УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОИМПУЛЬСНОГО УДАЛЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ С ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2008 года по МПК B23K7/06 B21D26/08 B23K28/00 

Изобретение относится к машиностроению и касается, в частности, зачистки заусенцев, остающихся на кромках пересечения поверхностей после механической обработки резанием.

Известно устройство для удаления заусенцев [1], имеющее рабочую камеру, для закрывания и открывания которой используют дополнительный силовой привод, а также механизм, одновременно управляющий периодом сжигания заусенцев и посредством имеющейся трубно-клапанной арматуры переключающим камеру на выброс продуктов сгорания за счет того, что этот механизм выполнен в виде двух совмещенных цилиндров с параллельно расположенными продольными осями, вдоль которых способны перемещаться имеющиеся там плунжеры, а последовательность продольного перемещения этих плунжеров обеспечена радиальным перемещением стопорного шарика.

Основной недостаток устройства [1] в низком коэффициенте использования энергии, вводимой в устройство, а именно: для закрывания и открывания камеры применен дополнительный источник энергии, а высокое давление появляющихся продуктов сгорания вводимого в камеру топлива полезно не используется.

Наиболее близким по технической сущности и положительным результатам является техническое решение [2], имеющее самозапирающуюся рабочую камеру, то есть ориентированную на запирание камеры за счет давления газов, находящихся в полости этой же камеры.

Самозапирание камеры обеспечено тем, что верхняя часть камеры с нижним основанием выполнены в виде жесткого узла, относительно которого способна вверх-вниз перемещаться срединная часть камеры, выполненная в виде кольцевого пояса с внутренними фланцами. Причем нижний фланец способен непосредственно воспринимать на себя имеющееся в камере давление. Это давление с учетом площади фланца и создает силу, изнутри запирающую камеру. При этом механизм переключения камеры на выброс продуктов сгорания является полным аналогом механизма, имеющегося в техническом решении [1].

Основные недостатки этого [2] устройства:

1) конструктивная сложность механизма переключения плунжеров, управляющих периодом выпуска продуктов сгорания топливного заряда, предопределила тяжелые эксплуатационные условия работы радиально перемещающегося стопорного шарика и, как следствие, ненадежность работы механизма в целом из-за быстрого износа этого стопорного шарика;

2) в момент истечения газообразных продуктов горения из камеры сгорания, когда давление в камере становится сопоставимым с давлением жидкости, посылающей плунжер на перекрытие выхлопного тракта, в камере сгорания остается достаточно большой объем продуктов сгорания с избыточным давлением; с одной стороны, это затрудняет последующее открытие камеры для выгрузки обработанных деталей (требуется дополнительный расход воздуха повышенного давления), а с другой стороны - делает вынужденным выброс из камеры остаточных газов в зону рабочих мест обслуживающего персонала, что является недопустимым по технике безопасности (требуется усиленная приточно-вытяжная вентиляция).

Цель изобретения - исключить указанные недостатки. Цель достигнута следующими конструктивными мерами и приемами.

Над дном рабочей камеры установлена неподвижная сетчатая решетка, на которой располагают детали для зачистки заусенцев. При этом само дно камеры изготовлено в виде опрокинутого стакана, кольцевой торец которого выполняет функцию плунжера, опираясь на жидкостную подушку. В результате после сгорания в камере топливного заряда дно способно под давлением газов смещаться вниз и этим выдавливать жидкость из жидкостной подушки сквозь имеющийся клапан одностороннего действия в воздушно-гидравлический аккумулятор, одновременно открывая тракт для отвода из камеры газов в емкость с водным щелочным раствором. На входе газоотводного тракта в щелочную емкость тоже смонтирован клапан одностороннего действия, способный оставаться закрытым при наличии в тракте повышенного давления, а когда давление в тракте становится ниже атмосферного, этот клапан не препятствует атмосферному воздуху поступать в газовый тракт. Этим ликвидируется возникающий вакуум, то есть устраняется причина для подъема щелочного раствора в полость рабочей камеры.

