Сопловой насадок Советский патент 1978 года по МПК B05B1/02 B29C17/08 B26F3/00 

1

Изобретение отнобится к текнологиче.ской оснастке для разделения различных материалов (пластмасс, стекла, стали и т. п.) струей жидкости, истекающей со сверхзвуковой скоростью.

Известен сопловой насадок для полученная жидкостей, истекающих с высокой скоростью, содержащий медный держатель, запрессованный в корпус, сопло, упругий уплотнительный элемент (резиновое кольцо) и резьбовую втулку l. Торец втулки, обращенный к соплу, имеет чашеобразную канавку, куда вкладьтается резиновое кольцо. При ввинчивании в корпус толсто стенной резьбоэой втулки резиновое кольцо сжимается в гнезде. Под действием рабочего давления резиновое кольцо испытывает и радиальное напряжение. Устройство имеет буртик в корпусе, удерживающий медный держатель. Прочность буртика должна быть достаточной, чтобы выдержат все передаваемое жидкостью давление. Компактная струя жидкости под давлением способная выполнять роль режущего инструмента, относительно коротка и сохраняет форму и постоянную скорость на длине, равной 25-6О диаметрам выходного отверстия сопла, считая от торца сопла на выходе. В тех случаях, когда диаметр выходного отверстия сопла достаточно велик и составляет величину в несколько десятых долей миллиметра (О,3-1 мм), компактный участок струи оказывается значительно больше высоты буртика корпуса, уде живаюшего держатель. Юднако когда область размеров диаметров сопел для цели разделения и резки материалов лежит в пределах 5О-15О мкм, что связано с требсжаниями уменьшения щирины реза, сокращения расхода рабочей жидкости и уменьшения габаритов источников высокого гидравлического давления, то реальная длина компактной струи, способной резать, чаще всего оказывается короче высоты буртвка, поддерживающего держатель и сопло. Таким образом, конструкция устройства описанная в указанном выше патенте, имеет следзпющие существенные недостатки: необходимо наличие буртика,- что во многих случаях, когда компактная струя короче высоты буртика, делает качественную обработку невозможной; не обеспечено условие гидростатической поддержки материала сопла, что совершенно необходимо при работе, так как достижение сверхзвуковых скоростей истечения рабочей жидкости требует создания гидравлических давлений, противостоять которым материалы типа стекла или сапфира не могут;отсутствует возможность регулировки предвврите гьного напряжения материала уплотнительного элемента (резиновое кольцо), что вызывает необходимость подбора толщины уплотнительных колец (это необходимо для предотвращения проникновения рабочей жидкости за уплотняющий элемент в начальный момент работы сопла и исклю чения; чрезмерной деформации упругого элемента уплотнения при механическом сжатии во время сборки и крепления устройства) ; наличие медного держателя (седла) как промежуточного эластичного элемента, препятствующего контакту материала сопла с корпусом, еще более усугубляет недостатки устройства. Известен и другой сопловой насадок, содержащий смонтированный в корпусе держатель, в котором установлено сопло с наружной конической поверхностью, срез которого расположен в однойплоскости с торцами держателя и корпуса, и уплотнительную прокладку с центральным отверстием 2. Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком его является отсутствие возможности регулирования Предварител ного напряжения в уплотнительной проклад ке, что совершенно необходй 10, т, к. в силу сопряжения сопла с корпусом по конической поверхности невозможно заранее устанавливать местонахождение торца сопла по оси устройства. С целью обеспечения равномерного рас пределения напряжений в стенках сопла и уплотнительной прокладки и повышения надежности работы устройства предлагаемый сопловой насадок снабжен двухступенчаты цилиндрическим вкладышем с коническим выступом на конце, расположенным в от- верстии уплотнительной прокладки, которая размещена ,на сопле, и регулировочной шайбой, установленной между торцами дер жателя и вкладыша, причем вкладыщ мень шим диаметром расположён в держателе, а большим - в корпусе. На чертеже представлен общий вид уст ройства. Сопловой насадок содержит корпус 1, смонтированный в нем держетель 2, в котором установлено сопло 3, например, из сапфира, с наружной конической поверхностью и выходным отверстием 4, и уплотнительная прокладка 5 с отверстием 6. Сред сопла 3 расположен в одной плоскости с торцами 7 и 8 держателя 2 и корпуса 1. Насадок снабжен двухступенчатым цилиндрическим вкладышем 9 с коническим выступом 10 на конце, расположенным в отверстии 6 уплотнительной прокладки 5, размещенной на сопле 3, и регулировочной шайбой 11, установленной между торцами 7 и 8 держателя 2 и вкладыша 9, причем вкладыш 9 меньшим диаметром расположен в держателе 2, а большим - в корпусе 1. Регулировочная шайба 11 обеспечивает возможность регулировки степени предварительного напряжения уплотнительной прокладки 5 в пределах 7-10% по толщине, т. к. положение торца сопла 3 по высоте ycTpoitexea в сюевом направлении является неопределенным из-за посадки на конус в держатель 2. Деформация возникает при присоединении насадка к трубопроводу высокого давления за счет смешения по оси насадка двухступенчатого вкладыша 9 в сторону сопла 3, при этом конический выступ J О также деформирует прокладку 5, но в радиальном направлении. Устройство работает следующим образом. При подаче в насадок рабочей гйидкости под давлением предварительно сжатая по оси за счет подбора толщины регулировочной щайбы 11 уплотнительнаяпрокладка5 радиально деформируется жидкостью, равномерно у,. .рец сопла 3. т. к. условия деформаций ее аналогичны у;словию объемно напряженного состояния или трехосному нагружению материала. Центральный кони- ческий выступ 10 на малой ступени двухступенчатого вкладыша 9 удерживает открытым канал, ведущий в полость сопла3. Сопло 3, опираясь конической поверхностйю на держатель 2, имеет условия псевдогидравлической поддержки, т. е. равномерно нагружено сжимающими его силами и удерживается в держателе 2 реакцией стенок его конической полости. Рабочая жидкос гь истекает под действием высокого давления через канал в сопле. Изобретение позволяет применять его для разделения различных материалов с помощью сопла с диаметром выходного отвер- стия 50-150 мкм путем размещения торца сопла в плоскости торцов держателя

и корпуса, при этом обеспечивается вoз oжность регулировки степени предварительного сжатия уппотнительной прокладки в пределах 7-10% по толщине, достигается равномерное распределение напряжений в материалах сопла и уплотнительной прокладки от сил, -возникающих при высоких гидравлических давления.х рабочей ЖИДРЮсти, а также обеспечивается возможность получения технологически простой и надежной в работе регулируемой конструкции торцового уплотнения сопла при высоких гидравлических давлениях.

Формула иэобреЧ-ения

Сопловой насадок, содержащий смонтированный в корпусе держатель, в котором установлено сопло с наружной конической поверхностью, срез которого расположен в одной плоскости с торцами держателя и

/ ///

корпуса, и уплотннтельную прокладку с центральным отверстием, отличающийся тем, что, с пелью обеспечения равномерного распределения напряжений в стенках сопла и уплотнительной прокладки и повыи1ения надежности работы устройства он снабжен двухступенчатым цилиндрическим вкладышем с коническим «ыступом на конце, расположенньпч в отверстии уплотнительной прокладки, которая размещена на сопле, и регулировочной шайбой, установленной между торцами держателя и вкладыща, причем вклаДыш меньшим диаметром расположен в держателе, а большим - в корпусе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ЕЗеликобритании № 1376591, кл. В 2Р, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 186307. кл. В 24 В 27/06, 1963.