ГИДРОМОНИТОРНАЯ НАСАДКА Российский патент 2009 года по МПК E21C45/02 

Описание патента на изобретение RU2374448C1

Изобретение относится к обработке поверхности изделий струей жидкости высокого давления.

Известна насадка гидромонитора [А.с. СССР №648734, МКИ Е21С 45/00. Насадка гидромонитора. - 1979], выполненная в виде двух, образующих кольцевой канал, соосно расположенных патрубков и клапана, предназначенного для пульсирующего истечения жидкости и гидравлического удара, причем в стенках патрубков выполнены каналы и отверстия, расположенные ярусами и образующие эжекторы, а клапан расположен на периферии наружного патрубка.

Недостатком данного устройства является его низкая производительность, обусловленная воздействием на материал только осевого потока, что приводит к обработке небольшой площади поверхности материала.

Прототипом изобретения является гидромониторная насадка [Патент РФ №2165020, МКИ7 Е21С 45/00. Гидромониторная насадка. - 2001], содержащая корпус с сопловой головкой, размещенной на ее переднем торце, и вторую сопловую головку, размещенную на боковой поверхности корпуса. Ось выходного отверстия первой сопловой головки в плоскости ее переднего торца смещена относительно оси вращения корпуса на некоторое расстояние и наклонена к оси вращения корпуса под углом (5-30)°, а ось выходного отверстия второй сопловой головки наклонена к оси вращения корпуса в сторону его переднего торца под углом (50-80)°. На боковой поверхности корпуса выполнено не менее двух сопловых головок.

Недостатком данного изобретения является его низкая производительность, обусловленная воздействием на материал сплошных струй жидкости, вследствие чего разрушение материала происходит в основном за счет его статического сжатия.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение производительности гидромониторной насадки за счет динамического воздействия на материал пульсирующих струй жидкости.

Поставленная задача решается тем, что гидромониторная насадка, содержащая корпус, имеет две сопловых головки, одна из которых размещена на его переднем торце, а вторая - на боковой поверхности корпуса. Для формирования пульсирующих струй жидкости в канале корпуса размещается устройство прерывания потока, которое содержит диск, закрепленный на оси, и выполненный в виде стакана, дно и боковые стенки которого имеют прорези в форме секторов. Для приведения диска-прерывателя потока во вращение на оси закреплена турбинка, представляющая собой крыльчатку, состоящую из ступицы и лопастного венца, например, с четырьмя лопастями, расположенными под углом к оси насадки. Ось, на которой расположены диск и турбинка, установлена в подшипниках скольжения, один из которых закреплен в корпусе насадки со стороны переднего торца, другой - в центральной части опоры, имеющей форму кольца с ребрами жесткости, с внешним радиусом, равным радиусу проточки, в которой она установлена. Опора зафиксирована в проточке резьбовым кольцом. В процессе работы жидкость, поступающая от насоса высокого давления в корпус насадки, заставляет вращаться турбинку, приводя во вращение ось с диском-прерывателем, сектора которого периодически перекрывают входные отверстия сопел. В результате из переднего и бокового сопел истекают пульсирующие струи жидкости, воздействующие на разрушаемый массив. При этом интенсивность гидроразрушения повышается за счет динамического воздействия пульсирующих струй на массив, создавая в нем сеть микротрещин, уменьшающих прочностные характеристики материала. Для формирования канала в обрабатываемом массиве корпус насадки приводится во вращение вокруг собственной оси и имеет осевую подачу в направлении разрушаемого массива.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид гидромониторной насадки в разрезе и схема воздействия на материал истекающих из расположенных на торцевой и боковой поверхностях корпуса сопловых головок потоков жидкости, на фиг.2а-в - разрезы А-А, Б-Б, В-В фиг.1.

