УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК Российский патент 2017 года по МПК B08B3/02 B08B3/04 

Изобретение относится к устройству для обработки, прежде всего для очистки и/или зачистки, заготовок, содержащему: форсуночный модуль, который имеет корпус модуля с простирающейся в продольном направлении вдоль оси первой форсуночной камерой, которая имеет по меньшей мере одно пронизанное указанной осью устье сопла с отверстием форсунки для создания по меньшей мере одной направленной в направлении указанной оси на заготовку струи жидкости высокого давления, причем корпус модуля содержит другую простирающуюся в продольном направлении форсуночную камеру; устройство для подачи находящейся под высоким давлением жидкости в первую форсуночную камеру с целью создания по меньшей мере одной струи жидкости высокого давления; и другое устройство для выборочной подачи находящейся под низким давлением жидкости или газообразной текучей среды в другую форсуночную камеру.

При обработке резанием заготовок, например, таких компонентов двигателя, как головок цилиндров, на кромках выемок и отверстий возникают заусенцы. Кроме того, при обработке резанием заготовки загрязняются смазочно-охлаждающей жидкостью и стружкой. При последующих монтажных процессах это может вызвать сбои и отрицательно повлиять на техническую функциональность целых систем, которые изготовлены из соответствующих заготовок. В двигателях внутреннего сгорания загрязнения, прежде всего, отверстий головок блоков цилиндров и форсунок системы впрыска смазочно-охлаждающей жидкостью и стружкой скрывают в себе опасность повреждений двигателя, которые неремонтопригодны.

При промышленном изготовлении для зачистки заготовок используется техника водяной струи под высоким давлением. При использовании этой техники на нежелательные заусенцы на заготовке направляется струя жидкости под высоким давлением, и они на основании передачи импульса отделяются от заготовки. Для зачистки заготовок с помощью струи воды высокого давления используются форсуночные модули, которые создают струю жидкости высокого давления, в которой жидкость ускорена до очень высокой скорости V_S потока, которая может составлять, прежде всего, от V_S=10 м/с до V_S=600 м/с.

Загрязнения заготовок могут быть устранены с помощью струйной мойки. При струйной мойке заготовки полностью и частично погружаются в ванну текучей среды. Эта ванна текучей среды, например, при нормальных условиях является жидкой и, по существу, покоящейся чистящей средой. В подобной ванне текучей среды на заготовки воздействует струя текучей среды, которая имеет большой массовый расход.

Форсунки для струйной мойки обычно полностью или частично работают под зеркалом жидкости ванны текучей среды, в которую погружена соответствующая заготовка. Предпочтительно, для струйной мойки заготовок используются форсуночные модули, которые могут обеспечить струю текучей среды с большим поперечным сечением потока. Здесь с помощью струи текучей среды транспортируется большое количество текучей среды за единицу времени. Это количество текучей среды может составлять, например, от 0,5 л/с до 50 л/с при скоростях потока от 10 м/с до 200 м/с. С помощью этого достигается быстрый обмен жидкости, которая окружает заготовку в ванне текучей среды, и тем самым большой чистящий эффект.

Задачей изобретения является разработка устройства для обработки заготовок, с помощью которого путем установки различных эксплуатационных состояний производятся различные формы обработки, например очистка или зачистка.

Данная задача решена посредством охарактеризованного в начале описания устройства для обработки заготовок, прежде всего для их очистки и/или зачистки, в котором другая форсуночная камера имеет обращенное к заготовке устье сопла по меньшей мере с одним отверстием форсунки для создания по меньшей мере одной струи текучей среды низкого давления, которая, по меньшей мере участками, проходит вдоль струи жидкости высокого давления и прилегает к ней, причем по меньшей мере одно отверстие, служащее для создания струи жидкости высокого давления, расположено в корпусе модуля с возможностью перемещения.

В соответствии с изобретением предусмотрена возможность перемещения отверстия форсунки первой форсуночной камеры относительно отверстия форсунки другой форсуночной камеры (или наоборот). В частности, для этого можно выполнить по меньшей мере одно отверстие форсунки первой форсуночной камеры в расположенном с возможностью линейной подвижности устье сопла, которое может быть перемещено вдоль параллельной оси струи устья форсунки оси. За счет возможности относительного смещения упомянутого отверстия форсунки струи текучей среды могут быть согласованы друг с другом. Прежде всего, посредством имеющей возможность изменения позиции в направлении потока по меньшей мере одного из отверстий форсунок воздействие (второй) струи текучей среды из другой форсуночной камеры на (первую) струю высокого давления может быть отрегулировано в соответствии с потребностью. Таким образом, воздействие на форму и характеристики (первой) струи высокого давления осуществляется не только путем изменения давления в жидкой среде, а также выбора текучей среды, но и относительным положением второй струи текучей среды.

При этом под понятием "струя жидкости высокого давления" понимает струя жидкости, которая создается посредством проведенной через отверстие форсунки жидкости, которая имеет избыточное давление относительно окружающей среды по меньшей мере 10 бар или более. В отличие от этого, выражение "струя текучей среды низкого давления" означает струю текучей среды, которая создается проведенной через отверстие форсунки газообразной или жидкой текучей среды, на которую воздействует меньшее избыточное давление, чем на жидкость струи жидкости высокого давления.

Направленная на заготовку струя жидкости высокого давления может быть при этом струей жидкости с постоянным потоком жидкости. Но струя жидкости также может быть струей жидкости с потоком жидкости, который регулярно или нерегулярно пульсирует. Также и текучая среда по меньшей мере из одной форсуночной камеры может представляться с равномерными или неравномерными импульсами. Текучая среда по меньшей мере из одной другой форсуночной камеры, предназначена для воздействия, прежде всего, для формирования и/или направления и/или экранирования струи жидкости. Предпочтительно, системы согласно изобретению обеспечивают возможность регулировки скорости V_S течения в некотором диапазоне.

