей режущий инструмент и стружку в процессе обработки ВВ резанием и обеспечивающей гарантированное отсутствие возникновения не только детонации, но и заметного разложения ВВ.

При механической обработке ВВ необходимо учитывать наличие процессов, которые отсутствуют при проведении механической обработки инертных материалов. В первую очередь это относится к учету экзотермических реакций, которые могут возникнуть в наиболее прогретых слоях стружки и заготовки из ВВ и привести к их воспламенению или даже детонации. Эти обстоятельства являются решающими при разработке конструкции устройства для подачи охлаждающей жидкости, при назначении режимов резания. Данная конструкция должна обеспечивать не только охлаждение и смазку, но и способствовать слому стружки, при котором уменьшается время ее контакта с передней поверхностью режущего инструмента, через которую происходит ее основной нагрев.

Известна регулируемая форсунка (а.с №1764793, МПК6 B22D 11/124 от 30.09.1992 г., бюл. №36), состоящая из цилиндрического корпуса с каналом для подачи охлаждающей жидкости с рабочей полостью, втулки с прорезью и запорного элемента. Прорезь во втулке образована пересечением двух плоскостей, одна из которых перпендикулярна оси втулки, а другая расположена под углом к ней и сообщена с рабочей полостью форсунки. Рабочая полость образована торцами корпуса, запорного элемента и стенками втулки, при этом корпус и запорный элемент установлены с возможностью осевого перемещения во втулке относительно друг друга.

Недостатками данного изобретения является сложность конструкции, а также трудоемкость настройки на различные режимы охлаждения в процессе эксплуатации.

Эти недостатки в значительной степени устранены в регулируемой форсунке (а.с №2067912, МПК6 B22D 11/124 от 20.10.1996 г.), содержащей корпус с каналом для подачи охлаждающей среды и вставку, соосно установленную в корпусе с возможностью перемещения и образующую с его донной частью сопло, вставка выполнена составной в виде двух сопряженных вкладышей, один из которых подвижно установлен в корпусе и соединен с приводом его перемещения относительно неподвижного вкладыша, при этом канал для подачи охлаждающей среды примыкает к образованному поверхностями сопряженных вкладышей раздвижному соплу с профилированной внутренней поверхностью, форма и площадь выходного сечения которого изменяется при относительном осевом смещении вкладышей. Кроме того, раздвижное сопло форсунки может быть выполнено щелевым, или в виде группы профилированных отверстий, расположенных, по крайней мере, на сопрягаемой поверхности одного из вкладышей.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, невозможность использования при механической обработке материалов, а также наличие дополнительного привода для перемещения одного из вкладышей.

Технической задачей, решаемой в настоящем изобретении, является повышение безопасности работ при механической обработке ВВ резанием путем снижения температуры стружки подачей в зону резания струи охлаждающей жидкости оптимальной формы с давлением, приводящим к слому и уносу стружки.

Поставленная техническая задача в изобретении решается следующим образом. Регулируемая форсунка содержит корпус в виде полого цилиндра с каналом для подачи охлаждающей среды и соосно установленную сборную вставку с соплом с регулируемым выходным сечением. Вставка с соплом содержит входную полую цилиндрическую часть, переходящую в конфузор с прорезью, на выходе которого закреплены две параллельные пластины, при этом в прорези конфузора и в зазоре между параллельными пластинами размещены лепестки регулятора расхода, выполненного в виде цанги с посадочной цилиндрической поверхностью, закрепленной (например, с помощью винтов) на входной цилиндрической части, переходящей в конфузор, и загерметизированной уплотнительным кольцом. При этом выходное отверстие корпуса имеет коническую поверхность с возможностью изменения положения лепестков регулятора расхода.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция регулируемой форсунки в изометрии, на фиг.2 - общий вид конструкции, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.5 - сечения смазочного слоя, на фиг.6 - последовательность сборки конструкции.

