ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B28D1/00 

Изобретение относится к технологии обработки естественных и искусственных минеральных материалов динамической струей перегретого газового агента с введением минеральных добавок.

Известно устройство для обработки материалов с использованием электрической дуги, имеющие шарнирно прикрепленную к корпусу рукоятку [1]
Однако такое устройство может быть использовано только для обработки методом отделки поверхности материала в связи с тем, что разрядный узел не воздействует непосредственно на материал, а служит для введения в обтекающий проволоки поток воздуха аэрозольных частиц расплава этих проволок, что приводит к образованию сложной смеси рабочего тела: ионизированный воздух и аэрозольный металл.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для обработки материалов, содержащее корпус с рукоятью, пусковой механизм и рабочий орган в виде полой камеры, снабженной газогенератором и рабочим соплом [2]
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, значительная металлоемкость.

Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей, повышение удобства пользования инструментом и оперативной обработке различных материалов.

Это достигается в инструменте, содержащем рабочий орган в виде камеры, оснащенной сопловым насадком, и соединенной с приспособлением для руки оператора, за счет выполнения в корпусе нескольких бобин с проволокой, приводом, электроразрядным узлом, снабженным в своей полости аккумулятором электроэнергии, соединенным посредством кнопки включения, встроенной в рукоять, линией контакта с электровоспламенителем, закрепленным на передней торцовой части поджатой у глухого торца уплотнительной муфтой, соединенной посредством шарнира с рукоятью, при этом рукоять и втулка стянуты между собой с помощью винтового стержня, закрепленного со стороны, противоположной шарниру.

Предпочтительно оснастить рабочий орган еще одной рукоятью и закрепить ее на корпусе органа снизу.

При этом возможно оснащение рабочего органа на переднем торце направляющим опорным роликом, соединенным с корпусом рабочего органа посредством пружинного амортизатора.

Такое выполнение принципиальной взаимосвязи и конкретно каждого указанного признака инструмента позволяет существенно расширить сферу его применения, повысить мобильность и удобство пользования инструментом за счет новых выявленных свойств его существенных признаков и достижения нового качества при использовании всей совокупности существенных признаков.

Принципиальные качества, новизна и достигнутый уровень изобретательского замысла по совокупности решенной технической задачи подтверждается исследованием уровня техники в данной и близких областях технологии.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид инструмент в мобильном исполнении; на фиг. 2 показано сечение А-А инструмента; на фиг. 3 кинематическая схема и принцип использования.

Инструмент для термогазодинамической обработки металлов содержит рабочий орган 1 с сопловым насадком 2 и камерой 3, выполненной в виде емкости, заполненной штатными узлами (раскрываются далее). Рабочий орган 1 снабжен приспособлением 4 для руки оператора, выполненным в виде рукояти, а при значительных габаритных размерах рабочего органа и для повышения удобства пользования инструмент имеет дополнительную рукоять 5, закрепленную на корпусе рабочего органа снизу или сбоку; принцип автомата; по выбору потребителя, с точки зрения дизайна и удобства пользования.

Рукоять 4 имеет шарнир 6 для соединения с корпусом рабочего органа; оснащена кнопкой 7 включения контактов 8 электролинии, соединенной с аккумулятором электроэнергии, расположенным в полости рукояти (на чертеже не раскрыто).

В корпусе расположены две, три или более бобины 9 с запасом проволоки 10; конец проволоки заправлен в диэлектрический канал 11; каналы 11 расположены под углом друг к другу для сближения концов проволок в месте электродуги (Вольтовой дуги) 12, где контакты 13 подают напряжение разряда.

Для срыва расплава при возникновении Вольтовой дуги и выброса его на поверхность материала в полость рабочего органа 1 введен выход воздуходувки 14 (центробежного газового насоса) через кольцевой газораспределительный канал 15.

Для удобства и оперативности осмотра, смены аккумулятора рукоять снизу имеет поворотную крышку. А для возможности слежения за включением питания от аккумулятора отведены дополнительные линии контакта на индикатор, например, накаливания. Для точного ориентирования сопловой насадки 2 на материал 16 передняя торцевая часть рабочего органа оснащена подпружиненным роликом 17 для опоры и перемещения сопла. Пружинный амортизатор ролика может быть настроен по выбору упругости и отдаления ролика от материала на требуемое расстояние (зазор).

Рабочий орган 1 имеет на корпусе механизм 18 привода бобин 9. Этим механизм включает электропривод 19, редуктор 20 и карданные валы 21, 22 передачи усилия вращения на валы 23 бобин для расхода с них проволоки 10 (одновременно отматывают пару, или три проволоки с трех бобин фиг. 2 с проволокой (на каждой) из различного материала, например: медная, алюминиевая, стальная, серебряная и др. Рабочий орган уплотняется муфтой и винтовым стяжным элементом 24 при использовании шарнира 6 и поджимающих уплотнительных дисков, при этом рукоять имеет винтовое гнездо с уплотняющим кольцом для поджатия и уплотнения полости корпуса.

