EA041913B1

EA041913B1 - ABRASIVE HEAD WITH INSERTED NOZZLE

Info

Publication number: EA041913B1
Application number: EA201990961
Authority: EA
Inventors: Иржи Мештанек; Зденек Ржиха
Original assignee: Птв; Спол. С.Р.О.; Инститьют Оф Джеоникс Оф Дзе Час
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2022-12-14

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к области гидравлики. Предметом патента является инструмент для очистки/удаления поверхностей материалов и деления/резки материалов лучевым потоком (струей) жидкости, обогащенным твердыми абразивными частицами.The invention relates to the field of hydraulics. The subject of the patent is a tool for cleaning/removing the surfaces of materials and dividing/cutting materials with a beam stream (jet) of a liquid enriched with solid abrasive particles.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время абразивная головка используется в качестве инструмента преимущественно с автоматическим впуском газа абразива для резки и деления различных материалов. Инструмент состоит из трех главных частей: жидкостного сопла, смесительной камеры и абразивного сопла. Указанные части расположены последовательно на оси инструмента так, чтобы высокоскоростная струя жидкости, создаваемая жидкостным соплом, проходила осью инструмента по всей его длине. Вода здесь может быть использована в качестве жидкости. Воздух здесь может быть использован в качестве газа. Задачей жидкостного сопла является преобразование энергии давления в кинетическую энергию и, таким образом, создание вышеупомянутой высокоскоростной струи жидкости. Тонкий лучевой поток жидкости протекает через центр инструмента или же центр других составных частей абразивной головки. Движение струи через центр смесительной камеры вызывает впуск газа и абразивов в смесительную камеру. Здесь происходит ускорение газа и абразивных частиц за счет движения высокоскоростной струи жидкости. Возникшая смесь жидкости, газа и абразивных частиц поступает затем в абразивное сопло, через центр которого она протекает. Во внутренней части корпуса абразивного сопла, которая в большинстве случаев образована впускным конусом, последующим за предыдущей формой смесительной камеры и длинным цилиндрическим отверстием, происходит дополнительное ускорение газа и абразивных частиц благодаря потоку высокоскоростной струи жидкости.At present, the abrasive head is used as a tool mainly with automatic abrasive gas inlet for cutting and dividing various materials. The tool consists of three main parts: liquid nozzle, mixing chamber and abrasive nozzle. These parts are arranged sequentially on the tool axis so that the high-speed liquid jet created by the liquid nozzle passes along the entire length of the tool axis. Water here can be used as a liquid. The air here can be used as a gas. The task of the fluid nozzle is to convert the pressure energy into kinetic energy and thus create the aforementioned high-velocity fluid jet. A thin ray fluid flow flows through the center of the tool or the center of other components of the abrasive head. The movement of the jet through the center of the mixing chamber causes gas and abrasives to enter the mixing chamber. Here, gas and abrasive particles are accelerated due to the movement of a high-speed liquid jet. The resulting mixture of liquid, gas and abrasive particles then enters the abrasive nozzle, through the center of which it flows. In the interior of the abrasive nozzle body, which in most cases is formed by an inlet cone following the previous mixing chamber shape and a long cylindrical bore, additional acceleration of the gas and abrasive particles occurs due to the flow of a high-velocity liquid jet.