В основе изобретения, с одной стороны, лежит знание о том, что зачищающий эффект струи жидкости высокого давления, которая направлена на погруженную в жидкостную ванну, например в очистительную ванну, заготовку, может быть усилен за счет того, что вдоль струи жидкости направляется струя или же поток из газообразной текучей среды, который уменьшает силы трения струи жидкости в очистительной ванне. С другой стороны, изобретение опирается на знание о том, что струя жидкости или же поток жидкости, который проходит вдоль струи жидкости высокого давления, в очистительной ванне из-за эффекта Вентури может быть ускорен струей жидкости высокого давления таким образом, что это увеличивает массовый расход жидкости, направляемой в очистительной ванне струей жидкости к заготовке.

По этой причине идея изобретения заключается в том, чтобы скомбинировать постоянную или пульсирующую струю жидкости высокого давления, которая создается с помощью отверстия форсунки в форсуночной камере, для зачистки заготовок в жидкостной ванне, прежде всего из чистящей жидкости, с (другой) струей газообразной текучей среды, чтобы струя жидкости высокого давления в жидкостной ванне меньше затормаживалась. Альтернативно или дополнительно, с помощью упомянутой струи жидкости высокого давления для струйной мойки заготовок можно ускорить другую струю жидкости или другой поток жидкости, чтобы за счет этого увеличивался направляемый к заготовке расход жидкости. Прежде всего, другая струя имеет кольцевое поперечное сечение, из-за чего струя высокого давления, по меньшей мере, участками окружается другой струей и может быть экранирована от окружающей среды перпендикулярно направлению течения.

За счет того, что по меньшей мере одна другая струя среды, по меньшей мере, участками прилегает к струе жидкости, силы трения для струи жидкости высокого давления в жидкой среде могут поддерживаться особо небольшими. Эта мера не только увеличивает дальность действия струи жидкости высокого давления в чистящей среде, но и улучшает ускоряющие свойства струи жидкости высокого давления для струи жидкости или же потока жидкости по меньшей мере из одной другой форсуночной камеры. За счет того, что струя среды или же поток жидкости из другой форсуночной камеры окружает струю среды высокого давления в очистительной ванне, силы трения между струей жидкости высокого давления и чистящей средой уменьшаются. На основании имеющейся в данном случае большей граничной поверхности между струей среды высокого давления и другой струей текучей среды струя среды высокого давления может проявить большой ускоряющий эффект для другой струи текучей среды. Возможно, что температура среды для струи жидкости высокого давления и температура среды для другой струи текучей среды различны.

Прежде всего, преимуществом является, если по меньшей мере одно отверстие форсунки первой форсуночной камеры выполнено с поворотно-подвижным устьем сопла, которое может быть повернуто вокруг параллельной оси струи устья сопла оси вращения. Эта мера обеспечивает, что имеется возможность воздействия струей текучей среды высокого давления на большие площади заготовки, для чего устье форсунки вращается вокруг оси вращения.

Кроме того, преимуществом является, если устье сопла в корпусе модуля может быть позиционировано таким образом, чтобы перпендикулярная оси струи устья сопла плоскость с отверстием форсунки в ориентации направления течения выходящей из отверстия форсунки струи текучей среды находилась перед, в и/или за перпендикулярной к оси струи устья форсунки плоскости по меньшей мере с одним отверстием сопла другой форсуночной камеры.

Благоприятно, если по меньшей мере одно отверстие форсунки первой форсуночной камеры выполнено в форме окружности или форме овала или форме четырехугольника или форме шестиугольника или в форме звезды. С помощью этой меры может быть образована первая (первая) струя текучей среды высокого давления с поперечным сечением, которое, прежде всего, пригодно для зачистки заготовок. Особенно преимущественно предусмотреть отверстие форсунки с заслонкой, которая расположена в области устья форсунки и там может быть заменена.

Первая форсуночная камера также может иметь несколько форсуночных отверстий для создания нескольких направленных на заготовку струй текучей среды. По меньшей мере одна первая форсуночная камера предпочтительно имеет перегородку, которая, по меньшей мере, частично простирается через другую форсуночную камеру. По меньшей мере одно форсуночное отверстие по меньшей мере одной другой форсуночной камеры имеет форму кольца или кольцевого сегмента.

По меньшей мере одна другая форсуночная камера может иметь несколько форсуночных отверстий для создания нескольких, проходящих вдоль первой струи текучей среды других струй текучей среды. Несколько форсуночных отверстий для создания нескольких, по меньшей мере, участками прилегающих к первой струе текучей среды других струй текучей среды предпочтительно выполнены в виде расположенных вокруг общего центра кольцевых сегментов или круговых поверхностей. За счет того, что по меньшей мере одна другая форсуночная камера расположена в форсуночном корпусе, который имеет устье форсунки с сужающимся внешним контуром, в котором выполнены несколько форсуночных отверстий, для выходящего из первой форсуночной камеры потока текучей среды высокого давления достигается хороший инжекционный эффект в ванне текучей среды.

Форсуночный модуль может применяться в очистительном устройстве для очистки и/или зачистки заготовок, которое имеет заполненную жидкой чистящей средой чистящую емкость и содержит устройство для подачи находящейся под высоким давлением текучей среды меньшей мере в одну форсуночную камеру. Дополнительно, очистительное устройство также имеет устройство для выборочной подачи находящейся под низким давлением жидкости или газообразной текучей среды меньшей мере в одну форсуночную камеру.