На весь период истечения газообразных продуктов сгорания топливного заряда подвижное дно камеры продолжает оставаться в своем крайнем нижнем положении, так как жидкость, подпирающая дно, выдавливается сквозь свой клапан одностороннего действия в жидкостную полость имеющегося воздушно-гидравлического аккумулятора, а назад сквозь этот клапан возвратиться не может. Для открытия полости рабочей камеры подвижный кольцевой пояс камеры сжатым воздухом перемещают вверх. Этим освобождают имеющийся подпружиненный плунжер, ранее удерживаемый нижним фланцем кольцевого пояса в «утопленном» положении, при котором плунжер своей боковой поверхностью перекрывал обводной (относительно клапана одностороннего действия) жидкостный канал. В результате обводной канал становится способным сообщать жидкость, подпирающую плавающее дно камеры, с гидравлической полостью воздушно-гидравлического аккумулятора, минуя клапан одностороннего действия, и плавающее дно камеры тоже переходит в крайнее верхнее положение, при котором тракт для отвода газов оказывается закрытым. То есть устройство в целом становится готовым к разгрузке-загрузке обрабатываемых деталей. В свою очередь, предварительным назначением величины давления воздуха в воздушно-гидравлическом аккумуляторе предопределяют скорость движения дна рабочей камеры на ее открытие, то есть управляют периодом сгорания заусенцев.

Конструктивная схема устройства представлена на фигурах 1 и 2. В частности, на левой половине фигуры 1 показано взаимное расположение функциональных основных элементов, когда рабочая камера устройства в положении «Открыто», а на правой половине фигуры 1 - положение рабочей камеры «Закрыто» на момент до включения системы зажигания (обрабатываемые детали в камеру помещены, топливный заряд горючей газовой смеси подан, тракт отвода из камеры продуктов сгорания перекрыт); на фигуре 2 - положение камеры «Закрыто» при взаимном расположении функциональных элементов к концу процесса горения (тракт отвода из камеры продуктов сгорания открыт).

На фигурах приняты следующие обозначения. Рабочая камера 1 с элементами подачи топливной смеси и зажигания, стяжные шпильки 2 и опорная плита 3 в совокупности составляют жесткий каркас, относительно которого способен вверх-вниз перемещаться кольцевой пояс 4 и в верхнем положении полностью открывать камеру 1, а в нижнем своем положении - герметизировать ее. Между нижним фланцем камеры 1 и верхним фланцем кольцевого пояса 4 образована кольцевая полость П для ввода туда сжатого воздуха, реализующего работу подъема и опускания пояса 4. По центру плиты 3 неподвижно расположена решетка 5 с отверстиями, допускающими доступ газа из камеры 1 к поверхности дна 6, имеющего возможность скользить вниз-вверх относительно неподвижного стакана 7 и опирающегося на кольцевую жидкостную (масляную) подушку 10. Полость подушки 10 может сообщаться с жидкостной полостью воздушно-гидравлического аккумулятора 13 как посредством канала 11, имеющего на себе односторонний клапан 12, пропускающего жидкость только в аккумулятор 13, так и посредством канала 9, который может перекрываться телом плунжера 8 (показано на фигурах 1 и 2) или оставаться открытым. Плита 3 имеет газоотводный тракт 14, вход в который может быть закрытым наружной боковой поверхностью плавающего дна 6 (чертежи 1 и 2) или открытым. Над емкостью 16, заполненной водным щелочным раствором, газоотводный тракт 14 оснащен клапаном 15, способным сообщать с окружающей атмосферой полость тракта в случаях, когда давление газов в тракте оказывается ниже атмосферного давления. Внутреннее пространство емкости 16, находящееся над поверхностью щелочного раствора, сообщено с атмосферой клапаном 17.

Порядок работы устройства. Для приведения устройства в положение «Открыто», показанное на левой половине фигуры 1, в полость П подают сжатый воздух. На решетку 5 укладывают назначенные к обработке детали и, сбрасывая воздух из полости П, переводят кольцевой пояс 4 в крайнее нижнее положение (то есть в положение камеры «Закрыто»). При этом нижний фланец пояса 4 «утапливает» плунжер 8, заставляя его перекрыть своей боковой поверхностью жидкостный канал 9. Затем подают в камеру заряд газовой топливной смеси и поджигают ее. Появляющийся фронт пламени омывает детали, сжигая заусенцы. Нарастающее в полости камеры давление продуктов сгорания проникает сквозь отверстия в решетке 5 и начинает смещать вниз дно 6, выжимая жидкость из полости 10 сквозь клапан 12 в жидкостную полость воздушно-гидравлического аккумулятора 13. К концу горения топливного заряда подвижное дно 6 занимает свое крайнее нижнее положение (показанное на фигуре 2), полностью открыв газовый тракт 14 и давая газообразным продуктам сгорания поступать в щелочную емкость 16.