Регулируемая форсунка состоит из корпуса 1 в виде полого цилиндра с каналом для подачи охлаждающей среды и соосно установленную сборную вставку с соплом с регулируемым выходным сечением. Вставка с соплом содержит входную полую цилиндрическую часть, переходящую в конфузор 2 с прорезью, на выходе которого закреплены две параллельные пластины. В прорези конфузора 2 и в зазоре между параллельными пластинами размещены лепестки регулятора расхода 3, выполненного в виде цанги с посадочной цилиндрической поверхностью, закрепленной (например, с помощью винтов 4) на входной цилиндрической части, переходящей в конфузор 2, и загерметизированной уплотнительным кольцом 5. Выходное отверстие корпуса 1 имеет коническую поверхность с возможностью изменения положения лепестков регулятора расхода 3 за счет осевого перемещения корпуса 1 по резьбе цилиндрической поверхности регулятора расхода 3.

Принцип работы регулируемой форсунки, с учетом вышеприведенного описания, заключается в следующем. Охлаждающая жидкость из специальной емкости для хранения насосом под давлением подается в трубопровод, на выходе которого для формирования струи и уменьшения ее разбрызгивания установлена регулируемая форсунка. Жидкость из трубопровода, проходя через входную цилиндрическую часть, переходящую в конфузор 2, ускоряется и попадает в плоское прямоугольное выходное сечение, образованное двумя параллельными пластинами, закрепленными на выходе конфузора 2, и лепестками регулятора расхода 3. Плоская струя, образованная прямоугольным выходным сечением, имеет меньший эффект размывания, по сравнению с круглой струей, что обеспечивает меньшее падение значения скорости вдоль ее оси, обеспечивая при этом скоростной напор, достаточный для слома стружки. Из регулируемой форсунки охлаждающая жидкость под давлением подается струей на режущий инструмент и стружку. Конструкцией данной регулируемой форсунки предусмотрено изменение ширины выходного сечения, которое выбирается в зависимости от ширины образующейся стружки для конкретного случая обработки. Давление подачи струи жидкости выбирается таким, чтобы оно приводило к слому и уносу образующейся стружки, длина которой при этом определяется по зависимости:

где [σ] - предел прочности обрабатываемого материала на сжатие, а - толщина срезаемого слоя, b - ширина среза, F - сила давления струи, определяемая как:

,

где dx - шаг по оси х, b - ширина среза, pi - давление в i-том сечении смазочного слоя (см. фиг.5), определяемое как:

где h - толщина смазочного слоя, hm - толщина смазочного слоя в том месте, где давление достигает максимума, η - динамическая вязкость охлаждающей жидкости, V - скорость относительного движения друг от друга поверхностей, разделенных смазочным слоем (в нашем случае - скорость резания).

При этом давление в первом сечении смазочного слоя определится как:

где u - скорость струи в первом сечении смазочного слоя, определяемая как:

где u0 - скорость струи в выходном сечении (), Р - давление подачи струи, X - расстояние от среза выходного сечения до передней поверхности резца А - константа (для плоской струи А≈0,1), В - полутолщина выходного сечения.

При накручивании на цилиндрическую поверхность регулятора расхода 3 корпуса 1 происходит его осевое перемещение, в результате которого обжимаются концы лепестков регулятора расхода 3, что приводит к изменению ширины выходного сечения, образованного двумя параллельными пластинами, закрепленными на выходе конфузора 2, и лепестками регулятора расхода 3.

Последовательность сборки конструкции (см. фиг.5) следующая: на входную цилиндрическую часть, переходящую в конфузор 2, устанавливается уплотнительное кольцо 5; затем на входную цилиндрическую часть устанавливается посадочная цилиндрическая поверхность регулятора расхода 3 так, чтобы его лепестки вошли в прорези конфузора и в зазор между параллельными пластинами, после чего регулятор расхода 3 крепится к входной цилиндрической части, например, с помощью четырех винтов 4; последний этап - на цилиндрическую поверхность регулятора расхода 3 накручивается корпус 1.

Преимущество предложенной конструкции регулируемой форсунки заключается в возможности проведения механической обработки ВВ при различных параметрах режимов резания с гарантированным сломом стружки, а изменение площади выходного сечения сопла позволяет снизить расход охлаждающей жидкости, необходимой для конкретного случая обработки. Снижение температуры стружки осуществляется как за счет ее охлаждения, так и за счет слома, что уменьшает время ее контакта с передней поверхностью режущего инструмента, через которую происходит основной нагрев. Снижение температуры стружки уменьшает вероятность возникновения экзотермических реакций, которые протекают в наиболее прогретых слоях стружки и могут привести к ее воспламенению или даже детонации.