Для зачистки заготовок меньшей мере в одну форсуночную камеру в форсуночном модуле подается находящаяся под высоким давлением Р_F жидкость, для которой абсолютное давление Р_F в сопловой камере находится в диапазоне 30 бар<Р_F<3000 бар. По меньшей мере одна другая форсуночная камера запитывается газообразной текучей средой с избыточным (относительно атмосферного давления) давлением pg, для которого, предпочтительно, действует: 0,01 бар<P_G<50 бар. Чтобы очищать заготовки с помощью форсуночного модуля, меньшей мере в одну другую форсуночную камеру подается находящаяся под высоким давлением Р_F жидкость, предпочтительно жидкость, которая находится по высоким давлением в диапазоне 50 бар<Р_F<3000 бар, и по меньшей мере одна другая форсуночная камера питается чистящей жидкостью, которая находится под низким давлением Р_N, причем низкое давление P_N благоприятным образом соответствует следующему значению абсолютного давления: 1,0 бар<P_N<30 бар.

При этом для струйной мойки заготовок форсуночные модули эксплуатируются, прежде всего, на жидкой при нормальных условиях чистящей среде (например, вода). Предпочтительно, данная чистящая среда содержит чистящие присадки, например, поверхностно-активные вещества, щелочи или тому подобное. Предпочтительно, она имеет температуру, которая находится между 30°С и 120°С.

Далее изобретение разъясняется на основании схематично показанных на чертеже примеров исполнения.

Показано на:

Фиг. 1 – первое чистящее устройство для очистки и зачистки заготовок с первым форсуночным модулем,

Фиг. 2 – второе чистящее устройство для очистки и зачистки заготовок со вторым форсуночным модулем,

Фиг. 3 и фиг. 4 – сечения третьего форсуночного модуля,

Фиг. 5 и фиг. 6 – третий форсуночный модуль в различных установках,

Фиг. 7 и фиг. 8 – сечения четвертого форсуночного модуля,

Фиг. 9 и фиг. 10 – сечения пятого форсуночного модуля,

Фиг. 11 и фиг. 12 – сечения шестого форсуночного модуля,

Фиг. 13 и фиг. 14 – сечения седьмого форсуночного модуля,

Фиг. 15 и фиг. 16 – сечения восьмого форсуночного модуля, и

Фиг. 17 – различные геометрии для устья форсунки жидкости высокого давления в одном форсуночном модуле.

На фиг. 1 показано чистящее устройство 100 для струйной мойки заготовки 102 в жидкостной ванне 104. Чистящее устройство 100 является обрабатывающим устройством для заготовок 102 в форме головок цилиндров из алюминия, в которых выполнены несколько отверстий 106. Для выполнения отверстий заготовка 102 была обработана резанием в обрабатывающем центре. В чистящем устройстве 102 заготовка не только освобождается от загрязнений в форме смазочно-охлаждающих жидкостей и стружки. Помимо этого, чистящее устройство 100 обеспечивает и зачистку заготовки, то есть, удаление заусенцев 108 с заготовки 102, причиной появления которых является обработка резанием в обрабатывающем центре.

Жидкостная ванна 104 находится в гидробаке 110. В чистящем устройстве 100 имеется роботизированный манипулятор 112. С помощью роботизированного манипулятора 112 заготовка 102 может быть захвачена чистящим устройством, и ею можно манипулировать с тремя поступательными и с тремя вращательными степенями свободы в жидкостной ванне 104.

Для очистки и зачистки заготовки 102 чистящее устройство 100 содержит форсуночный модуль 114. Форсуночный модуль 114 имеет корпус 116 модуля с корпусом 118 форсунки, в котором выполнена форсуночная камера 120 с перегородкой 121. В корпусе 116 модуля имеется другое корпус 122 форсунки с другой форсуночной камерой 124. Корпус 122 форсунки выступает в гидробак 110. Корпус 118 форсунки 118 закреплено в корпусе 122 форсунки. Корпус 118 форсунки направлено посредством перегородки 126 корпуса 122 форсунки.

Форсуночная камера 120 соединена с устройством 128 для обеспечения находящейся под высоким давлением жидкости 130. Устройство 128 имеет напорную емкость 132. Напорная емкость 132 через пропорциональный клапан 134 и шлангопровод 136 соединена с трубопроводом 138, который заканчивается в форсуночной камере 120. Устройство 128 содержит насос 140. Посредством насоса 140 напорная емкость 132 может быть наполнена жидкостью из резервуара 142 для текучей среды.

Корпус 118 форсунки имеет устье 144 форсунки. В устье 144 форсунки выполнено отверстие 146 форсунки. Отверстие 146 форсунки корпуса 118 форсунки и отверстие 172 форсунки корпуса 122 форсунки расположены коаксиально друг другу.

Когда напорная емкость 132 заполнена жидкостью из резервуара 142 для текучей среды, через отверстие 146 форсунки может быть подана струя 148 жидкости высокого давления. Форсуночная камера 124 в форсуночном модуле 114 через проводящую систему 150 соединена с устройством 152 для подачи жидкости под давлением и с устройством 154 для подачи находящейся под давлением газообразной текучей среды 155.

Устройство 152 для обеспечения жидкости 157 под давлением содержит напорную емкость 156. Напорная емкость 156 через пропорциональный клапан 158 может быть соединена с форсуночной камерой 124. Устройство 152 также содержит насос 160. С помощью насоса 160 напорная емкость 156 может быть наполнена жидкостью из резервуара 162 для текучей среды.

Устройство 154 для обеспечения находящейся под давлением газообразной текучей среды имеет напорную емкость 164. Напорная емкость 164 с помощью компрессора 166 может быть заполнена сжатым воздухом. В проводящей системе 150 имеется пропорциональный клапан 168. Если пропорциональный клапан 168 открыт, форсуночная камера 124 может быть запитана газообразной средой.

