СОПЛО Российский патент 2000 года по МПК B05B1/14 B05B1/06 

Изобретение относится к гидронасадкам, используемым в качестве инструмента при обработке различных пород природного шельфа.

За прототип принято изобретение патент России N 2069799 C1, кл. F 04 F 5/14, 27/11/96 - /1/.

К недостаткам известного технического решения следует отнести: возникающий отрицательный фактор реактивного усилия струи, способствующий снижению точности обработки; отсутствие универсальности при варьировании различными сечениями форсунок на выходе из сопла, приводит к удорожанию изготовления объектов.

Новое техническое решение направлено на устранение известных недостатков /1/.

Это достигается тем, что сопло, содержащее патрубок с центральным отверстием и приемную зону, закрепленное с возможностью прохождения через него воды, отличающееся тем, что оно снабжено приемной зоной, обеспечивающей подвод гидропотока через зону смешения и разделения подаваемой струи на оппозитно расположенные и равнозначные по силе давления участки трубопроводов, в которых потоки жидкости сужаются в противофазах истечения и направляются через центральные отверстия оппозитно расположенных форсунок, с возможностью обеспечения на выходе из них ламинарных потоков жидкости, причем патрубок 2 взаимодействует с торцами полуколец криволинейных зон срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения гидропотока и его разделения на два оппозитных направления, при этом кольцевые и полукольцевые поверхности отверстий, связанные с торцами упомянутых оппозитных зон, снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков патрубка 2 и соответственно форсунок 5, соединяемых сваркой по окружной периферии стыков, обеспечивающих жесткое замкнутое звено участков сложнопрофильного трубопровода жидкости, при этом на поверхностях внутренних отверстий, сопрягающихся с выходными торцами сложнопрофильного трубопровода выполнены резьбовые участки, обеспечивающие возможность оснащения их коническо-цилиндрическими форсунками с выходным сечением менее внутреннего диаметра сложнопрофильного трубопровода, причем от патрубка 2, после разделения зоны гидропотока, в форсунках создается зона сужения жидкости, переходящая в ламинарные оппозитно расположенные потоки в цилиндрических выходных отверстиях 6 оппозитно расположенных форсунок 5.

Графические изображения:
фиг. 1 - продольный разрез устройства;
фиг. 2 - дополнительный вид на сопло;
фиг. 3 - фрагмент соединения форсунки с патрубком;
фиг. 4 - сечение по плоскости P_с - поверхности стыкового соединения.

Описание устройства с учетом отличительных признаков от прототипа /1/.

Сопло, содержащее патрубок с центральным отверстием и приемную зону, и закрепленное с возможностью прохождения через него воды, отличающееся тем, что:
оно снабжено приемной зоной 2, обеспечивающей подвод гидропотока через зону смешения и разделения подаваемой струи на оппозитно расположенные и равнозначные по силе давления участки трубопроводов, в которых потоки жидкости сужаются в противофазах истечения и направляются через центральные отверстия оппозитно расположенных форсунок, с возможностью обеспечения на выходе из них ламинарных потоков жидкости;
патрубок 2 соединяется с торцами полуколец криволинейных зон трубопроводов, срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения гидропотока и его разделения на два оппозитных направления;
кольцевые и полукольцевые поверхности отверстий, связанные с торцами упомянутых оппозитных зон снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков патрубка 2 и соответственно форсунок 5, соединяемых сваркой по окружной периферии стыков, образующих жесткое замкнутое звено участков сложнопрофильного трубопровода жидкости;
на поверхностях внутренних отверстий, сопрягающихся с выходными торцами сложнопрофильного трубопровода, выполнены резьбовые участки, обеспечивающие возможность оснащения их коническо-цилиндрическими форсунками с выходным сечением менее внутреннего диаметра сложнопрофильного трубопровода;
от патрубка 2, после разделения зоны гидропотока, в форсунках создается зона сужения жидкости, переходящая в ламинарные оппозитно расположенные потоки в цилиндрических выходных отверстиях оппозитно расположенных форсунок.

Пример выполнения устройства.

Сопло 1, содержащее патрубок 2 с центральным отверстием и приемную зону 13, и закрепленное с возможностью прохождения через него воды:
снабжено зоной 13, обеспечивающей подвод гидропотока через зону смешения 14 и разделения подаваемой струи на оппозитно расположенные и равнозначные по силе давления участки D_вх трубопроводов, в которых потоки жидкости сужаются в противофазах истечения и направляются через центральные отверстия D_вых - оппозитно расположенных форсунок 5, с возможностью обеспечения на выходе из них ламинарных потоков жидкости;
патрубок 2 соединяется с торцами 19 полуколец 20 и 21 криволинейных зон 15 трубопроводов 3, срезанных и смещенных от плоскости P_с общего контакта с возможностью укладки сварного шва 17 тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения гидропотока в случаях его неоднородного состава и его разделения на два оппозитных направления;
кольцевые и полукольцевые поверхности отверстий превышают размер D_вх, связанный с торцами 11 и 22 упомянутых оппозитных зон 12 и 19, снабженных внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков патрубка 2 и соответственно форсунок 5, соединяемых сваркой 17 по окружной периферии стыков 12 и 19, образующих жесткое замкнутое звено участков P_с - 13, 14, 15, 18, D_вых сложнопрофильного трубопровода;
на поверхностях внутренних отверстий 8 и 7, сопрягающихся с выходными торцами сложнопрофильного трубопровода, выполнены резьбовые участки, обеспечивающие возможность оснащения их коническо-цилиндрическими форсунками с выходным сечением менее внутреннего диаметра сложнопрофильного трубопровода 3;
от патрубка 2, после разделения зоны гидропотока, в форсунках 5 создается зона сужения 6 для подаваемой жидкости, переходящей в ламинарные оппозитно расположенные потоки в цилиндрических выходных отверстиях оппозитно расположенных форсунок 5.

