устройство для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев

Формула изобретения

Устройство для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев, содержащее основание, рабочую камеру с герметизирующей крышкой и размещенный в камере теплоотводящий стакан с дном, установленным с возможностью осевого перемещения относительно стакана, и имеющее между дном стакана и донной частью корпуса камеры полость, сообщающуюся с межрубашечным пространством, заполненным жидкостью и расположенным между наружной стенкой стакана и внутренней стенкой корпуса камеры, отличающееся тем, что на внутренней стенке стакана непосредственно над подвижным его дном выполнен кольцевой выступ, а в срединной части на наружной поверхности стакана - кольцевой фланец, разделяющий межрубашечное пространство на верхнюю и нижнюю полости, при этом для прохода жидкости из нижней полости в верхнюю в тело фланца вмонтированы клапаны одностороннего действия, а на наружной стенке корпуса установлен перепускной вентиль для обратного перетока жидкости, кроме того, в каждой из полостей межрубашечного пространства расположено по плавающему кольцу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для зачистки отверстий и заусенцев, остающихся после механической обработки на кромках пересечения поверхностей.

Известно устройство для термического удаления заусенцев, содержащее рабочую камеру с дном, крышкой и узлами подачи и зажигания топливной смеси [1]. В этом техническом решении дно камеры отъемное, имеет возможность осевого перемещения вниз-вверх и опирается на жидкость, которая также заполняет межрубашечное кольцевое пространство, имеющееся в цилиндрической боковой стенке рабочей камеры. По мере сгорания в камере топливной смеси дно под воздействием нарастающего давления газов перемещается вниз и, поджимая жидкость, повышает ее давление в межрубашечном пространстве и этим увеличивает силовую поддержку внутренней стенке камеры, а сама стенка воспринимаемое от сгоревших газов тепло передает жидкости.

Недостаток этого изобретения заключается в том, что практически неподвижная в межрубашечном пространстве жидкость слабо отводит тепло от внутреннего стакана, а даже малое смещение вниз плавающего дна связано с заметным и резким увеличением силы, действующей изнутри камеры на герметическую крышку. Увеличение силы предопределено тем, что действующему изнутри камеры давлению после смещения дна камеры вниз открывается кольцевая площадь посадочного бурта, на которую в своем исходном положении опирается плавающее дно камеры. Кроме того, резкий удар фронта давления газов о малоподвижное дно способен возбуждать гидравлический удар в жидкости, в связи с чем нет гарантии, что эксплуатируемая установка отвечает требованиям безопасной работы.

Наиболее близким по технической сущности и положительным результатам является устройство для термоимпульсного удаления заусенцев с изделий [2]. Это устройство содержит основание, рабочую камеру с герметизирующей крышкой и размещенный в камере теплоотводящий стакан с дном, установленным с возможностью осевого перемещения относительно стакана, имеет между дном стакана и донной частью корпуса камеры полость, сообщающуюся с межрубашечным пространством, заполненным жидкостью и расположенным между наружной стенкой стакана и внутренней стенкой корпуса камеры. В срединной части высоты межрубашечного пространства расположено кольцо с возможностью перемещения вверх-вниз, ограничивающее уровень жидкости, а полость над кольцом заполнена сжатым воздухом заданного давления; на нижней поверхности плавающего дна теплоотводящего стакана смонтирована штанга, взаимодействующая с концевым выключателем, установленным за пределами объема рабочей камеры.

Основным недостатком этого изобретения является то, что в этом варианте конструктивной разработки высокотемпературное пламя, по своей сути являющееся обрабатывающим инструментом, не имеет условий для проникновения (с целью зачистки) в отверстия малых диаметров, так как обрабатываемые детали укладывают непосредственно на подвижное дно. При любом расположении осей зачищаемых отверстий относительно направления фронта пламени малые отверстия оказываются непроходимыми для пламени, если направление движущегося дна совпадает с направлением фронта пламени. Кроме того, длины участков стакана (вдоль его образующей) при наличии в межрубашечном пространстве только одного плавающего кольца оказываются излишне большими, что вызывает местные выпучивания стенки стакана под действием повышающегося давления в процессе сжигания топливного заряда.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей, так как кроме удаления заусенцев осуществляет и зачистку отверстий малых диаметров.