Форсуночная камера 124 в корпусе 122 форсунки имеет устье 170 форсунки с осью 171 и отверстие 172 форсунки. Устье 144 форсунки имеет ось 145. Ось 171 устья 170 форсунки соосна оси 145 устья 144 форсунки. Отверстие 172 форсунки предпочтительно круглое. Отверстие 172 форсунки имеет диаметр D отверстия. Благоприятным образом для этого диаметра D отверстия действительно: 10 мм<D<20 мм.

Корпус 118 форсунки с форсуночной камерой 120 может быть перемещено в форсуночном модуле 116 в соответствии со сдвоенной стрелкой 174. Для перемещения корпуса 118 форсунки форсуночный модуль 116 имеет электрический привод 176 с электродвигателем 178. Электродвигатель воздействует на ведущую шестерню 180, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой 182, которая выполнена на трубопроводе 138. Для перемещения корпуса 118 форсунки также может использоваться пневматический или гидравлический привод. Благоприятное, если это, например, гидравлический привод, который может эксплуатироваться на чистящей среде.

Чистящее устройство 100 может эксплуатироваться в рабочем режиме для очистки заготовки 102 и в другом рабочем режиме для зачистки заготовки 102.

Для зачистки заготовки 102 в чистящем устройстве 100 в форсуночную камеру 120 в корпусе 118 форсунки подается жидкость из устройства для обеспечения находящейся под высоким давлением жидкости 130 при давлении P_F жидкости, которое предпочтительно находится в диапазоне 50 бар<Р_F<3000 бар. Жидкость предпочтительно является чистящей средой, прежде всего, водой. Но жидкость также может представлять собой эмульсию или масло.

Одновременно в форсуночную камеру 124 в корпусе 122 форсунки форсуночного модуля 114 подается находящаяся под давлением газообразная текучая среда из устройства 154 под избыточными давлением Р_G относительно атмосферного давления, для которого предпочтительно действует: 0,01 бар<P_G<3000 бар. В качестве газообразной текучей среды в соответствии с изобретением предлагается, например, воздух, иная смесь газов или же водяной пар.

Истекающая при подаче в форсуночную камеру 120 находящейся под высоким давлением жидкости из отверстия 146 форсунки струя 148 жидкости высокого давления окружена кольцеобразным потоком 184 текучей среды низкого давления из газообразной текучей среды из форсуночной камеры 124. Поток 184 текучей среды низкого давления проходит вдоль струи 148 жидкости высокого давления. Поток 184 текучей среды низкого давления обеспечивает экранирование струи 148 жидкости высокого давления в жидкостной ванне 104 от жидкости в жидкостной емкости 110. С помощью потока 184 текучей среды низкого давления из газообразной текучей среды достигается то, что струя 148 жидкости высокого давления в жидкостной ванне 104 подвершена уменьшенным силам трения. Следствием этого является то, что кинетическая энергия жидкости в струе 148 жидкости высокого давления в существенной мере доступна для зачистки заготовки 102 и не выделяется между отверстием 146 форсунки форсуночной камеры 120 и заготовкой 102 в жидкостную ванну 104. Экранирование струи 148 жидкости высокого давления посредством кольцеобразной струи 184 среды особенно эффективно, если расстояние А от плоскости 147 отверстия 146 форсунки от устья 170 форсунки корпуса 122 форсунки примерно соответствует диаметру D отверстия 172 форсунки. Предпочтительно, расстояние А отвечает следующему соотношению: 10 мм<А<20 мм.

Для очистки в жидкостной ванне 104 заготовки 102 в форсуночную камеру подается не газообразная текучая среда, а находящаяся под давлением жидкость из напорной емкости 156. Следствием этого является то, что находящаяся под давлением жидкость из напорной емкости 156 вместе с состоящей из жидкости кольцеобразной струей 184' истекает из отверстия 146 форсунки форсуночной камеры 120, которая в жидкостной ванне 104 проходит вдоль струи 148 жидкости высокого давления. Кольцевая струя 184' при этом прилегает к струе 148 жидкости высокого давления и окружает ее. Кольцеобразная струя 184' текучей среды низкого давления из жидкости тем самым ускоряется струей 148 жидкости высокого давления. Это обеспечивает, что на заготовку 102 в жидкостной ванне 104 воздействует большой поток жидкости. Вследствие этого частицы грязи, загрязнения и стружка, которые налипли на поверхность заготовки, уже через короткое время переносятся в жидкостную ванну 104.

Особо эффективное ускорение кольцевой струи 184' посредством струи 148 жидкости высокого давления достигается тем, что корпус 118 форсунки посредством электрического привода 176 перемещается в направлении 186 течения струи 148 жидкости высокого давления таким образом, что отверстие 146 форсунки находится на направленной к заготовке 102 стороне форсуночного модуля 116 перед перпендикулярной оси 171 струи плоскости 173 с отверстием 172 форсунки форсуночной камеры 124.

Жидкостная ванна 104 в чистящем устройстве благоприятным образом состоит из горячей воды, которая дополнительно содержит чистящие присадки, например, в форме гидроокисей щелочных металлов, силикатов, фосфатов и карбонатов или же чистящих присадок в форме неионизированных поверхностно-активных веществ или катионных поверхностно-активных веществ.

Для чистки заготовки 102 струя жидкости высокого давления в чистящем устройстве предпочтительно создается с помощью воды, воды с антикоррозионными и чистящими присадками, с эмульсией или с маслом. В этом случае кольцевая струя или же кольцевой поток 184 предпочтительно состоит из воды, из воды с антикоррозионными и чистящими присадками или из эмульсии.

На фиг. 2 показано следующее чистящее устройство 200 для струйной мойки заготовки 202. Если элементы на фиг. 2 идентичны элементам на фиг. 1, то они обозначены там увеличенными относительно фиг. 1 на число 100 числами в качестве ссылочных обозначений.