Общее состояние техники представляет, например, документ US 4648215 (1987), который описывает головку сопла, или EP 2801442 (2014) A, описывающий головку со вспомогательной форсункой, которая позволяет потоку жидкости фокусироваться и увеличить скорость или же давление струи жидкости. Документ US 5144766 (1992) описывает кассету (картридж), которая может быть вставлена в существующие головки, причем кассета содержит сопло, смесительную камеру и выпускную трубку. Документ JP H0349899 (1991) решает эффективное смешивание абразива со струей жидкости так, что приводит жидкостное сопло прямо в смесительную камеру до непосредственной близости от абразивного сопла. Таким образом, не остается много места для столкновения ускоренных абразивных частиц, но в то же время эффективность резки снижается, так как контакт струи жидкости с абразивным облаком слишком короткий и луч/струя уносит меньше абразива. Документ CN 205310080 (2016) представляет общее состояние техники. Недостаток существующих решений, таких как, например, патенты EP 2853349 A1, EP 0873220 B1 и US 2016/0129551 A1 или PV 2014-754, заключается в том, что высокоскоростная струя жидкости за жидкостным соплом создает такое поле потока всей смеси, которое позволяет абразивным частицам течь вплоть к своему жидкостному соплу. Вокруг высокоскоростного луча/струи создается интенсивный обратный поток газа, который транспортирует абразивные частицы к корпусу жидкостного сопла. Является доказанным, что в результате потока абразивных частиц в пространстве непосредственно за водяным соплом происходит его изнашивание этими абразивными частицами. Описываемая действительность, показанная на фиг. 1, ведет к значительному сокращению срока службы жидкостного сопла и, следовательно, к значительному сокращению срока службы всего описанного инструмента. Еще одним следующим недостатком является то, что для обеспечения достаточного срока службы инструмента жидкостное сопло должно быть изготовлено из очень прочного и дорогостоящего материала, например, такого как алмаз.The general state of the art is, for example, US 4648215 (1987), which describes a nozzle head, or EP 2801442 (2014) A, which describes a head with an auxiliary nozzle that allows the liquid flow to be focused and increase the speed or pressure of the liquid jet. Document US 5144766 (1992) describes a cassette (cartridge) that can be inserted into existing heads, and the cassette contains a nozzle, a mixing chamber and an outlet tube. The document JP H0349899 (1991) solves efficient mixing of the abrasive with the liquid jet so that the liquid nozzle is driven directly into the mixing chamber to the immediate vicinity of the abrasive nozzle. Thus, there is not much room for the accelerated abrasive particles to collide, but at the same time, the cutting efficiency is reduced, since the contact of the fluid jet with the abrasive cloud is too short and the beam/jet carries less abrasive. Document CN 205310080 (2016) represents the general state of the art. The disadvantage of existing solutions, such as, for example, patents EP 2853349 A1, EP 0873220 B1 and US 2016/0129551 A1 or PV 2014-754, is that the high-speed liquid jet behind the liquid nozzle creates such a flow field of the entire mixture that allows abrasive particles flow all the way to their liquid nozzle. An intense backflow of gas is created around the high speed beam/jet, which transports the abrasive particles to the fluid nozzle body. It has been proven that as a result of the flow of abrasive particles in the space directly behind the water nozzle, it is worn out by these abrasive particles. The described reality, shown in Fig. 1 leads to a significant reduction in the life of the liquid nozzle and, consequently, to a significant reduction in the life of the entire tool described. Another further disadvantage is that the fluid nozzle must be made of a very strong and expensive material, such as diamond, to ensure sufficient tool life.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Была разработана новая абразивная головка с вложенной форсункой для деления/резки материала лучом (струей) жидкости, обогащенной твердыми абразивными частицами, которая имеет несколько ключевых особенностей, которые приводят к значительному увеличению срока службы инструмента, ограничению повреждения абразивом заслонки жидкостного сопла, устранению деградации абразива в инструменте и повышению производительности резки и эффективности потока.A new abrasive head with a nested nozzle for splitting/cutting material with a beam (jet) of a liquid enriched with hard abrasive particles has been developed, which has several key features that lead to a significant increase in tool life, limit abrasive damage to the fluid nozzle shutter, eliminate degradation of the abrasive in tool and improve cutting performance and flow efficiency.

Абразивная головка с вложенной форсункой.Abrasive head with nested nozzle.

1. Уменьшает и преимущественно полностью предотвращает обратный поток смеси газа и абразива назад против направления потока к водяным соплам, в результате чего абразивные частицы движутся в направлении потока наружу из инструмента и не повреждают жидкостные сопла и не разрушают сам абразив.1. Reduces and advantageously completely prevents back flow of the gas/abrasive mixture back against the flow direction to the water nozzles, causing the abrasive particles to move in the direction of flow out of the tool and not damage the fluid nozzles or destroy the abrasive itself.

2. Позволяет смеси газа и абразива автоматически впускаться в смесительную камеру, т.е. нет необходимости в избыточном давлении для подачи абразива в струю/луч воды.2. Allows a mixture of gas and abrasive to automatically enter the mixing chamber, i.e. there is no need for excess pressure to feed the abrasive into the jet/beam of water.

