Износостойкое сопло для формирования режущей абразивно-жидкостной струи



Износостойкое сопло для формирования режущей абразивно-жидкостной струи
Износостойкое сопло для формирования режущей абразивно-жидкостной струи

 


Владельцы патента RU 2465064:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (RU)

Изобретение относится к устройствам для получения высоконапорной режущей струи абразивно-жидкостной смеси. В износостойком сопле установлены одна или несколько волногасящих насадок с кольцевыми выступами игольчатой формы, наиболее эффективно рассеивающими волны упругой деформации, образующиеся при прохождении по каналу сопла абразивно-жидкостной суспензии. Эти насадки посажены с натягом и встык на внешнюю поверхность фокусирующей трубки продольного осевого канала сопла. Вдоль оси канала диаметры кольцевых выступов пропорционально коррелируют с диаметрами характерного, приработанного от волн упругой деформации или имитирующего эту приработанность, канала сопла. Техническим результатном изобретения является повышение срока службы безразборного сопла за счет повышения износостойкости канала сопла путем учета волновых свойств канала. 1 з.п. ф-лы., 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для получения высоконапорной режущей струи абразивно-жидкостной смеси.

В качестве ближайшего аналога выбрана конструкция разборного сопла для получения режущей струи абразивно-жидкостной смеси [патент СССР 1837991, МПК B05B 1/00, опубл. 30.08.1993, бюл. №32]. Сопло для истечения рабочей жидкости содержит ряд элементов, охваченных обоймой и стянутых винтом с образованием продольного осевого канала для прохождения рабочей жидкости с абразивом. Каждый элемент выполнен в виде призмы, на ребрах которой выполнены продольные фаски, а осевой канал для подачи жидкости образован последними. Данное выполнение сопла позволяет повысить срок его службы за счет многократного использования поворачиваемых призм, на ребрах которых образованы фаски.

Недостатком данного изобретения является необходимость снимать и разбирать сопло для изменения положения призм после достаточного износа канала сопла, образованного фасками призм. Недостатком также является то, что совершенно не учтено влияние волновых свойств канала сопла на его приработку и износ.

Задачей данного изобретения является повышение срока службы безразборного сопла (повышение износостойкости канала сопла) путем учета волновых свойств канала.

Задача решается при помощи одной или нескольких волногасящих насадок с кольцевыми выступами игольчатой формы, наиболее эффективно рассеивающими волны упругой деформации, образующиеся при прохождении по каналу сопла абразивно-жидкостной суспензии. Эти насадки посажены с натягом и встык на внешнюю поверхность фокусирующей трубки продольного осевого канала сопла. Причем вдоль оси канала диаметры кольцевых выступов пропорционально коррелируют с диаметрами характерного (приработанного от волн упругой деформации или имитирующего эту приработанность) канала сопла. Для имитации приработанности канала фокусирующая трубка с каналом может быть, например, изготовлена спеканием из композиционного материала на основе мелкодисперсного карбида вольфрама и кобальтовой связки или из конструкционной керамики с копированием характерного профиля ранее приработанного канала базового образца сопла.

На фиг.1 изображены два вида (разрез сбоку и вид сзади) сопла с характерным профилем приработанного канала и с волногасящими насадками.

На фиг.2 - фотография осевого сечения канала экспериментального базового образца сопла с характерным приработанным профилем и с приложенной миллиметровой линейкой.

Позиции: 1 - фокусирующая трубка; 2 - канал сопла, 3 - волногасящие насадки; 4 -кольцевые выступы игольчатой формы.

На фокусирующей трубке 1 с каналом, копирующем характерный приработанный профиль базового образца (фиг.2), посажены с натягом три волногасящие насадки с кольцевыми выступами игольчатой формы. Ширина каждой из насадок соответствует длине характерного участка периодического профиля внутреннего канала L фокусирующей трубки. Ширина насадок - 12 мм, 18 мм и 24 мм. Вершины выступов расположены на воображаемой дуге, кривизна которой определяется эмпирически и зависит от длины характерного участка внутреннего канала приработанной фокусирующей трубки. Толщина (h=8 мм) выбрана равной толщине стенки неприработанной трубки. Диапазон высоты кольцевых игольчатых выступов - 1,5…10 мм, ширина выступов - 1,5…2 мм.

Механизм действия. В результате прохождения абразивно-жидкостной суспензии по каналу фокусирующей трубки генерируются поверхностные акустические волны упругой деформации (волны типа Рэлея) [Барзов А.А., Галиновский А.Л. Технологии ультраструйной обработки и диагностики материалов. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009. - 246 с.], которые, взаимодействуя между собой и дополнительно усиленные волнами, вызванными ударами частиц абразива жидкости о стенки канала, создают интенсивную волновую картину, способствующую ускоренной эрозии канала фокусирующей трубки.