Это достигнуто тем, что устройство для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев содержит основание, рабочую камеру с герметизирующей крышкой и расположенный в камере теплоотводящий стакан с дном, установленным с возможностью осевого перемещения вниз-вверх. Над дном стакана выполнен кольцевой выступ, способный жестко удерживать на себе технологическую перемычку с неподвижно установленными на ней деталями для зачистки отверстий и заусенцев. Комплект, состоящий из технологической перемычки с установленными деталями, отделяет от общего объема камеры некоторую полость над подвижным дном стакана, и эта полость способна сообщаться с остальным объемом камеры только за счет отверстий, имеющихся в деталях, установленных для зачистки отверстий и удаления заусенцев. Между дном стакана и донной частью корпуса камеры выполнена полость, сообщающаяся с расположенным между наружной поверхностью стакана и внутренней стенкой корпуса камеры межрубашечным пространством. В срединной части высоты межрубашечного пространства стакан имеет наружный фланец, разделяющий межрубашечное пространство на верхнюю и нижнюю полости. В свою очередь, верхнюю полость имеющееся там плавающее кольцо разделяет на пространство сжатого воздуха (над кольцом) и жидкостное пространство (под кольцом), а в нижней части межрубашечного пространства и там расположенное плавающее кольцо имеет жидкость как над собой, так и под собой. При этом в тело фланца вмонтированы клапаны одностороннего действия, способные пропускать жидкость из нижнего межрубашечного пространства в верхнее, а для обратного перепуска жидкости на наружной стенке корпуса установлен перепускной вентиль. В нижней части стакана на удалении, равном длине рабочего хода подвижного дна, расположен трубопроводный тракт, способный отводить из камеры отработавшие продукты сгорания.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев: левая половина чертежа (до вертикальной оси симметрии камеры) находится в положении камеры "Открыто", а правая - к концу горения топливного заряда. Устройство для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев содержит следующие элементы, узлы и системы. Основание 1, на котором установлен корпус 2 камеры, внутренняя часть которой выполнена в виде теплоотводящего стакана 3 с дном 4, установленным с возможностью осевого перемещения вниз-вверх. Над дном 4 стакан 3 имеет внутренний кольцевой выступ, способный жестко на себе удерживать неподвижную технологическую перемычку 6 с закрепленными на ней деталями 13, предназначаемыми к зачистке в них отверстий и заусенцев. При этом перемычка 6 с закрепленными на ней деталями 13 имеет такое взаимное положение на выступе стакана 3, при котором отделяемая перемычкой часть объема камеры имеет возможность сообщаться с оставшимся объемом камеры только теми отверстиями в деталях 13, которые подлежат зачистке. Между дном 4 стакана и донной частью корпуса 2 выполнена полость, сообщающаяся с расположенным между наружной поверхностью стакана 3 и внутренней поверхностью корпуса 2 камеры межрубашечным пространством. В срединной части высоты межрубашечного пространства стакан 3 имеет наружный фланец 7, разделяющий межрубашечное пространство на верхнюю и нижнюю полости. В свою очередь, верхнюю полость имеющееся плавающее кольцо 9 разделяет на пространство сжатого воздуха (над кольцом) и жидкостное пространство (под кольцом), а в нижней полости межрубашечного пространства расположенное там плавающее кольцо 5 имеет жидкость как над собой, так и под собой. При этом в теле фланца 7 вмонтированы клапаны 8 одностороннего действия, способные пропускать жидкость только из нижней полости межрубашечного пространства в верхнюю, а для обратного перепуска жидкости на наружной стенке корпуса установлен перепускной вентиль 12. В нижней части стакана 3 на удалении, равном длине рабочего хода подвижного дна 4, расположен трубопроводный тракт 14, способный обеспечить отвод из камеры отработавших продуктов сгорания. На верхнем торце корпуса 2 смонтирована герметизирующая крышка 11, несущая на себе узлы подачи топливных компонент и систему зажигания.

Устройство для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев работает следующим образом. В рабочую полость камеры укладывают технологическую перемычку 6 с закрепленными на ней обрабатываемыми деталями 13 и камеру закрывают крышкой 11. Тракт 14 отвода газов перекрыт боковой стенкой подвижного дна 4, находящегося в своем крайнем верхнем положении под действием сжатого воздуха, находящегося в полости 10 над кольцом 9. В этом исходном положении в камеру подают заряд горючей газовой смеси и поджигают его. В процессе горения газы быстро нарастающего давления проходят сквозь обрабатываемые (зачищаемые) отверстия и смещают вниз дно 4. Так как обрабатываемые детали остаются неподвижными, то наличие этого смещения дна 4 способствует высокотемпературному пламени протекать сквозь обрабатываемые отверстия, одновременно зачищая их и сжигая заусенцы. В свою очередь, под действием опускающегося дна 4 жидкость из-под дна 4 вытекает и поднимает кольца 5 и 9, сжимая воздух, находящийся в полости 10. Так как исходная величина давления в полости 10 влияет на скорость опускания дна 4, то варьированием величины исходного давления воздуха предопределяют время, в течение которого топливо сгорает, поскольку известно, что горение топлива в увеличивающемся объеме камеры замедляется. Этим замедлением выигрывают время, необходимое для разогрева заусенцев до температуры их воспламенения и полного выгорания. В крайнем нижнем положении дна 4 тракт 14 открывается полностью для отвода из камеры отработавших газов. Самопроизвольному закрытию тракта 14 препятствуют клапаны 8 одностороннего действия, так как высокое давление в полости 10 помогает клапанам 8 оставаться закрытыми. С открытием перепускного вентиля 12 жидкость, минуя клапаны 8, под давлением сжатого воздуха перетекает в нижнюю полость межрубашечного пространства. Соответственно, плавающие кольца 5 и 9, а также дно 4 возвращаются в исходное положение. Трак 14 снова оказывается закрытым.

Затем камеру открывают, снимая крышку 11, и цикл работы устройства повторяют.

Положительный эффект разработанного устройства для термоимпульсной зачистки отверстий и заусенцев состоит в следующем:

1) при сохраненной возможности управлять длительностью горения топлива путем выбора исходного давления в воздушной полости созданы условия для активного протекания высокотемпературного пламени сквозь малоразмерные отверстия, подлежащие зачистке и удалению заусенцев с кромок;

2) повышена работоспособность устройства, в частности теплоотводящего стакана, за счет введения промежуточных силовых опор в виде плавающих колец и наружного кольцевого фланца теплоотводящего стакана при попутной интенсификации теплоотвода за счет устойчивого движения жидкости вдоль наружной стенки стакана.

Источники информации

1. А.с. СССР 1779499, кл. В 23 К 7/06, 28/00, опубл. 07.12.92 г., Бюл. №45.

2. Патент РФ 2192944, кл. в 23 К 7/06, заявл. 10.05.2001, опубл. 20.11.2002, Бюл. №32.