Форсуночный модуль 216 в чистящем устройстве 200 имеет корпус 218 форсунки с устьем 244 форсунки. Иначе, чем в форсуночном модуле 1124 в чистящем устройстве 100 со смещением расположена ось 245 устья 244 форсунки форсуночной камеры 220 относительно оси 271 устья 270 форсунки форсуночной камеры 224. Корпус 218 форсунки форсуночного модуля 214 на корпусе 222 форсунки опирается с возможностью вращения. Для вращения корпуса 218 форсунки форсуночный модуль 216 имеет электрический привод 217 с электродвигателем 219. Посредством привода 217 корпус 218 форсунки может вращаться согласно сдвоенной стрелке 269 вокруг оси 271 устья 270 форсунки форсуночной камеры 224.

Кроме того, форсуночный модуль 216 имеет привод 276' с пневматическим цилиндром 278', который обеспечивает линейное смещение корпуса 218 форсунки в форсуночном модуле 114 согласно сдвоенной стрелке 274.

Как и чистящее устройство 100 чистящее устройство 200 также может эксплуатироваться как в режиме для очистки, так и в режим зачистки заготовки 202. За счет того, что устье 244 форсунки вращается вокруг оси 271 достигается, что струя 248 жидкости высокого давления из форсуночной камеры 220 выполняет на заготовке 202 колебательное движение. Таким образом, с помощью струи 248 жидкости высокого давления можно воздействовать на увеличенную поверхность заготовки.

На фиг. 3 показан третий форсуночный модуль 314 для использования в обрабатывающем устройстве для заготовок, например, в описанном выше чистящем устройстве, в продольном сечении. Форсуночный модуль 314 имеет трубчатый корпус 322 форсунки. В корпусе 322 форсунки расположено другой трубчатый корпус 318 форсунки с форсуночной камерой 320. Корпус 318 форсунки имеет насадку 319 форсунки с устьем 344 форсунки. Устье 344 форсунки имеет ось 345, которая соответствует оси 347 трубчатого корпуса 318 форсунки. Корпус 318 форсунки расположен коаксиально корпусу 322 форсунки. То есть, ось корпуса 322 коаксиальна оси 347 трубчатого корпуса 318 форсунки. Корпус 322 форсунки имеет форсуночную камеру 324, в которую через соединительную деталь 323 по выбору можно подавать газообразную текучую среду или жидкость. Корпус 318 форсунки 118 закреплен в корпусе 322 форсунки. Корпус 318 форсунки может быть смещен согласно сдвоенной стрелке 374 в корпусе 322 форсунки.

На фиг. 4 показано поперечное сечение форсуночного модуля 314 вдоль линии IV-IV согласно фиг. 3. Форсуночная камера 324 в корпусе 322 форсунки имеет кольцеобразное сечение.

Корпус 318 форсунки рассчитан для создания струи 348 жидкости высокого давления, которая выходит из форсуночной камеры 320 сквозь отверстие 346 форсунки. Выходящая из отверстия 346 форсунки струя 348 жидкости высокого давления в форсуночном модуле 314, как и в форсуночных модулях 114 согласно фиг. 1 и 214 согласно фиг. 2 по выбору может быть окружена потоком 384, 384' текучей среды низкого давления из находящегося под давлением газа, например сжатого воздуха, или из находящейся под давлением жидкости, которая выходит из отверстия 370 форсуночной камеры 324.

Затем струя 348 жидкости высокого давления окутывается потоком 384, 384' среды. Поток 384, 384' среды имеет кольцеобразное поперечное сечение. Он проходит вдоль струи 348 жидкости высокого давления. С ростом расстояния от отверстия 372 поток 384, 384' текучей среды низкого давления прилегает к выходящей из отверстия 246 форсунки струе 348 жидкости высокого давления.

На фиг. 4 показан форсуночный модуль 314 в установке, при которой отверстие 346 форсунки в трубчатом корпусе 318 форсунки относительно торцовой поверхности 371 трубчатого корпуса 322 форсунки расположено со смещением назад.

На фиг. 5 форсуночный модуль 314 показан в установке, при которой отверстие 346 форсунки форсуночной камеры 320 находится в плоскости 373 торцовой поверхности 371 корпуса 322 форсунки. На фиг. 6 форсуночный модуль 314 показан в установке, при которой отверстие 346 форсунки форсуночной камеры 320 позиционировано на его при надлежащем применении форсуночного модуля 314 направленной к заготовке стороне перед плоскостью 373 торцовой стороны 371 трубчатого корпуса 322 форсунки.

На фиг. 7 форсуночный модуль 414 показан для применения в обрабатывающем устройстве для заготовок в продольном сечении. Форсуночный модуль 414 также имеет трубчатый корпус 422 форсунки. В корпусе 422 форсунки расположен другой трубчатый корпус 418 форсунки с форсуночной камерой 420. Корпус 418 форсунки имеет насадку 419 форсунки с устьем 444 форсунки. Устье 444 форсунки имеет ось 445, которая соответствует оси 447 трубчатого корпуса 418 форсунки. Корпус 418 форсунки расположен коаксиально корпусу 422 форсунки. То есть, ось корпуса 422 коаксиальна оси 447 трубчатого корпуса 418 форсунки. Корпус 422 форсунки имеет форсуночную камеру 424, в которую через соединительную деталь 423 по выбору можно подавать газообразную текучую среду или жидкость. Корпус 418 форсунки закреплен в корпусе 422 форсунки и опирается на две разнесенные в пространстве опорные точки 423, 425. Корпус 418 форсунки может быть смещен согласно сдвоенной стрелке 474 в корпусе 422 форсунки.