Были проведены эксперименты, доказывающие влияние волновых процессов (волн упругой деформации) на процесс гидроразрушения материалов, аналогичные волновые процессы происходят в канале сопла высоконапорной струи абразивно-жидкостной смеси. Сгенерированные волны упругой деформации проходят через внешнюю поверхность фокусирующей трубки в виде поверхностных акустических волн.

Волногасящие насадки, посаженные с натягом на фокусирующую трубку для уменьшения волнового сопротивления между внешней поверхностью фокусирующей трубки и волногасящей насадкой, рассеивают поверхностные акустические волны на своих кольцевых выступах игольчатой формы. Посадка с натягом делается для того, чтобы волна не отражалась от границы раздела «фокусирующая трубка-насадка», а как можно с меньшими потерями переходила в насадку и там рассеивалась.

А для стабилизации волновой картины во времени внутренний канал фокусирующей трубки копирует характерный приработанный профиль аналогичной ранее работавшей фокусирующей трубки гидрорезной установки.

1. Износостойкое сопло для формирования режущей абразивно-жидкостной струи, содержащее продольный осевой кольцевой канал, отличающееся тем, что установлены одна или несколько волногасящих насадок с кольцевыми выступами игольчатой формы, посаженные с натягом и встык на внешнюю поверхность фокусирующей трубки канала сопла, причем вдоль оси канала диаметры кольцевых выступов пропорционально коррелируют с диаметрами характерного, приработанного от волн упругой деформации или имитирующего эту приработанность, канала сопла.

2. Сопло по п.1, отличающееся тем, что фокусирующая трубка с каналом изготовлена спеканием из композиционного материала, например, на основе мелкодисперсного карбида вольфрама и кобальтовой связки или конструкционной керамики с копированием характерного профиля ранее приработанного канала базового образца сопла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к форсункам, в частности, для градирен на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды и в системах искусственного микроклимата.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в промышленных и гражданских объектах с повышенной пожарной опасностью для локализации очагов возгорания, а также для эффективного пожаротушения в производственных помещениях с применением автоматических систем пожаротушения.

Изобретение относится к сфере контроля загрязненности воздуха, в особенности к устройству для перенаправления потока текучей среды в камере повышенного давления для улучшения эксплуатационных характеристик потока и, следовательно, улучшения качества контроля загрязненности воздуха, особенно при избирательном каталитическом восстановлении NOx.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерация высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах подачи топлива дизельных двигателей. .

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для генерации мелкодисперсных газокапельных потоков, и может быть использовано в системах пожаротушения, в технологическом оборудовании, в устройствах сжигания жидкого топлива и поливочных агрегатах.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов

Изобретение относится к комплексной очистке сточных вод

Изобретение относится к распылительным насадкам высокого давления для удаления окалины с изделий из стали

Изобретение относится к оборудованию для оздоровительно-лечебных и водно-термических процедур

Изобретение относится к противопожарной технике

Изобретение относится к области гидроаэродинамики и можег быть использовано для переливания жидкости из различных сосудов

Изобретение относится к устройству и способу для впрыскивания многофазной струи с переменным направлением и/или отверстием посредством струйного взаимодействия между многофазной струей и одной или более воздействующих струй

Изобретение относится к универсальной водосберегающей насадке для водораздаточных средств, таких, как водопроводный кран (бытовой смеситель), душевая головка, а также все другие аналогичные изделия водоразборной арматуры всех типов и диаметров, из различных материалов, включающая установленный в осевом направлении трубковидный корпус и расположенные в нем дисковый фильтр и устройство для сокращения расхода воды на выходе, путем разбивания ее на мельчайшие частицы в виде аэрозоля и увеличения скорости потока воды с одновременным формированием струи различного режима ее расхода, установленное на выходе дискового фильтра

Изобретение относится к универсальной водосберегающей насадке для водораздаточных средств, таких, как водопроводный кран (бытовой смеситель), душевая головка, а также все другие аналогичные изделия водоразборной арматуры всех типов и диаметров, из различных материалов, включающая установленный в осевом направлении трубковидный корпус и расположенные в нем дисковый фильтр и устройство для сокращения расхода воды на выходе, путем разбивания ее на мельчайшие частицы в виде аэрозоля и увеличения скорости потока воды с одновременным формированием струи различного режима ее расхода, установленное на выходе дискового фильтра
Наверх