Пристрій для виконання струминно-променевої обробки матеріалів

1. Пристрій для виконання струминнопроменевої обробки матеріалів, який складається з циліндричного корпусу, на одному торці якого виконані центрувальні елементи, а з іншим торцем сполучена герметична циліндрична камера, що має порожнину, нерухомо закріплене на одній із стінок камери струминне сопло, сполучений із камерою ніпель для підведення рідини, який відрізняється тим, що в камері додатково змонтована 3 der Elektronikproduktion & Feinwerktechnik: Tagungsband: LEF 2009. - Hrsg.: M. Geiger, M. Schmidt, C. Kageler. - Meisenbach Bamberg 2009. Synova SA, Ecublens, Switzerland) і прийнятий за прототип. Пристрій складається із циліндричного корпусу, на одному торці якого виконані центрувальні елементи, а з іншим торцем сполучена герметична циліндрична камера, що має порожнину, нерухомо закріплене на одній із стінок камери струминне сопло, сполучений із камерою ніпель для підведення рідини та жорстко встановлене прозоре вікно, діаметр якого перевищує діаметр сфокусованого лазерного променя, причому струминне сопло та вікно розташовані на протилежних стінках так, що їхні осі співпадають, а центрувальні елементи корпусу забезпечують співвісність оптичної системи (об'єктива) лазера, прозорого вікна та струминного сопла і дозволяють фокусувати випромінювання на протоковій частині сопла. Недоліком даної системи є обмежений термін експлуатації пристрою, пов'язаний із плинними пошкодженнями прозорого вікна, що сприймає під час протікання робочої рідини гідродинамічне навантаження, висока вартість пристрою та обмежені технологічні можливості системи, обумовлені тим, що формування швидкоплинного струменя відбувається під тиском, який не може перевищувати міцність прозорого вікна та міцність його кріплення у стінці камери. Технічна задача даної корисної моделі - підвищення терміну служби пристрою та розширення його технологічних можливостей, зменшення вартості пристрою. Розв'язання задачі досягається тим, що у відомому пристрої, який складається з циліндричного корпусу, на одному торці якого виконані центрувальні елементи, а з іншим торцем сполучена герметична циліндрична камера, що має порожнину, нерухомо закріплене на одній із стінок камери струминне сопло, сполучений із камерою ніпель для підведення рідини, новим є те, що в камері додатково змонтована конічна порожнинна вставка, розташована так, що її вузька частина має отвір, який перевищує діаметр сфокусованого лазерного випромінювання і сягає сопла, а ширша контактує з протилежною стінкою камери, поділяючи її порожнину так, що утворюється повітряний простір між оптичною системою (об'єктивом) лазера і торцем вузької частини, причому вузький торець конічної вставки утворює із соплом кільцевий протоковий канал, а кути та профілі конусної вставки і сопла підібрані так, що забезпечують після витікання струменя із кільцевого отвору його змикання та отримання рідинного потоку потрібного діаметра і форми. Сполучення відомих елементів - циліндричного корпусу із змонтованою на його торці циліндричною камерою із закріпленим соплом, ніпеля для підведення робочої рідини та конічної порожнинної вставки, встановленої вузькою частиною співвісно до сопла та нерухомо закріпленої на протилежній стінці камери, веде до набуття пристроєм нових технічних властивостей: утворений повітряний простір між оптичною системою (об'єктивом) лазера і торцем вузької частини конічної вставки до 63732 4 зволяє зменшити втрати потужності випромінювання при просвічуванні крізь робочу рідину та виключити з пристрою прозоре вікно, тим самим збільшивши термін служби пристрою та зменшивши його вартість, а також зняти обмеження, пов'язані із кінцевою міцністю прозорого вікна та міцністю його монтування у камері, а можливість зміни профілю та кутів нахилу внутрішнього каналу сопла і конічної порожнинної вставки дозволяє розширити технологічні можливості пристрою за рахунок підбору необхідного профілю отримуваного отвору шляхом зміни геометричних параметрів конічної вставки, яка сумісно із соплом утворює кільцевий протоковий канал. Таким чином, подане технічне рішення відповідає критерію "Суттєві відмінності". Роботу пристрою для виконання струминнопроменевої обробки матеріалів пояснено кресленням. Пристрій складається з циліндричного корпусу 1, на одному торці якого виконані центрувальні елементи 2, за допомогою яких він сполучається з оптичною системою (об'єктивом) лазера, а на іншому торці змонтована герметична циліндрична камера 3 (яка у даному випадку утворена фланцем та обоймою) із встановленим в ній соплом 4, що розташоване співвісно із віссю оптичної системи лазера. Опозитно та співвісно до сопла на протилежній стінці камери закріплена конічна порожнинна вставка 5, яка вузьким кінцем сягає сопла і утворює з ним кільцевий протоковий отвір, а широким кінцем направлена у бік оптичної системи лазера, причому діаметри отворів конічної вставки перевищують відповідно діаметри сфокусованого лазерного випромінювання у вхідному та вихідному перетинах. До камери під'єднаний ніпель 6 для підведення робочої рідини високого тиску. Пристрій працює так. При виконанні обробки рідина високого тиску подається через ніпель 6 до порожнини циліндричної камери 3 і далі, оминаючи конічну вставку, прямує до сопла, в якому відбувається формування швидкоплинного рідинного потоку заданого діаметра. Лазерний промінь, сфокусований оптичною системою у зоні струминного сопла, минає повітряний простір, утворений всередині конічної вставки, і далі прямує уздовж струменя до оброблюваної поверхні, виконуючи її локальне руйнування. Внаслідок того, що в запропонованому технічному рішенні відсутнє прозоре вікно, а лазерний промінь оминає рідинний простір, утворений між цим вікном та соплом, розсіювання випромінювання не відбувається, і різання здійснюється більш інтенсивно, з меншими матеріальними витратами. Відсутність прозорого вікна не обмежує рівень тиску підведеної робочої рідини, а оскільки пошкодження вікна не відбувається, надійність процесу залишається високою протягом більш тривалого терміну служби. Оскільки формування гідродинамічного потоку рідини обумовлюється профілем та кутами нахилу сопла і конічної вставки, варіювання цих параметрів дозволяє отримувати струмінь потрібної геометричної форми, що розширює технологічні можливості пропонованого пристрою. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 63732 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601