эжектор для пневмогидроструйной обработки деталей
Классы МПК: | B24C5/04 сопла к ним |
Автор(ы): | Лабутин А.Ю., Лабутин Ю.П. |
Патентообладатель(и): | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-02-12 публикация патента:
10.09.2003 |
Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке и может быть использовано в различных отраслях промышленности. В корпусе эжектора расположены два газовых сопла с параллельными осями, имеющие общий подвод газа через коллектор. Кроме того, в корпусе соосно с газовыми соплами расположены две камеры смешения. Образованная корпусом внутренняя полость сообщается с камерами смешения и соединена со штуцером подвода гидросмеси. Каждая камера смешения снабжена диффузором, имеющим раскрытие, смещенное в сторону оси соседней камеры смешения. Изобретение позволяет повысить интенсивность и равномерность обработки детали, а также расширить технологические возможности эжектора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Эжектор для пневмогидроструйной обработки деталей, содержащий газовое сопло с камерой смешения, отличающийся тем, что он снабжен штуцером подвода гидросмеси, дополнительным газовым соплом с камерой смешения, с осью, параллельной оси основного газового сопла, газовые сопла расположены в корпусе, образующем внутреннюю полость, и имеют общий коллектор подвода газа, камеры смешения на выходе снабжены диффузорами, которые имеют раскрытие, смещенное в сторону оси соседней камеры смешения, при этом внутренняя полость соединена со штуцером подвода гидросмеси. 2. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что длина диффузора LД и расстояние между газовым соплом и входом в камеру смешения ZГ определены по формуламLД= (3


ZГ= 0

где dГ - диаметр выходного сечения газового сопла;
dКС - диаметр камеры смешения. 3. Эжектор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что угол раскрытия диффузора в сторону оси соседней камеры смешения составляет



Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке и может быть использовано в различных отраслях промышленности для пневмогидроструйной обработки в среде жидкости поверхностей деталей с вращением. Известно струйно-абразивное устройство (авт. св. СССР 1495097 А1, кл. 4 В 24 С 5/04, опубл. 23.07.89, Бюл. 27), в корпусе которого размещены активные и расположенные соосно с ними смесительные сопла, сообщенные с системой подвода соответственно активного и рабочего агента. Активные сопла снабжены запорными элементами. Известен струйно-абразивный аппарат (авт. св. СССР 1553362 А1, кл. 5 В 24 С 5/04, опубл. 30.07.90, Бюл. 12), содержащий корпус со штуцерами для подвода абразивной суспензии и газообразного носителя, а также щелевые активное и смесительное сопла. Активное сопло выполнено в виде ряда отверстий, соосно с которыми в смесительном сопле выполнены цилиндрические выборки. Общий недостаток этих устройств - низкая интенсивность обработки в среде жидкости, где скорость плоской струи быстро затухает. В дополнение к излишне сложной конструкции короткая камера смешения исключает полное перемешивание газа с абразивной суспензией и не позволяет разогнать рабочую смесь до нужной скорости. В качестве прототипа выбран струйно-абразивный эжекционный аппарат (авт. св. СССР 667392, кл. В 24 С 5/04, опубл. 15.06.79, Бюл. 22), содержащий воздушное цилиндрическое сопло, штуцер для подвода абразива, смесительную камеру и рабочее сопло с центральным отверстием на выходе для прохода струи сжатого воздуха. Базовое и предлагаемое устройства по своей конструкции представляют собой эжектор с цилиндрическим газовым соплом и круглой камерой смешения (в отличие от эжекторов с кольцевым газовым соплом и нецилиндрическими камерами смешения). Недостаток устройства в том, что для его работы требуется высокое давление сжатого воздуха, оно имеет большое гидравлическое сопротивление всех элементов и малый угол раскрытия струи. Устройство имеет небольшой расход абразивной суспензии вследствие того, что струя газа сверхзвуковая. Сверхзвуковая струя рабочей смеси, получаемая на выходе из камеры смешения, не приемлема для обработки в среде жидкости. Круглая форма струи не позволяет эффективно обработать с вращением детали, ширина которых больше диаметра струи. Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в повышении интенсивности и равномерности обработки деталей с вращением в среде жидкости и расширении технологических возможностей, заключается в том, что можно производить как отделочную обработку абразивом, так и упрочнение шариками. Технический результат достигается тем, что эжектор для пневмогидроструйной обработки деталей содержит корпус, в нем расположены два газовых сопла с параллельными осями, имеющие общий подвод газа через коллектор, снабженный штуцером подвода газа, две камеры смешения, расположенные в корпусе соосно с газовыми соплами, внутреннюю полость, образованную корпусом, сообщающуюся с камерами смешения и снабженную штуцером подвода гидросмеси, каждая камера смешения снабжена диффузором, имеющим раскрытие, смещенное в сторону оси соседней камеры смешения. Конструктивные параметры эжектора для пневмогидроструйной обработки деталей определяются по формулам:LД=(3...3,5)dКС,
ZГ=0...dГ,
где dГ - диаметр выходного сечения газового сопла, dКС - диаметр камеры смешения, LД - длина диффузора, ZГ - расстояние между газовым соплом и входом в камеру смешения. Угол раскрытия диффузора в сторону оси соседней камеры смешения составляет