3. Фокусирует смесь газа и абразива в поток жидкостной струи/луча и наружу из смесительной камеры в абразивное сопло, тем самым оптимизирует и делает более эффективным поток в смесительной камере.3. Focuses the mixture of gas and abrasive into the liquid jet/beam and out of the mixing chamber into the abrasive nozzle, thereby optimizing and making more efficient flow in the mixing chamber.

В направлении потока абразивная головка содержит по меньшей мере одно жидкостное сопло, которое соединено с общим каналом, к которому присоединяется вложенная форсунка, которая входит в смесительную камеру, к концу которой присоединено абразивное сопло. Предпочтительно между жид- 1 041913 костным соплом и общим каналом размещен вводной канал, позволяющий струе/лучу жидкости протекание из жидкостного сопла в общий канал. В смесительную камеру входит по меньшей мере один ввод смеси газа и абразива, предпочтительно смесь воздуха и абразива подается в смесительную камеру через несколько симметрично расположенных входов. Предпочтительно вводы смеси газа и абразива подсоединены к распределителю смеси газа и абразива. Общий канал предпочтительно оснащен вводом чистого газа.In the direction of flow, the abrasive head comprises at least one fluid nozzle, which is connected to a common channel, to which is attached a nested nozzle, which enters the mixing chamber, to the end of which the abrasive nozzle is attached. Preferably, between the fluid nozzle and the common channel there is an inlet channel allowing a jet/beam of liquid to flow from the fluid nozzle into the common channel. The mixing chamber includes at least one inlet of a mixture of gas and abrasive, preferably a mixture of air and abrasive is fed into the mixing chamber through several symmetrically located inlets. Preferably, the gas/abrasive mixture inlets are connected to a gas/abrasive mixture distributor. The common channel is preferably provided with a clean gas inlet.

Ключевой частью абразивной головки является именно вложенная форсунка. Внутреннее поперечное сечение вложенной форсунки непрерывно уменьшается в направлении потока, а внутреннее поперечное сечение выпускного отверстия вложенной форсунки меньше, чем внутреннее поперечное сечение цилиндрической части абразивного сопла.The key part of the abrasive head is the nested nozzle. The inner cross section of the nested nozzle is continuously decreasing in the direction of flow, and the inner cross section of the outlet of the nested nozzle is smaller than the inner cross section of the cylindrical part of the abrasive nozzle.

Ограничение обратного потока газа и абразива обеспечивается уже самим существенным сужением вложенной форсунки, которое может быть измерено в соответствии с шириной струи/луча воды или поперечным сечением выходного отверстия жидкостного сопла, из которого вытекает луч/струя. Благодаря этому можно использовать произвольно широкие вводные и общие каналы и оснастить их вводами чистого газа, поскольку сужение обеспечивает именно вложенная форсунка.The limitation of the backflow of gas and abrasive is provided by the very significant constriction of the nested nozzle, which can be measured according to the width of the water jet/beam or the cross-section of the outlet of the liquid nozzle from which the beam/jet emerges. As a result, arbitrarily wide inlet and common channels can be used and equipped with clean gas inlets, since the narrowing is provided precisely by the nested nozzle.

Ограничение обратного потока газа, с точки зрения конструкции, обеспечено таким образом, что ввод газа и абразива образуют с осью инструмента угол максимально 60°, а поперечное сечение выпускного отверстия вложенной форсунки максимально в три раза превышает поперечное сечение, ограниченное внешней окружностью струи/луча жидкости, причем поперечное сечение, ограниченное внешней окружностью струи/луча жидкости, составляет от 66 до 83% суммы поперечных сечений выходных отверстий жидкостных сопел. В случае трех 0,1 мм поперечных сечений жидкостных лучей поперечное сечение, ограниченное внешней окружностью струи/луча жидкости, составляет от 2 до 2,5 мм, причем внешняя окружность представляет собой круг, описанный вокруг неравномерной формы луча.The limitation of the backflow of gas, from the point of view of design, is ensured in such a way that the gas and abrasive inlet form an angle of maximum 60° with the axis of the tool, and the cross section of the outlet of the nested nozzle is maximum three times the cross section limited by the outer circumference of the jet/beam of liquid , and the cross section, limited by the outer circumference of the jet/beam of liquid, is from 66 to 83% of the sum of the cross sections of the outlet holes of the liquid nozzles. In the case of three 0.1 mm liquid beam cross sections, the cross section defined by the outer circumference of the liquid jet/beam is 2 to 2.5 mm, the outer circumference being a circle circumscribed around the irregular beam shape.