Данная конструкция регулируемой форсунки была изготовлена и прошла испытания на базе заявителя с положительными результатами при утилизации боеприпасов.

Регулируемая форсунка, содержащая корпус в виде полого цилиндра с каналом для подачи охлаждающей среды и соосно установленную сборную вставку с соплом с регулируемым выходным сечением, отличающаяся тем, что вставка с соплом содержит входную полую цилиндрическую часть, переходящую в конфузор с прорезью, на выходе которого закреплены две параллельные пластины, при этом в прорези конфузора и в зазоре между параллельными пластинами размещены лепестки регулятора расхода, выполненного в виде цанги с посадочной цилиндрической поверхностью, закрепленной на упомянутой цилиндрической части вставки и загерметизированной уплотнительным кольцом, причем выходное отверстие корпуса выполнено с конической поверхностью, а лепестки регулятора расхода выполнены с возможностью изменения положения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй эжекцией и может быть использовано в машиностроении, например, для нанесения расплавленного распыленного твердого смазочного материала на шлифовальный круг.

Изобретение относится к обработке металлов и предназначено для охлаждения и смазки режущих инструментов и обрабатываемых изделий при сверлении или расточке глубоких отверстий.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для подачи смазочных материалов при металлообработке. .

Изобретение относится к устройству и способу охлаждения режущего средства в машинах для разрезания длинных рулонов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления заготовок с высоким коэффициентом теплового расширения на станке для прецизионной сухой механической обработки заготовок для их точной сборки.

Изобретение относится к машиностроению, к механической обработке металлов, в частности к способам охлаждения и смазки режущих инструментов посредством смазочно-охлаждающих технологических средств и их компонентов.

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам для охлаждения зоны резания металлорежущего станка. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механической обработке металлов, в частности к способам подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и их компонентов.

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам для охлаждения зоны резания металлорежущего станка с помощью подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов передней и задней бабок

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для подачи смазочно-охлаждающей жидкости