На фиг. 8 показано поперечное сечение форсуночного модуля 414 вдоль линии VIII-VIII согласно фиг. 7. Форсуночная камера 424 в корпусе 422 форсунки имеет кольцеобразное поперечное сечение. Опорной точкой 425 в форсуночной камере 422 является насадка форсунки с несколькими отверстиями 470, 470', 470'' … форсунки. Отверстия 470, 470', 470'' … форсунки имеют геометрию кольцевого зазора. Корпус 418 форсунки в опорных точках 423, 425 направлен линейно-подвижно и опирается там.

Корпус 418 форсунки рассчитан для создания струи 448 жидкости высокого давления, которая выходит из форсуночной камеры 420 сквозь отверстие 446 форсунки. Опорные точки 423, 425 для корпуса 418 форсунки обеспечивают, чтобы устье 444 форсунки с отверстием 446 форсунки не перемещалось самостоятельно, если к форсуночной камере 420 прикладывается высокое давление. Выходящая из отверстия 446 форсунки струя 448 жидкости высокого давления в форсуночном модуле 414, как и в форсуночных модулях 114 согласно фиг. 1 и 214 согласно фиг. 2 по выбору может быть окружена потоком 484, 485, 484', 485' текучей среды низкого давления из находящегося под давлением газа, например сжатого воздуха, или из находящейся под давлением жидкости, которая выходит из отверстия 470, 470', 470'' форсуночной камеры 424.

Тогда потоки 484, 485, 484', 485' среды протекают вдоль струи 448 жидкости. С ростом расстояния от отверстий 470, 470', 470'' форсунок потоки 484, 485, 484', 485' среды равномерно распределенные участками прилегают к выходящей из отверстия 446 форсунки струе 448 жидкости высокого давления. Из-за расширения струи на удаленном от отверстий 470, 470', 470'' форсунок и от отверстия 446 форсунки участке потоки 484, 485, 484', 485' затем окружают струю 448 жидкости высокого давления.

На фиг. 9 показан следующий форсуночный модуль 514 в продольном сечении. На фиг. 10 форсуночный модуль 515 показан в поперечном сечении вдоль линии IX -IX согласно фиг. 9. Форсуночный модуль 514 также имеет трубчатый корпус 522 форсунки. Конструкция форсуночного модуля 514 по существу соответствует объясненной на основании фиг. 7 и фиг. 8 конструкции форсуночного модуля 414. Элементы на фиг. 9 и фиг. 10, которые функционально соответствуют фиг. 7 и фиг. 8, там обозначены увеличенными на число 100 числами в качестве ссылочных обозначений. В отличие от форсуночной камеры 422 форсуночного модуля 414, корпус 522 форсунки в форсуночном модуле 514 имеет насадку 525 форсунки с несколькими отверстиями 570, 570', 570'', … форсунок в форме круглого поперечного сечения. Отверстия 570, 570', 570'' … форсунок расположены на воображаемой окружности 571, которая коаксиальна оси 544 устья 548 форсунки. Корпус 518 форсунки направлен в насадке 525 форсунки корпуса 522 форсунки линейно-подвижно. Поэтому в форсуночном модуле 514 корпус 518 форсунки опирается на две опорных точки 523 и 525.

На фиг. 11 показан следующий форсуночный модуль 614 в продольном сечении. На фиг. 12 форсуночный модуль 614 показан в поперечном сечении вдоль линии XI -XI согласно фиг. 11. Форсуночный модуль 614 также имеет трубчатый корпус 622 форсунки. Конструкция форсуночного модуля 614 по существу соответствует объясненной на основании фиг. 7 и фиг. 8 конструкции форсуночного модуля 414. Элементы на фиг. 11 и фиг. 12, которые функционально соответствуют фиг. 7 и фиг. 8, там обозначены увеличенными на число 200 числами в качестве ссылочных обозначений. В отличие от форсуночной камеры 422 форсуночного модуля 414 корпус 622 форсунки в форсуночном модуле 614 имеет насадку 625 форсунки с несколькими отверстиями 670, 670', 670'', … форсунок в форме круглого поперечного сечения. Отверстия 670, 670', 670'' … форсунок расположены на воображаемой окружности 671, которая коаксиальна оси 644 устья 648 форсунки. Насадка 625 форсунки имеет внешний контур 627 усеченной пирамиды. За счет этого достигается, что текущая из отверстий 670, 670', 670'', … форсунок в жидкостную ванну среда засасывает жидкость из жидкостной ванны в соответствии с обозначенным стрелками 691 направлением течения, захватывает с собой и перемещает через жидкостную ванну. Тем самым вместе с вытекающей из отверстий 670, 670', 670'', … форсунок среда в окружении струи 648 жидкости высокого давления может быть ускорена жидкость в жидкостной ванне. Следствием этого является то, что с помощью форсуночного модуля 614 впрыскивается особо мощная струя 648 жидкости высокого давления и направляется в жидкостной ванне к заготовке.

На фиг. 13 показан следующий форсуночный модуль 714 в продольном сечении. На фиг. 14 форсуночный модуль 714 показан в поперечном сечении вдоль линии XIII -XIII согласно фиг. 13. Форсуночный модуль 714 также имеет трубчатое корпус 722 форсунки. Конструкция форсуночного модуля 714 по существу соответствует объясненной на основании фиг. 7 и фиг. 8 конструкции форсуночного модуля 414. Элементы на фиг. 13 и фиг. 14, которые функционально соответствуют фиг. 7 и фиг. 8, там обозначены увеличенными на число 300 числами в качестве ссылочных обозначений. В отличие от форсуночной камеры 420 форсуночного модуля 414 корпус 718 форсунки в форсуночном модуле 714 имеет насадку 719 форсунки с несколькими отверстиями 746, 746', 746'', … форсунок в форме круглого поперечного сечения. Отверстия 746, 746', 746'' … форсунок расположены на воображаемой окружности 771, которая коаксиальна оси 747 корпуса 718 форсунки и оси 749 корпуса 722 форсунки. Тем самым форсуночный модуль обеспечивает то, что струя жидкости высокого давления или же несколько струй жидкости высокого давления воздействует на сравнительно большую площадь заготовки.