Предпочтительно также выгодно использовать только одно из условий, тем самым, по меньшей мере, приведет к уменьшению обратного потока, наклона привода смеси газа и абразива или поперечного сечения выходного отверстия вложенной форсунки.It is also advantageous to use only one of the conditions, thereby at least resulting in a reduction in backflow, inclination of the drive of the mixture of gas and abrasive, or the cross-section of the outlet of the nested nozzle.

Автоматический впуск смеси газа и абразива по сравнению с вводом смеси избыточным давлением осуществляется посредством более узкого внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки относительно внутреннего поперечного сечения цилиндрической части абразивного сопла. Поскольку при расширении струи жидкости из вложенной форсунки в смесительную камеру и ее последующего потока в/из большего выпускного отверстия абразивного сопла возникшее пониженное давление используется именно для впуска смеси газа и абразива в камеру смешения в поток струи жидкости.The automatic inlet of the mixture of gas and abrasive, compared with the introduction of the mixture with excess pressure, is carried out by means of a narrower inner cross-section of the outlet of the nested nozzle relative to the inner cross-section of the cylindrical part of the abrasive nozzle. Since when the liquid jet expands from the nested nozzle into the mixing chamber and its subsequent flow to/from the larger outlet of the abrasive nozzle, the resulting reduced pressure is used precisely to let the mixture of gas and abrasive into the mixing chamber into the flow of the liquid jet.

Другой важной и выгодной особенностью абразивной головки является внешняя форма вложенной форсунки, которая предпочтительно сужается в направлении потока, причем эта форма используется путем внедрения вложенной форсунки в смесительную камеру, причем эта коническая внешняя форма вложенной форсунки плавно сужает пространство в смесительной камере и направляет и далее фокусирует смесь газа и абразива в поток струи жидкости.Another important and advantageous feature of the abrasive head is the outer shape of the nested nozzle, which preferably tapers in the direction of flow, this shape is used by inserting the nested nozzle into the mixing chamber, this conical outer shape of the nested nozzle smoothly narrowing the space in the mixing chamber and directs and further focuses a mixture of gas and abrasive into a liquid jet stream.

Ограничение обратного потока с точки зрения конструкции еще проще обеспечено так, что абразивная головка содержит вводные каналы лучей жидкости, которые предпочтительно оснащены по меньшей мере одним вводом чистого газа. Благодаря впуску чистого газа происходит присасывание газа в абразивную головку, что ограничивает нежелательную рециркуляцию воздуха вместе с частицами самого абразива, которые повреждают внутренние части инструмента и, прежде всего, жидкостное сопло. Рециркуляция изображена на фиг. 1 и 2, где фиг. 1 показывает рециркуляцию газа и абразива против направления потока вплоть к жидкостному соплу в случае, когда ввод чистого газа не установлен, а фиг. 2 показывает поток чистого газа каналом в направлении потока струи жидкости, который заполнением всего канала ограничивает обратную рециркуляцию газа с абразивным материалом. Ввод чистого газа в вводные каналы инструмента таким образом осуществляется отдельно перед подачей абразива.Restriction of the backflow is even more simply provided in terms of design, so that the abrasive head comprises inlet channels of the liquid beams, which are preferably equipped with at least one pure gas inlet. Thanks to the clean gas inlet, gas is sucked into the abrasive head, which limits unwanted recirculation of air along with particles of the abrasive itself, which damage the internal parts of the tool and, above all, the liquid nozzle. Recirculation is shown in Fig. 1 and 2, where Fig. 1 shows the recirculation of gas and abrasive against the flow direction up to the liquid nozzle in the case where a clean gas inlet is not installed, and FIG. 2 shows the flow of pure gas through a channel in the direction of the flow of the liquid jet, which, by filling the entire channel, limits the recirculation of gas with abrasive material. The introduction of pure gas into the inlet channels of the tool is thus carried out separately before the supply of the abrasive.