Гидромониторная насадка содержит корпус 1 с двумя сопловыми головками, при этом первая сопловая головка 2 размещена на ее переднем торце 3 в соответствующем отверстии 7 и предназначена для формирования пульсирующей струи 18, которая разрушает материал 16 с образованием центрального канала 17, ось выходного отверстия сопловой головки 2 в плоскости переднего торца 3 корпуса 1 имеет угол наклона к оси вращения корпуса и смещена относительно оси вращения, а вторая сопловая головка 4 размещена на боковой поверхности 5 корпуса 1 в соответствующем отверстии 8 и предназначена для формирования пульсирующей струи 19, которая воздействует на боковую поверхность центрального канала 17, окончательно разрушая обрабатываемую поверхность материала, причем ось выходного отверстия второй сопловой головки 4 наклонена к оси вращения корпуса в сторону его переднего торца 3. В корпусе 1 установлено устройство прерывания потока для обеспечения пульсирующего истечения жидкости из сопловых головок, состоящее из диска 13, выполненного в виде стакана, дно и боковые стенки которого имеют прорези в форме секторов, и турбинки 10, представляющей собой крыльчатку, состоящую из ступицы и лопастного венца, например, с четырьмя лопастями, расположенными под углом к оси насадки. Диск и турбинка закреплены на оси 12, которая установлена в подшипниках скольжения 11, один из которых закреплен в корпусе насадки 1 со стороны ее переднего торца, другой - в центральной части опоры 14, имеющей форму кольца с ребрами жесткости, с внешним радиусом, равным радиусу проточки 6, в которой она установлена. Опора 14, установленная в проточке 6 корпуса насадки, зафиксирована резьбовым кольцом 9.

Работа описанного устройства осуществляется следующим образом: жидкость от насоса через трубку 15 поступает в корпус насадки 1, где она закручивает турбинку 10, которая закреплена на оси 12, установленной в подшипниках скольжения 11, один из которых располагается в корпусе насадки 1 со стороны ее переднего торца 3, другой - в центральной части опоры 14, установленной в проточке 6 корпуса насадки и зафиксированной резьбовым кольцом 9, со скоростью W1. При этом диск 13, закрепленный на оси 12, выполненный в виде стакана, дно и боковые стенки которого имеют прорези, периодически перекрывает отверстия 7 и 8, создавая пульсирующие потоки жидкости: один - в первую сопловую головку 2, размещенную на переднем торце 3, другой - во вторую сопловую головку 4, размещенную на боковой поверхности корпуса 5. Сформированная пульсирующая струя 18, истекающая из первой сопловой головки 2, осуществляет разрушение поверхности материла 16 путем формирования центрального канала 17 за счет осевого движения вместе с насадкой со скоростью подачи Vz и вращения с угловой скоростью W2 трубки 15. Пульсирующая струя 19, истекающая из второй сопловой головки 4, воздействует на боковую поверхность сформированного центрального канала 17, производя при этом окончательное разрушение обрабатываемой поверхности материала и его извлечение.

Воздействие на поверхность материала пульсирующей струей, сформированной с использованием диска, выполненного в виде стакана с прорезями, позволяет повысить производительность разрушения, так как оно происходит вследствие возникновения и развития микротрещин, вызывающих отрыв мельчайших частиц от основной массы материала, а механическое воздействие скоростного потока жидкости и гидравлические удары способствуют проникновению жидкости в трещины, что значительно снижает прочность материала в зоне взаимодействия струй с разрушаемым массивом.

Таким образом, суммарное воздействие пульсирующих струй на поверхность материала позволяет повысить производительность обработки поверхности материала.

Похожие патенты RU2374448C1

название год авторы номер документа
Гидромониторная насадка для кислотной обработки горизонтального ствола скважины 2021
  • Зиятдинов Радик Зяузятович
RU2771665C1
Устройство для декольматации скважин 2019
  • Верисокин Александр Евгеньевич
  • Верисокина Александра Юрьевна
RU2721144C1
ГИДРОМОНИТОРНАЯ НАСАДКА 1999
  • Антипов В.В.
  • Антипов Ю.В.
  • Антонова Е.В.
  • Березуев Ю.А.
  • Бреннер В.А.
  • Дорофеев С.В.
  • Калюжный Г.В.
  • Камчатников Ю.А.
  • Макаровец Н.А.
  • Пушкарев А.Е.
  • Сладков В.Ю.
  • Соколов Э.М.
  • Чуков А.Н.
RU2165020C1
Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов 1978
  • Лимаренко Михаил Яковлевич
  • Мирошниченко Александр Константинович
  • Шевченко Николай Яковлевич
SU749458A1
ДУШЕВАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ САНТЕХНИЧЕСКОГО ДУША 2000
  • Шорн Франц
RU2271871C2
ПЕРФОРАТОР ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЩЕЛЕВОЙ 2014
  • Сафонов Дмитрий Игоревич
  • Варламов Сергей Евгеньевич
  • Атрощенко Николай Николаевич
RU2550629C1
Устройство для промывки полостей и каналов 1986
  • Карсавин Лев Владимирович
  • Никитушкин Виктор Иванович
SU1378941A1
ДЕМПФЕР-ПУЛЬСАТОР ПОТОКА ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ 2011
  • Чепик Сергей Константинович
RU2468182C1
ПРОМЫВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО 2012
  • Паросоченко Сергей Анатольевич
  • Сизова Юлианна Олеговна
  • Панкратов Роман Владимирович
RU2529460C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИЩЕНИЯ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА 2019
  • Хегай Олег Николаевич
  • Хегай Алексей Олегович
  • Хегай Максим Олегович
  • Хегай Евгений Олегович
  • Хегай Татьяна Сергеевна
RU2700871C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 374 448 C1