На фиг. 15 показан форсуночный модуль 814 в продольном сечении. На фиг. 16 форсуночный модуль 814 показан в поперечном сечении вдоль линии XV -XV согласно фиг. 15. Форсуночный модуль 814 также имеет трубчатое корпус 822 форсунки. Конструкция форсуночного модуля 814 по существу соответствует объясненной на основании фиг. 7 и фиг. 8 конструкции форсуночного модуля 414. Элементы на фиг. 15 и фиг. 16, которые функционально соответствуют фиг. 7 и фиг. 8, там обозначены увеличенными на число 400 числами в качестве ссылочных обозначений. В отличие от форсуночной камеры 420 форсуночного модуля 414 корпус 818 форсунки с насадкой 819 форсунки в форсуночном модуле 814 имеет ось 847, которая расположена со смещением к оси 849 трубчатого корпуса 822. С помощью форсуночного модуля 814 может быть создана струя 848 жидкости высокого давления, которая на большом удалении в ванне текучей среды окружена воздушной подушкой, которая создается сжатым воздухом, который вдувается в форсуночную камеру 824.

На фиг. 17 показаны различные насадки форсунок для создания струи жидкости высокого давления в описанном выше форсуночном модуле. Насадка 919 форсунки имеет выполненное как просверленное отверстие устье форсунки с круглым отверстием 921 форсунки. Посредством насадки 919 форсунки в форсуночном модуле можно создать струю жидкости высокого давления с круговым поперечным сечением струи.

Насадка 929 форсунки имеет устье 931 форсунки с линзообразным поперечным сечением. С помощью насадки 931 форсунки можно создать струю жидкости высокого давления с уплощенным сечением. Подобная струя жидкости высокого давления обеспечивает обработку заготовки с широким следом обработки, если заготовка при обработке перемещается перпендикулярно струе жидкости высокого давления.

Насадка 939 форсунки имеет устье 941 форсунки с четырехугольным поперечным сечением. С помощью насадки 939 форсунки можно создать струю жидкости высокого давления с четырехугольным сечением.

Насадка 949 форсунки имеет устье 951 форсунки с шестиугольным поперечным сечением. С помощью насадки 949 форсунки можно создать струю жидкости высокого давления с кромочным поперечным сечением.

Насадка 959 форсунки имеет устье 961 форсунки со звездообразным поперечным сечением. С помощью насадки 959 форсунки можно создать струю жидкости высокого давления со звездообразным поперечным сечением.

Обобщая, следует определить, прежде всего, следующие предпочтительные признаки: устройство 100, 200 для обработки, прежде всего очистки и/или зачистки, заготовок 102, 202 содержит форсуночный модуль 114,214, который имеет корпус 116, 216 модуля с форсуночной камерой 120, 220. Форсуночная камера 120, 220 имеет по меньшей мере одно отверстие 146, 246 для создания направленной на заготовку 102, 202 струей жидкости высокого давления 148, 248. Корпус 116, 216 модуля содержит другую форсуночную камеру 124, 224, которая имеет по меньшей мере одно отверстие 172, 272 форсунки для создания по меньшей мере одной, по меньшей мере, участками проходящей вдоль струи 148, 248 жидкости высокого давления и прилегающей к ней струе 184, 184', 284, 284' текучей среды низкого давления. В устройстве имеется устройство 128, 228 для подачи находящейся под высоким давлением 130, 230 в форсуночную камеру 120, 220 для создания направленной на заготовку 102, 202 струи 148, 248 жидкости высокого давления. Устройство содержит устройство 154, 254 для выборочной подачи находящейся под низким давлением жидкости 157 или газообразной текучей среды 155 в другую форсуночную камеру 124, 224.

Изобретение относится к устройству для обработки, прежде всего для очистки/зачистки заготовок. Устройство (100) содержит форсуночный модуль (114), который имеет корпус (116) модуля с форсуночной камерой (120). Форсуночная камера (120) имеет по меньшей мере одно отверстие (146) форсунки для создания по меньшей мере одной направленной на заготовку (102) струи (148) жидкости высокого давления. Корпус (116) модуля содержит другую форсуночную камеру (124), которая имеет по меньшей мере одно отверстие (172) форсунки для создания по меньшей мере одной, по меньшей мере, участками проходящей вдоль струи (148) жидкости высокого давления и прилегающей к ней струи (184, 184') текучей среды низкого давления. В устройстве имеется устройство (128) для подачи находящейся под высоким давлением жидкости (130) в форсуночную камеру (120) для создания по меньшей мере одной струи (148) жидкости высокого давления. Устройство содержит устройство (154) для выборочной подачи находящейся под низким давлением жидкости (157) или газообразной текучей среды (155) в другую форсуночную камеру (124). Причем по меньшей мере одно отверстие (146) расположено в корпусе (116) модуля с возможностью перемещения. Технический результат: уменьшение силы трения, увеличение дальности действия струи, что повышает эффективность очистки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Устройство (100, 200) для обработки заготовок (102, 202), содержащее:

- форсуночный модуль (114, 214), который имеет корпус (116, 216) модуля с простирающейся в продольном направлении вдоль оси (171, 271) первой форсуночной камерой (120, 220), которая имеет по меньшей мере одно пронизанное указанной осью устье сопла с отверстием (146, 246) форсунки для создания по меньшей мере одной направленной в направлении указанной оси на заготовку (102, 202) струи (148, 248) жидкости высокого давления, причем корпус (116, 216) модуля содержит другую простирающуюся в продольном направлении форсуночную камеру (124, 224),

- устройство (128, 228) для подачи находящейся под высоким давлением жидкости (130, 230) в первую форсуночную камеру (120, 220) с целью создания по меньшей мере одной струи (148, 248) жидкости высокого давления, и