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при пластической деформации микронеровностей внутренней поверхности деталей с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Устройство состоит из корпуса с закрепленной на его конце крышкой, а также электродвигателя, который соединен с регулятором частоты вращения, получающего питание от аккумулятора. Кнопка пуска, которая установлена на крышке, обеспечивает включение и выключение электродвигателя. В корпусе установлены также лопатки, одним концом соединенные с корпусом, а другим с помощью шлицевого соединения с электродвигателем, и зафиксированы стопорным кольцом. К корпусу крепится штуцер для подсоединения к пневмосистеме и подводящий патрубок, через который к головке с шариком подается СОЖ. Изобретение позволяет уменьшить габариты устройства и упростить его конструкцию. 1 ил.
Изобретение относится к области обработки деталей резанием и содержит режущий элемент, привод для приведения в действие режущего элемента, вал, присоединенный к приводу и режущему элементу, пенообразующий аппарат, предназначенный для образования и направления пены через вал к границе резки, вакуумный аппарат, включающий кольцо, проходящее вокруг вала, окружающее границы резки и имеющее множество радиальных и аксиальных всасывающих каналов, источник вакуума, соединенный с упомянутыми каналами и устройство для преобразования пены в жидкость, содержащее несколько трубок, предназначенных для преобразования пены в жидкость при прохождении пены через них. Изобретение позволяет повысить качество обработки. 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при высокоскоростной обработке вращающимся инструментом титановых и других материалов с низкой теплопроводностью. Система включает в себя по меньшей мере одну зону на корпусе инструмента для установки режущего элемента, канал косвенного охлаждения в корпусе инструмента для подачи охлаждающей жидкости, температура которой меньше температуры окружающей среды со стороны задней поверхности режущего элемента, и полость, образованную на задней поверхности режущего элемента для приема охлаждающей жидкости из канала и обеспечения охлаждения режущего элемента. В полости выполнено выпускное отверстие, соединенное с выпускным отверстием на поверхности режущего элемента, для выпуска в атмосферу поступающей в полость охлаждающей жидкости. Расход охлаждающей жидкости не превышает 10% от необходимого расхода синтетических охлаждающих жидкостей при механической обработке той же детали поливом. Охлаждающая жидкость представляет собой двухфазный поток для обеспечения отвода тепла от режущего элемента путем поглощения теплоты в процессе испарения охлаждающей жидкости. Увеличивается срок службы инструмента. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Режущий инструмент содержит режущую пластину, соединенную с охлаждающей пластиной, выполненной с отверстием для прохода хладагента. Для повышения стойкости режущей пластины передняя поверхность режущей кромки режущей пластины выполнена с выступами и пазами между ними, а охлаждающая пластина выполнена с лицевыми поверхностями, пазами и массивами лицевой поверхности ниже плоскости передней поверхности режущей кромки режущей пластины для соответственного соединения с выступами и пазами режущей пластины. Границы выходов хладагента, образованных режущей пластиной и пазами охлаждающей пластины на её лицевой поверхности, расположены между режущей кромкой и участком безотрывного контакта со стружкой лицевой поверхности, причем лицевая поверхность охлаждающей пластины содержит поверхности в виде клина или лопатки, соединена с теплопроводами и имеет пороги, впадины и бугристые элементы, причем пороги выполнены в виде угла, образованного отклонением лицевой поверхности от торцевой, и расположены от режущей кромки на расстоянии 0,2-1,5 мм. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к механической обработке металлов, в частности к способу охлаждения и смазки режущих инструментов посредством применения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и компонентов. Способ включает подачу микродоз дистиллированной воды в количестве 0,05-4,5 г/час посредством активированного электрическими разрядами охлажденного до температур от 0°C до -20°C газового потока. Охлаждение газового потока с микродозами воды от 0°C до -20°C проводят двустадийно, причем на первой стадии в вихревой трубке Ранка-Хилша с температур 20-24°C до температур от 10-14°C до 1-2°C при давлении газового потока на входе 1-4 атм. и посредством сопла Лаваля до температур от 0 до -20°C на второй стадии. Способ позволяет повысить стойкость металлорежущих инструментов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Способ включает подачу СОТС и углеродных нанотрубок в зону контакта инструмента с обрабатываемым материалом посредством жидкого носителя. Для повышения стойкости при лезвийной обработке используют углеродные нанотрубки, имеющие в своем составе микродозы трибоактивных веществ. При этом концентрацию упомянутых углеродных нанотрубок в жидком носителе устанавливают в интервале 0,01-1,50 весовых процентов. 1 табл.

Изобретение относится к переносной ручной моторной цепной пиле. В корпусе пилы расположен узел привода для приведения в движение пильной цепи, перемещаемой вокруг направляющей шины. Узел привода содержит двигатель внутреннего сгорания, коленчатый вал которого расположен перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы и на одном конце имеет приводную звездочку для пильной цепи, а на другом конце - рабочее колесо вентилятора охлаждения двигателя. Поток холодного воздуха от вентилятора охлаждения двигателя проходит перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы, обтекая цилиндр двигателя внутреннего сгорания, расположенный между приводной звездочкой и вентилятором охлаждения двигателя. Поток холодного воздуха выходит через отверстие корпуса. Кроме того, предусмотрена рукоятка в виде трубы, которая огибает корпус двигателя перпендикулярно продольной оси моторной цепной пилы и которой соответствует ограждающее устройство, расположенное между трубообразной рукояткой и передним концом направляющей шины. Ограждающее устройство с помощью по меньшей мере одной ножки крепится в области отверстия корпуса для вывода потока холодного воздуха. В области отверстия корпуса расположен воздухонаправляющий элемент, который закреплен на ножке ограждающего устройства или выполнен с ножкой ограждающего устройства как единое целое. В результате обеспечивается лучшее охлаждение глушителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к охлаждающим устройствам, в частности форсункам, используемым при механической обработке материалов, в частности взрывчатых веществ при утилизации боеприпасов

Наверх