При этом входящий в состав продуктов сгорания водяной пар конденсируется, углекислый газ, прореагировав со щелочью, переходит в твердый солевой осадок, а температура и давление падают. То есть в полости камеры складываются условия для падения давления до уровня, ниже атмосферного давления. Тогда клапан 15 в одностороннем порядке пропускает атмосферный воздух в полость камеры.

Подачей сжатого воздуха в полость П кольцевой пояс 4 посылают вверх: камеру приводят в положение «Открыто». При этом «всплывает» вверх плунжер 8 и этим дают возможность жидкости поступать из воздушно-гидравлического аккумулятора в жидкостную подушку 10 через канал 9, в обход клапана 12. В результате подвижное дно 6 переходит в свое крайнее верхнее положение, перекрывая газоотводный тракт 14.

Затем рабочий цикл устройства повторяют.

Положительный эффект созданного технического решения состоит в повышении надежности срабатывания системы управления длительностью горения топливного заряда при гарантированной полной очистке камеры от продуктов сгорания и ликвидации выброса углекислого газа.

Источники информации

1. Патент РФ 2153409 С2, 7 В23К 28/00, 7/06, 2000 г. Бюл. №21.

2. Патент РФ 2149088 С1, 7 В23К 28/02, 7/06, 2000 г. Бюл. №14.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройству для термоимпульсного удаления заусенцев, и может найти применение при зачистке заусенцев, остающихся на кромках пересечения поверхностей после механической обработки резанием. Система самозапирающейся камеры (1) оснащена краново-трубной системой управления длительностью процесса горения топливного заряда и системой химического поглощения образующегося углекислого газа. Подвижное дно (6) камеры (1) выполнено в виде вверх дном расположенного стакана, опирающегося своим кольцевым торцом на гидравлическую подушку (10). На одном из трубопроводов, идущих к воздушно-гидравлическому аккумулятору (13), смонтирован клапан (12) одностороннего действия, пропускающий жидкость только в аккумулятор (13), а на другом, обводном относительно клапана (12) одностороннего действия, трубопроводе - плунжер (8), взаимодействующий с подвижным кольцевым поясом (4) камеры. На газоотводном тракте (14) также смонтирован клапан (15) одностороннего действия. В результате достигается повышение надежности срабатывания системы управления длительностью горения топливного заряда при гарантированной полной очистке камеры от продуктов сгорания и ликвидации выброса в атмосферу углекислого газа. 2 ил.

Устройство для термоимпульсного удаления заусенцев с изделий, содержащее рабочую камеру, имеющую элементы подачи топливной смеси и зажигания, подвижный кольцевой пояс и дно, и газоотводный тракт, отличающееся тем, что оно снабжено опорной плитой, решеткой для укладывания на нее обрабатываемых деталей, кольцевой жидкостной подушкой, воздушно-гидравлическим аккумулятором, клапанами одностороннего действия, плунжером и двумя каналами, на одном из которых смонтирован один из клапанов одностороннего действия, пропускающий жидкость только в аккумулятор, а на другом - плунжер, взаимодействующий с подвижным кольцевым поясом камеры, при этом газоотводный тракт выполнен в опорной плите и в нем смонтирован другой клапан одностороннего действия, по центру опорной плиты неподвижно расположена упомянутая решетка, в которой выполнены отверстия для допуска газа из камеры к поверхности дна камеры, которое выполнено в виде подвижного стакана, расположенного вверх дном с возможностью открывания и закрывания входа газоотводного тракта и опирания своим кольцевым торцом на гидравлическую подушку, сообщающуюся с воздушно-гидравлическим аккумулятором посредством упомянутых двух каналов.