- другое устройство (154, 254) для выборочной подачи находящейся под низким давлением жидкости (157) или газообразной текучей среды (155) в другую форсуночную камеру (124),

отличающееся тем, что другая форсуночная камера (124, 224) имеет обращенное к заготовке (102, 201) устье сопла по меньшей мере с одним отверстием (172, 272) форсунки для создания по меньшей мере одной струи (184, 184') текучей среды низкого давления, которая, по меньшей мере, участками проходит вдоль струи (148, 248) жидкости высокого давления и прилегает к ней, причем по меньшей мере одно отверстие (146, 246), служащее для создания струи (148, 248) жидкости высокого давления, расположено в корпусе (116, 226) модуля с возможностью перемещения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно отверстие (172, 272) форсунки расположено коаксиально оси (171, 271) форсуночной камеры (120, 220) для того, чтобы по меньшей мере одна струя (184, 184') текучей среды низкого давления, по меньшей мере, участками окружала по меньшей мере одну струю (148, 248) жидкости высокого давления.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрено несколько расположенных коаксиально оси (171, 271) форсуночной камеры (120, 220) отверстий (470, 470', 470ʺ, 570, 570', 570ʺ, 670, 670', 670ʺ) форсунок для того, чтобы могли быть обеспечены несколько проходящих вдоль струи (148, 248) жидкости высокого давления струй (484, 485) текучей среды низкого давления.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что по меньшей мере одна другая форсуночная камера (624) расположена в корпусе (622) форсунки, который имеет насадку (625) форсунки с сужающимся наружным контуром, в котором выполнены несколько отверстий (570, 570', 570ʺ) форсунок.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что несколько отверстий форсунок для создания нескольких, по меньшей мере, участками прилегающих к струе (484) среды высокого давления других струй (484, 485) текучей среды низкого давления выполнены в виде расположенных вокруг общего центра (444, 544) кольцевых сегментов (470, 470', 470ʺ) или круговых поверхностей (570, 570', 570ʺ).

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что несколько отверстий форсунок для создания нескольких, по меньшей мере, участками прилегающих к струе (484) среды высокого давления других струй (484, 485) текучей среды низкого давления выполнены в виде расположенных вокруг общего центра (444, 544) кольцевых сегментов (470, 470', 470ʺ) или круговых поверхностей (570, 570', 570ʺ).

7. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (248) жидкости высокого давления отверстие (246) форсунки выполнено во вращательно-подвижно расположенном устье (244) форсунки, которое может быть повернуто вокруг оси (271) вращения, предпочтительно параллельной оси (245) струи устья (244) форсунки.

8. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (148, 248) жидкости высокого давления отверстие (146, 246) форсунки выполнено в расположенном линейно-подвижно устье (144, 244) форсунки, которое может быть перемещено вдоль оси (171, 271), соосной или параллельной оси (145, 245) струи устья (144, 244) форсунки.

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (148, 248) жидкости высокого давления отверстие (146, 246) форсунки выполнено в расположенном линейно-подвижно устье (144, 244) форсунки, которое может быть перемещено вдоль оси (171, 271), соосной или параллельной оси (145, 245) струи устья (144, 244) форсунки.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устье (144) форсунки может быть позиционировано в корпусе (116) модуля таким образом, что перпендикулярная оси (171) струи устья (144) сопла плоскость (147) с отверстием (146) форсунки в ориентации направления течения выходящей из отверстия (146) форсунки струи (148) жидкости высокого давления находится до и/или в и/или за перпендикулярной к оси (171) струи устья (144) форсунки плоскости (173) по меньшей мере с одним отверстием (172) форсунки другой форсуночной камеры (124).

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что устье (144) форсунки может быть позиционировано в корпусе (116) модуля таким образом, что перпендикулярная оси (171) струи устья (144) сопла плоскость (147) с отверстием (146) форсунки в ориентации направления течения выходящей из отверстия (146) форсунки струи (148) жидкости высокого давления находится до и/или в и/или за перпендикулярной к оси (171) струи устья (144) форсунки плоскости (173) по меньшей мере с одним отверстием (172) форсунки другой форсуночной камеры (124).

12. Устройство по одному из пп. 1-6, 9-11, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (148) жидкости высокого давления отверстие (146) форсунки имеет форму круга, или форму овала, или форму четырехугольника, или форму шестиугольника, или форму звезды, и/или что форсуночная камера (720) имеет несколько отверстий (746, 746', 746ʺ) форсунок для создания нескольких направленных на заготовку струй жидкости высокого давления.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (248) жидкости высокого давления отверстие (246) форсунки выполнено во вращательно-подвижно расположенном устье (244) форсунки, которое может быть повернуто вокруг оси (271) вращения, предпочтительно параллельной оси (245) струи устья (244) форсунки.

14. Устройство по одному из пп. 1-6, 9-11, 13, отличающееся тем, что форсуночная камера (120, 220) имеет, по меньшей мере, частично простирающуюся через другую форсуночную камеру (124, 224) перегородку (121, 221), и/или что по меньшей мере одно отверстие (370, 470) форсунки для создания по меньшей мере одной, по меньшей мере, участками проходящей вдоль струи (148, 248) жидкости высокого давления и прилегающей к ней струи (184, 184') текучей среды низкого давления имеет форму кольца или кольцевого сегмента.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что по меньшей мере одно служащее для создания струи (248) жидкости высокого давления отверстие (246) форсунки выполнено во вращательно-подвижно расположенном устье (244) форсунки, которое может быть повернуто вокруг оси (271) вращения, предпочтительно параллельной оси (245) струи устья (244) форсунки.

16. Применение выполненного согласно одному из пп. 1-15 устройства для очистки и/или зачистки заготовок (102, 202).