Преимущественно может быть использована абразивная головка с несколькими соплами для жидкости, чьи струи/лучи смешиваются друг с другом (интерференция), что полезно для повышения производительности режущей мощности головки, при этом интерференцию лучей жидкости можно настроить в общем канала или во вложенной форсунке.Advantageously, an abrasive head with multiple liquid nozzles whose jets/beams mix with each other (interference) can be used, which is useful for increasing the cutting power performance of the head, whereby the interference of the liquid beams can be adjusted in a common channel or in a nested nozzle.

Жидкостное сопло расположено на оси инструмента за вводом воды под давлением и входит в вводной канал или непосредственно в общий канал. Общий канал сужается с помощью вложенной форсунки в направлении потока перед входом в смесительную камеру, предпочтительно поперечное сечение выпускного отверстия вложенной форсунки меньше, чем диаметр цилиндрической части абразивного сопла. Вложенная форсунка не только ограничивает проникновение абразивных частиц в близость жидкостных сопел, но и настройкой размера выпускного отверстия позволяет регулировать количество автоматически впускаемой смеси газа и абразива. В случае предпочтительного решения инструмента с вводом чистого газа в общий канал вложенная форсунка регулирует соотношение между автоматически впускаемым чистым газом в общий канал и между автоматически впускаемой смесью газа и абразива в смесительную камеру. Если выпускной диаметр вложенной форсунки равен или меньше поперечногоThe liquid nozzle is located on the axis of the tool behind the inlet of pressurized water and enters the inlet channel or directly into the common channel. The common channel is narrowed by the nested nozzle in the direction of flow before entering the mixing chamber, preferably the cross section of the outlet of the nested nozzle is smaller than the diameter of the cylindrical part of the abrasive nozzle. The nested nozzle not only limits the penetration of abrasive particles in the vicinity of the liquid nozzles, but also by adjusting the size of the outlet allows you to adjust the amount of gas and abrasive mixture automatically admitted. In the case of the preferred solution of the tool with the introduction of pure gas into the common channel, the nested nozzle controls the ratio between the automatically admitted pure gas into the common channel and between the automatically admitted mixture of gas and abrasive into the mixing chamber. If the outlet diameter of the nested injector is equal to or less than the transverse

- 2 041913 сечения цилиндрической части абразивного сопла, в инструмент может автоматически впускаться как чистый газ, так и смесь газа и абразива.- 2 041913 sections of the cylindrical part of the abrasive nozzle, both pure gas and a mixture of gas and abrasive can be automatically admitted into the tool.

В то же время предпочтительно, чтобы поперечное сечение выходного отверстия вложенной форсунки не превышал диаметр струи жидкости более чем в три раза, соответственно, в многоструйной структуре объединенной струи жидкости.At the same time, it is preferable that the cross section of the outlet of the nested nozzle does not exceed the diameter of the liquid jet by more than three times, respectively, in a multi-jet structure of the combined liquid jet.

Предпочтительно вложенная форсунка сконструирована в виде корпуса из прочного материала, который совместим с изготовляемыми в настоящее время сопловыми головками. Вложенная форсунка таким образом позволяет продлить срок службы существующего инструмента. Вложенная форсунка может быть установлена в существующем инструменте относительно простым способом, например, с помощью электроэрозионной обработки. Существующий общий канал за водяным соплом увеличится так, чтобы в новое созданное пространство можно было вставить корпус вложенной форсунки. У существующего инструмента таким образом уменьшается повреждение жидкостного сопла абразивными частицами, и в то же время не снижается производительность резки абразивной головки. Кроме того, путем подходящего изменения формы внешней части корпуса вложенной форсунки можно добиться улучшения потока газожидкостной смеси и абразивных частиц.Preferably, the nested nozzle is constructed as a body of durable material that is compatible with currently manufactured nozzle heads. The nested nozzle thus allows you to extend the life of the existing tool. The nested nozzle can be installed in an existing tool in a relatively simple manner, such as by electroerosive machining. The existing common channel behind the water nozzle will expand so that the nested nozzle body can be inserted into the newly created space. With the existing tool, damage to the fluid nozzle by abrasive particles is thus reduced, while at the same time, the cutting performance of the abrasive head is not reduced. In addition, by suitably reshaping the outer portion of the nested nozzle body, an improvement in the flow of the gas-liquid mixture and abrasive particles can be achieved.

