Сопло для утворення високонапорного струмення рідини

Изобретение относится к конструкциям устройств для формирования высоконапорной струи, которые могут быть использованы в установках для резания и раскроя различных отраслях промышленности (металлообработка, строительство, горное дело). Применяемые в настоящее время струе-формирующие сопла в установках для резки высоконапорной струей жидкости, представляют собой сравнительно сложные механические системы, при конструировании которых необходимо учитывать множество часто взаимно исключающих др уг друга параметров: прочность отдельных деталей и изделия в целом, обеспечение герметичности сборки и требуемой геометрии струе формующего тракта, высокая надежность, экономичность и т. д. В связи с этим создание высокоэффективного по большинству из указанных параметров сопла является актуальной и достаточно сложной технической задачей. Известно сопло для подачи жидкости, содержащее струеформующий калибр, калибродержатель, прижимное устройство (винт) (см. патент США № 4131236, МКИ 5 В 08 В 1/00, 1978). Однако практическое применение этого устройства оказалось неэффективным, т. к. крепление и герметизация калибра в калибродержателе осуществлялось только по торцевым поверхностям за счет механического поджатия калибра к плоскости калибродер-жателя винтом. А поскольку в качестве калибра в основном используются синтетические сапфиры, корунды, рубины, которые наряду с высокой износостойкостью являются достаточно хрупкими, то при сборке и обеспечении герметичности сопла путем увеличения прижима калибра к калибродержателю происходит повреждение (раскалывание) калибра. Известно также выбранное в качестве прототипа сопло для создания высоконапорной струи жидкости (см. РЖ " Технология машиностроения", реф. 2Б331, 1985, Kbnlg W., Wulf Ch. Wasserstrahlschnelden, "Industrie". № 2, 1984), содержащее зафиксированные друг относительно друга и снабженные соосными осевыми каналами штуцер и калибродержатель, несущий калибр, на котором размещена уплотнительная втулка из уплотнительного материала. В отличие от заявленного сопла в известном калибродержателе выполнена кольцевая расточка, в которой размещен калибр, между торцами подводного штуцера и калибра установлено торцевое уплотнение. Герметизация мест стыка калибродер-жателя, калибра и штуцера осуществляется по их торцевым поверхностям, что требует высокой точности и чистоты исполнения этих поверхностей, что технологически трудно осуществимо, особенно для внутренней торцевой поверхности расточки калибродержателя. При незначительных перекосах сопрягаемых поверхностей и повышенной их шероховатости при сборке, при сжатии торцевого уплотнения, возникает неравномерная нагрузка и деформация калибра, что приводит к его хр упкому разрушению. Для исключения этого приходится снижать усилие затягивания, что отрицательно сказывается на герметичности соединения. В основуизобретения поставлена задача в сопле для создания высоконапорной струи жидкости путем изменения формы деталей и их взаимного расположения исключить разрушение калибра и обеспечить трудоемкую герметичность соединения. Поставленная задача решается тем, что в сопле для создания высоконапорной струи жидкости, содержащем зафиксированные друг относительно друга и снабженные соосными каналами подводный штуцер и калибродержатель, несущий калибр, на котором размещена уплотнительная втулка из упругого материала, согласно изобретению, калибродержатель со стороны подводного штуцера имеет цилиндрический выступ, а калибр установлен на торце этого выступа, при этом уплотнительная втулка охватывает и калибр, и цилиндрический выступ калибродержателя. Изменение формы торцевой части калибродержателя и взаимного положения калибра, калибродержателя и уплотнительной втулки приводит, с одной стороны, к тому, что базирующую торцевую поверхность калибродержателя можно выполнить с высокой чистотой поверхности и точностью, с другой герметизация соединения калибр ~ калибродержатель как по торцевым поверхностям, так и по радиальным, осуществляется при помощи деформации охватывающей уплотнительной втулки, не вызывая значительных нагрузок на калибр, что исключает его разрушение. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено заявленное сопло для создания высоконапорной струи, продольный разрез. Сопло содержит подводящий штуцер 1, калибродержатель 2, имеющий выступающую цилиндрическую часть 3. Калибродержатель 2, как показано на чертеже, может иметь торцевую поверхность 4 с диаметром большим диаметра части 3, а сама цилиндрическая часть 3 имеет торцевую базирующую поверхность 5. Подводящий штуцер и калибродержатель снабжены соосными отверстиями. В состав сопла входит, так же калибр 6, уплотнительная втулка 7 и накидная гайка 8, причем внешний диаметр калибра равен диаметру цилиндрической части 3, а уплотнительная втулка 7 охватывает калибр 6 и цилиндрическую часть 3. Положение других деталей сопла друг о тносительно друга очевидно из чертежа. Сопло работает следующим образом. Рабочая жидкость поступает через штуцер 1 к калибру 6, установленному на поверхности 5 цилиндрической части 3 калибродержателя 2 и зафиксированного относительно ее при помощи охватывающей уплотнительной втулки 7. Далее жидкость проходит через проходное сечение калибра 6 формируясь в высоконапорную струю, которая стабилизирует свои гидродинамические параметры в канале калибродержателя 2. Герметизация соединения каналов калибра и калибродержателя осуществляется за счет чистоты и точности поверхностей 5. Кроме этого, уплотнение происходит по торцевым и цилиндрическим поверхностям втулки 7, деформируемой при затягивании гайкой 8. Таким образом, изменение формы калибродержателя и взаимного положения деталей сопла обеспечивает гарантированное повышение степени герметизации сопла без удорожания стоимости его изготовления, что определяет высокую эффективность применения такого сопла для гидрорезки за счет более высоких и стабильных получаемых параметров струи.