Для изготовления сопла 1 применяют установочные приспособления с тем, чтобы сохранить запланированные зазоры, заполняемые сварочным швом.

Форсунка 5 снабжена выступом 9 с лысками 10, создающими условия для поворота форсунки с соответствующим шагом ее осевой подачи, которая осуществляется по виткам резьбового соединения до опорной стыковочной поверхности 11 форсунки 5.

Выходной патрубок 4 слева и справа соединяется сваркой с одной стороны с изогнутыми участками трубопроводов 15, а с другой стороны - с резьбовыми отверстиями 8, расположенными в полостях форсунок 5.

Допускаемое размерное смещение осей выходных патрубков 4 не превышает 0,2 мм.

Обозначения на фиг. 1.

H_к - теоретическая длина конуса форсунки 5;
H_ц - цилиндрический участок форсунки 5;
D_вых - диаметр выходного отверстия форсунки 5;
D_вх - диаметр входного отверстия сопла 1.

Дополнительные обозначения:
P_с - поверхность стыкового соединения; сопло 1; патрубок 2, трубопроводы 3; патрубок 4; форсунка 5; цилиндрическая поверхность отверстия 6; резьбовые отверстия 7 и 8; выступ 9; лыска 10; торцы 11 и 12; приемная зона 13; зона смешения 14; криволинейные зоны 15 трубопроводов; площадь сечения 16; сварной шов 17; конус 18; торцы 19; полукольцевые участки 20 и 21 трубопровода 15.

Промышленная полезность нового технического решения проверена на образце 1 сопла, которым размывался грунт и породы смешанного состава из оксида кальция (CaO), известняка, рудообразных залежей и различных ископаемых материалов под давлением более 2,5 МПа.

Новизна технического решения усматривается на данный момент отсутствием более близких аналогов, нежели источник /1/.

Новый объект способен использовать чистую воду наряду с загрязненной жидкостью и пульпой, что ценно в условиях повторного использования воды.

Экономическая целесообразность предлагаемого технического решения заключается в отсутствии специальных приспособлений, балансирующих направление размыва в ручном и автоматизированном режимах, что создает прирост скорости проходки пазов на первом этапе разделения пород грунта, при ведении процесса разрезания породы как вне, так и под водой.

Изобретение относится к гидронасадкам, используемым в качестве инструмента при обработке различных пород природного шельфа. Сопло снабжено приемной зоной, обеспечивающей подвод гидропотока через зону смешения и разделения подаваемой струи на оппозитно расположенные и равнозначные по силе давления участки трубопроводов. Потоки жидкости сужаются в этих участках в противофазах истечения и направляются через центральные отверстия оппозитно расположенных форсунок с возможностью обеспечения на выходе из них ламинарных потоков жидкости. Патрубок сопла взаимодействует с торцами полуколец криволинейных зон срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения гидропотока и его разделения. Кольцевые и полукольцевые поверхности отверстий форсунок снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них ступенчатых цилиндрических участков патрубка и форсунок, которые могут быть выполнены коническо-цилиндрическими форсунками. Выходное сечение форсунок менее внутреннего диаметра сложнопрофильного трубопровода, образованного сваркой по окружной периферии стыков участков патрубка и форсунок. Техническим результатом изобретения является прирост скорости проходки пазов на первом этапе разделения пород грунта за счет отсутствия специальных приспособлений, балансирующих направление размыва в ручном и автоматизированном режимах при ведении процесса разрезания породы как вне, так и под водой. 4 ил.

Сопло, содержащее патрубок с центральным отверстием и приемную зону, закрепленное с возможностью прохождения через него воды, отличающееся тем, что оно снабжено приемной зоной, обеспечивающей подвод гидропотока через зону смещения и разделения подаваемой струи на оппозитно расположенные и равнозначные по силе давление участки трубопроводов, в которых потоки жидкости сужаются в противофазах истечения и направляются через центральные отверстия оппозитно расположенных форсунок, с возможностью обеспечения на выходе из них ламинарных потоков жидкости, причем патрубок взаимодействует с торцами полуколец криволинейных зон срезанных и смещенных от плоскости общего контакта с возможностью укладки сварного шва тороидальных и оппозитно противостоящих участков зоны смешения гидропотока и его разделения на два оппозитных направления, при этом кольцевые и полукольцевые поверхности отверстий, связанные с торцами упомянутых оппозитных зон, снабжены внутренними кольцевыми проточками с возможностью установки в них соответствующих ступенчатых цилиндрических участков патрубка и соотвественно форсунок, соединяемых сваркой по окружной периферии стыков, обеспечивающих жесткое замкнутое звено участков сложнопрофильного трубопровода жидкости, при этом на поверхностях внутренних отверстий, сопрягающихся с выходными торцами сложнопрофильного трубопровода, выполнены резьбовые участки, обеспечивающие возможность оснащения их коническо-цилиндрическими форсунками с выходным сечением менее внутреннего диаметра сложнопрофильного трубопровода, причем от патрубка, после разделения зоны гидропотока, в форсунках создается зона сужения жидкости, переходящая в ламинарные оппозитно расположенные потоки в цилиндрических выходных отверстиях оппозитно расположенных форсунок.