Для повышения удобства пользования, транспортировки и хранения инструмента в сборе (фиг. 1) и несколько запасных бобин 9 укладываются в футляре типа дипломат, где с помощью зажимов и мундштука фиксируют инструмент в корпусе дипломата, в котором может быть размещена Инструкция и правила использования инструмента (на чертеже не показано).

Работа инструмента для обработки материалов осуществляется следующим образом.

Вскрывают дипломат, вынимают инструмент, освобождая зажим и, сняв мундштук с сопла 2, проверяют готовность аккумулятора нажатием кнопки 7 и срабатыванию индикатора, затем включают газонасос 14 на корпусе 1 и проверяют искроразрядный узел отрывом дуги 12.

После этого ориентируют сопловой насадок 2 на поверхность материала 16 (фиг. 3) и роликом 17 отслеживают зазор между соплом и поверхностью материала. Включают нажатием кнопки 7 подачу напряжения на газонасос 14 и привод 19, включая в работу проволоки 10; подают напряжение на контакты 13. Газы, взрываясь из соплового насадка, вместе с каплями и аэрозолью расплава от проволок воздействуют своей кинетической и тепловой энергией на материал, подвергая его обработке по заданной технологии. При обработке материалов значительной площади используют корпус с двумя рукоятями, что повышает удобство, снижает нагрузки на руки оператора.

Конкретные рабочие параметры технологии обработки материала выбирают в зависимости от вида материала, его прочности, крепости, толщины, от физико-механических свойств конкретного материала и выбором режима расхода расплава проволок, а также за счет формирования специальной структуры и формы из соплового насадка 2 и зазором между соплом и поверхностью материала.

Материалами могут быть: пластики, минеральные естественные и искусственные плитки, покрытия из дерева, керамики, стекла, металлов и т.п.

Заявителем проведены испытания инструмента и экспериментальные опытные работы по выявлению способностей данного инструмента по выполнению операций обработки различных материалов. Этими экспериментами установлены наиболее эффективные материалы проволок, их расхода, установлены приемы и операции обработки материалов, показывающие высокую эффективность инструмента и удобство его пользования.

Таким образом, технологические, технические и тактико-технические характеристики разработанного инструмента для термогазодинамической резки и обработки материалов заключаются в удобстве пользования им в различных ситуациях, когда нет возможности для использования громоздких, габаритных и тяжелых рабочих устройств, требующих наличия баллонов, шлангов, запорной и клапанной арматуры, аппаратуры.

Кроме того, преимущества разработанного инструмента заключается также в модульности его узлов и комплектующих деталей, которые возможно подбирать на различные производительности, для различных целей и задач, для использования одной рукой и двумя руками оператора в особых ситуациях, где обычные инструменты или малоэффективны, или неприменимы вообще.

Так, при использовании рукояти и муфты на шарнире можно закрепить различные по длине рабочие органы, оснащенные различными проволоками подобранными по параметрам внутренней полости и для различных целей: напыления, отделки, обработки материалов.

Изобретение относится к области обработки материалов струей перегретого газового агента с введением минеральных добавок. Сущность изобретения заключается в снабжении рабочего органа бобинами с токопроводящими через диэлектрические каналы 11, ориентированные под острым углом к оси сопла 2, перед которым установлены токоподающие контакты 13, а в качестве газогенератора использован напорный воздуховод, каналы 15 которого введены в полость рабочей камеры под углом к направлению сопла в месте выхода проволок из каналов, причем приводы бобин и газогенератора соединены электрически с пусковым механизмом, размещенным в рукояти 4, которая шарниром 6 и винтовым узлом 24 соединена с корпусом, который может быть снабжен дополнительной рукоятью 5. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Инструмент для обработки минеральных материалов, содержащий корпус с рукоятью, пусковой механизм и рабочий орган в виде полой камеры, оснащенной газогенератором и рабочим соплом, отличающийся тем, что рабочий орган снабжен бобинами с токопроводящими проволоками, валы бобин соединены с закрепленными на корпусе приводами, а полость между бобинами и соплом оснащена диэлектрическими каналами, в которые введены проволоки от бобин, при этом каналы ориентированы друг к другу под острым углом в направлении к соплу, перед которым установлены токоподающие контакты, взаимодействующие с концами проволок, а в качестве газогенератора использован напорный воздуховод, каналы которого введены в полость рабочей камеры под углом к направлению сопла в месте выхода проволок из диэлектрических каналов, причем приводы бобин и газогенератора соединены электроканалами с пусковым механизмом, размещенным в рукояти. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что корпус рабочего органа соединен с рукоятью с помощью шарнира и винтового узла, закрепленных на корпусе со стороны, противоположной соплу, при этом на корпусе закреплена дополнительная рукоять, причем обе рукояти выполнены в форме рукояти револьвера. 3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что воздуховод соединен с пневмонасосом, закрепленным на корпусе в его верхней части.