Интенсивность обработки повышается за счет менее интенсивного торможения сдвоенной струи в среде жидкости благодаря уменьшению поверхности струи по отношению к площади ее сечения. Равномерность обработки возрастает вследствие увеличения ширины пятна контакта струи с деталью, что ведет к сохранению постоянного угла атаки


LД=(3...3,5)dКС,
ZГ=0...dГ,
где dГ - диаметр выходного сечения газового сопла, dКС - диаметр камеры смешения, LД - длина диффузора, ZГ - расстояние между газовым соплом и входом в камеру смешения. С целью обеспечения минимальных гидравлических потерь при отклонении струи в диффузоре в сторону оси соседней камеры смешения его угол раскрытия составляет


Работает устройство следующим образом. Газ под давлением подводится к штуцеру 4, далее поступает к газовым соплам 2 через коллектор 3. Газ, истекающий из сопла 2 в камеру смешения 5, вызывает в полости 6 корпуса 1 разрежение, которое вызывает подсос через штуцер 7 в полость корпуса 6 гидросмеси, состоящей из жидкости и твердых частиц. Твердыми частицами может быть как абразив, так и шарики. Гидросмесь из полости корпуса 1 увлекается струей газа в камеру смешения 5, где происходит их перемешивание, сопровождающееся ускорением жидкости и твердых частиц. Из камеры смешения рабочая смесь, состоящая из газа, жидкости и твердых частиц, поступает в диффузор 8. Струи, истекающие из диффузора в окружающую среду за счет его асимметричной формы, на некотором расстоянии L сливаются. Угол раскрытия и расстояние между осями диффузоров выбирается таким образом, чтобы скорость в центре сдвоенной струи незначительно отличалась от скорости в центре ядра каждой из струй. При обработке в среде жидкости две сливающиеся струи рабочей смеси вытесняют между собой невозмущенную жидкость и тем самым уменьшают общую поверхность контакта с окружающей жидкостью, что ведет к увеличению скорости струй при контакте с обрабатываемой деталью. В результате пятно контакта такой сдвоенной струи с деталью имеет форму восьмерки. Указанная форма сечения сдвоенной струи в зоне обработке позволяет одновременно повысить интенсивность обработки за счет увеличения скорости в ядре струй и увеличить площадь охвата детали в ширину, что и позволяет обрабатывать с вращением детали, имеющие ширину b, до трех диаметров струи. Оптимальное соотношение площади сечения сдвоенной струи и площади ее поверхности обеспечивается следующими экспериментальными соотношениями (фиг.1):
LД=(3...3,5)dКС,
ZГ=0...dГ,
где dГ - диаметр выходного сечения газового сопла, dКС - диаметр камеры смешения, LД - длина диффузора, ZГ - расстояние между газовым соплом и входом в камеру смешения.