Реферат патента 2009 года ГИДРОМОНИТОРНАЯ НАСАДКА

Изобретение относится к обработке поверхностей изделий струей жидкости. Гидромониторная насадка содержит корпус с первой сопловой головкой, размещенной на ее переднем торце, причем ось выходного отверстия первой сопловой головки в плоскости переднего торца корпуса имеет угол наклона к оси вращения корпуса и смещена относительно оси вращения, и второй сопловой головкой, размещенной на боковой поверхности корпуса, причем ось выходного отверстия второй сопловой головки наклонена к оси вращения корпуса в сторону его переднего торца. В корпусе установлено устройство прерывания потока, которое содержит диск, выполненный в виде стакана, дно и боковые стенки которого имеют прорези в форме секторов и турбинку, представляющую собой крыльчатку, состоящую из ступицы и лопастного венца, например, с четырьмя лопастями, расположенными под углом к оси насадки. Диск и турбинка закреплены на оси, которая в свою очередь установлена в подшипниках скольжения, один из которых закреплен в корпусе насадки со стороны переднего торца, другой - в центральной части опоры, имеющей форму кольца с ребрами жесткости, с внешним радиусом, равным радиусу проточки, в которой она установлена. Опора зафиксирована резьбовым кольцом. Обеспечивает повышение производительности гидромониторной насадки за счет динамического воздействия на материал пульсирующих струй жидкости. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 374 448 C1

Гидромониторная насадка, содержащая корпус с первой сопловой головкой, размещенной на ее переднем торце, причем ось выходного отверстия первой сопловой головки в плоскости переднего торца корпуса имеет угол наклона к оси вращения корпуса и смещена относительно оси вращения, и второй сопловой головкой, размещенной на боковой поверхности корпуса, причем ось выходного отверстия второй сопловой головки наклонена к оси вращения корпуса в сторону его переднего торца, отличающаяся тем, что в корпусе установлено устройство прерывания потока, которое содержит диск, выполненный в виде стакана, дно, и боковые стенки которого имеют прорези в форме секторов и турбинку, представляющую собой крыльчатку, состоящую из ступицы и лопастного венца, например, с четырьмя лопастями, расположенными под углом к оси насадки, при этом диск и турбинка закреплены на оси, которая, в свою очередь, установлена в подшипниках скольжения, один из которых закреплен в корпусе насадки со стороны переднего торца, другой в центральной части опоры, имеющей форму кольца с ребрами жесткости, с внешним радиусом, равным радиусу проточки, в которой она установлена, при этом опора зафиксирована резьбовым кольцом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2374448C1

ГИДРОМОНИТОРНАЯ НАСАДКА 1999
  • Антипов В.В.
  • Антипов Ю.В.
  • Антонова Е.В.
  • Березуев Ю.А.
  • Бреннер В.А.
  • Дорофеев С.В.
  • Калюжный Г.В.
  • Камчатников Ю.А.
  • Макаровец Н.А.
  • Пушкарев А.Е.
  • Сладков В.Ю.
  • Соколов Э.М.
  • Чуков А.Н.
RU2165020C1
Насадка гидромонитора 1978
  • Дзугаев Виктор Владимирович
SU724743A1
Двухствольный импульсный гидромонитор 1980
  • Тимошенко Григорий Маркович
  • Голдынский Геннадий Григорьевич
  • Алиферов Валерий Павлович
SU883453A1
Импульсный гидромонитор 1987
  • Сигаев Евгений Александрович
  • Лукин Валерий Александрович
SU1566026A1
ИМПУЛЬСНЫЙ ГИДРОПЕРФОРАТОР 1993
  • Петров Николай Александрович
RU2061849C1
US 5469926 A, 28.10.1995.

RU 2 374 448 C1

Авторы

Петров Валерий Леонидович

Сладков Валерий Юрьевич

Стоцкий Алексей Николаевич

Чуков Александр Николаевич

Даты

2009-11-27Публикация

2008-07-15Подача