Устройство для струйной обработки изделий Советский патент 1993 года по МПК B24C5/04 

Изобретение относится к обработке поверхностей с помощью сильной струи воздуха, газа или жидкости со взвешенными в них песчинками или дробинками, изготовленными из абразивного материала, и может быть применено в машиностроении как вспомогательное устройство пескоструйных машин, а именно сопла к ним.

Целью изобретения является повыше.- ниё эффективности обработки за счет динамических составляющих кинематических параметров энергоносителя;

На фиг. 1 изображено устройство для

струйной обработки изделий; на фиг, 2 . завихритель; на фиг. 3 - план скоростей для

оередненного потока энергоносителя при

истечении через сопло с эавихрителем.

Предлагаемое устройство для струйной обработки изделий содержит коническое сопло 1 с размещённой в ней коаксиально тонкостенной трубкой 2 для подачи обрабат тывающей среды. Сужающая часть конической насадки образует сопло 3. Тонкостенная трубка 2 через соединение 4

и крепежную муфту 5 в виде эластичной муфты соединена коаксиально с каналом 6, в который через штуцер 7 подается обрабатывающая среда. Штуцер 8 в корпусе устройства 9 служит для подачи энергоносителя в коническую насадку 2 и сопло 3. Корпус устройства 9 охватывает крепежное устройство 10 с рукояткой 11. В сопле 3 конической, насадки 1 выполнен завихритель li, в виде втулки охватывающего внешнюю поверхность тонкостенной трубки 2 с винтовыми канавками на наружной поверхности. . .

На фиг. 3 обозначено; Vm - меридиаль- наяскоростьэнергоносителячерезщель; R

V- радиус канала завихрителя 12; Wm кориолисовая скорость энергоносителя через щель; Vu тангенциальная составляющая скорости энергоносителя на выходе из щели; V- округленная скорость потока энергоносителя на выходе из щели; a arctg-rr -

vu угол наклона ребер завихрителя по длине;

СП

С

XI

Ч)

00

S-

W - меридиальная кориолисовэя скорость потока энергоносителя на выходе из щели; Wu - тангенциальная кориодисовая скорость потока энергоносителя на выходе из щели; Uu - тангенциальная скорость выхода энергоносителя -из щели.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. .

Поток энергоносителя через штуцер 8 подается в корпус устройства 9 и через канал конической насадки 1 -в сопло 3, проходя через, винтовые канавки 13 завихрителя 12, образует статическую податливость за счет перепада давления на вх оде и выходе из него и динамическую податливость за счет перепада давления. :

Po-pk-s .., . ... (1)Л

.. 2. . .. : . -..-

где S-тр - скоростной напор потоки энергоносителя в.-продольно-винтовых ребрах. 13. завихрителя 12; . .. .. , .-.;.

Ро - давление на входе взавихритель

12 .,: .. - : : . ::

Pk -давление после выхода из завйхри- теля 12 внутри потока энергоносителя и обрабатывающей среды. .. . .- -:.. То есть, -образуется сосредоточенная податливость;„. .-. : . dVn „ d FKCP FTL d.Ki

(2)

d.Pr d.Ki . Po -Pk где Vk - объем потока энергоносителя,.на выходе из завихрителя.;

Pi- давление энергоносителя на выходе завихрителя 12; - : --.

Pi - Pk К.--рНК

FKCP площадь поперечного сечения по- . выходе из-сопла 3;

FT - осредненная площадь поперечного сечения з.звихрителя 12;

L - длина завихрителя.

Кроме,того образуется дополнительный градиент Статической податливости за счет- закручивания потока энергоносителя в за- вихрителе 12: 1 d S

d4n(3)

Pi COS2 d R R Vm COS

XJ 4z VmX

xsin cos

где S - платность потока энергоносителя,1

XP -угол между направлением кориоли- совой скорости и ось.ю коа.ксиально расположенных сопла 3 и тонкостенной трубкой

2; ...-,/. -.: ..-. / : . Z - длина струи потока энергоносителя. На основании выражений по формулам 1, 2. 3. обосновывающих зависимость потенциала скорости при взаимодействии

плоского и осесимметричного потоков энергоносителей и их параметров, а также зависимости между изменениями сечения трубки тока и скорости течения в сжимае:5 мом энергоносителе (газа, жидкости) получают план скоростей вытекающего потока энергоносителя, как это показано на фиг. 3. Этот поток, подаваемый через сопло 3, выбрасывающий в направлении изделия:обраЮ батывающую среду, .поступающую в. сопло через штуцер 7, соединение 4, канал б и тонкостенную трубку 2.: ;

Таким образом, вытекающий п.отЬк энергоносителя и обрабатывающей среды

|;5- имеет улучшенные энергетические характер ристики за счет динамических составляющих потока энергоносителя, кроме того- увеличивается расстояние прохождения потока при необходимой :ее энергетики, для .

.20 обработки изделий.. :.-. : . .. .- Одновременно с этим завихрите ль выполняется с соотношением длины L к диаметру D меньше 0,5 или больше Q.2, что; позволяет оптимизировать потери скоро25 стно.го напора и одновременно увеличить

закрутку потока. Угол наклона ребер 13.за.. вихрйтелз 12 по длине L (фиг, 26) вьГполня- ется 4-5° w это позволяет уменьшить потери скоростного напора и увел.ичить коэффици30 ент расхода в 2 раза. . ;... .. Эти условия позволяют стабилизировать параметры потока энергоносителя, исключить срывы и пульсации. -.--. . ; ; Предлагаемое устройство обеспечивает

35 повышение качества обработки, воспроиз-. водимость результатов наклепа и првыш е- ние условий упрочнения изделий за счет улучшения закона распределения показателей качества (энергетики процесса, скоро-:

40 сти и ускорения потока, пути .потока) процесса, . : . . .::: :; :. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я - . :- Устройство для струйной обработки изделий, содержащее сопло для подачи энер-.

45 гоносителя с коаксиально установленной в:. нем тонкостенной трубкой для подачи обрабатывающей среды с крепежным элементом в виде эластичной муфты, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью повышения .эффектив50 нести обработки, устройство снабжено за- вихрителем, выполненным б виде втулки с винтовыми канавками на наружной поверхности, закрепленной на тонкостенной трубке С возможностью взаимодействия

55 наружной поверхности с внутренней повер-,

хностью сопла, при этом отношение длины втулки к ее наружному диаметру выбирают в пределах 0,2-,5. а угол наклона винтовых канавок составляет 4-5 ° .

Использование: изобретение ртносйтся к обработке поверхности с помощью сильной струи воздуха, таза или жидкости со взвешенными в них песчинками или дробинками, изготовленными из абразивного материала, и может быть применено в машиностроении как сопло пескоструйных машин. Сущность: с целью повышения эффективности обработки внутри сопла размещен завихритель, выполненный в виде втулки, охватывающей внешнюю поверхность тонкостенной трубки для подачи обрабатывающей среды. Завихритель занимает весь обьем щели сопла, а на наружной поверхности втулки выполнены винтовые ка-, навки. Соотношение длины завихрителя к диаметру составляет меньше 0,5 или больше 0,2, а угол наклона канавок по длине составляет 4-5° . 3 ил;