Корпус вложенной форсунки вставляется в новый или существующий инструмент на границе общего канала и смесительной камеры. Корпус вложенной форсунки таким образом позволяет своей внешней формой завершить пространство смесительной камеры так, чтобы ускорение абразива в смесительной камере происходило без взаимодействия абразивных частиц с окружающими стенками данных компонентов абразивной головки на высоких скоростях, благодаря чему предотвращается повреждение самого инструмента и разрушение абразивных частиц, оба этих фактора увеличивают производительность резки самого инструмента. Выходное отверстие из внутренней части вложенной форсунки может быть значительно приближено за счет конической формы внешней части вложенной форсунки к абразивному соплу без учета присоединения вводов смеси газа и абразива со смесительной камерой. Тем самым приведет к элиминации пространства смесительной камеры, а также к элиминации пространства с высокими скоростями, данными потоком высокоскоростной струи жидкости через камеру смешивания. Это приводит к уменьшению вероятности разрушения абразива и окружающих стенок в смесительной камере и на входе в абразивное сопло. Особенно выгодно использовать внешнюю форму вложенной форсунки для завершения пространства смесительной камеры, если существует более одного ввода смеси газа и абразива в смесительную камеру. Таким образом происходит значительное снижение скорости абразивных частиц уже в описываемых вводах смеси газа и абразива, что приводит к снижению гидравлических потерь и устранению разрушения абразива из-за его взаимодействия с окружающими стенками камеры смешения, так как при уменьшении скорости потока значительно уменьшается кинетическая энергия частиц, поступающих в камеру смешения, которая используется для их разрушения в случае столкновения абразивных частиц со стенкой камеры смешения. Благодаря внедрению внешней формы вложенной форсунки в смесительную камеру пространство с высокими скоростями абразивных частиц сводится к минимуму, что приводит к созданию предпочтительного поля потока с целью дальнейшего эффективного ускорения абразивных частиц с помощью высокоскоростной струи жидкости. Благодаря подходящей форме внешней части вложенной форсунки и ее внедрению в смесительную камеру производительность резки модифицированной абразивной головки увеличивается.The nested nozzle body is inserted into a new or existing tool at the border of the common channel and the mixing chamber. The body of the nested nozzle thus allows its external shape to complete the space of the mixing chamber so that the acceleration of the abrasive in the mixing chamber occurs without the interaction of the abrasive particles with the surrounding walls of these components of the abrasive head at high speeds, thereby preventing damage to the tool itself and the destruction of the abrasive particles, both of these factors increase the cutting performance of the tool itself. The outlet from the inner part of the nested nozzle can be significantly approximated due to the conical shape of the outer part of the nested nozzle to the abrasive nozzle without regard to the connection of the inputs of the mixture of gas and abrasive with the mixing chamber. This will lead to the elimination of the space of the mixing chamber, as well as the elimination of space with high velocities given by the flow of a high-speed jet of liquid through the mixing chamber. This leads to a decrease in the probability of destruction of the abrasive and the surrounding walls in the mixing chamber and at the inlet to the abrasive nozzle. It is particularly advantageous to use the outer shape of the nested nozzle to complete the space of the mixing chamber if there is more than one entry of the mixture of gas and abrasive into the mixing chamber. Thus, there is a significant decrease in the speed of abrasive particles already in the described inputs of a mixture of gas and abrasive, which leads to a decrease in hydraulic losses and elimination of the destruction of the abrasive due to its interaction with the surrounding walls of the mixing chamber, since with a decrease in the flow rate, the kinetic energy of the particles decreases significantly, entering the mixing chamber, which is used to destroy them in the event of a collision of abrasive particles with the wall of the mixing chamber. By incorporating the outer shape of the nested nozzle into the mixing chamber, the space with high abrasive particle velocities is minimized, resulting in a preferred flow field to further effectively accelerate the abrasive particles with the high velocity fluid jet. By suitably shaping the outer part of the nested nozzle and inserting it into the mixing chamber, the cutting performance of the modified abrasive head is increased.

Вложенная форсунка, расположенная между общим каналом и смесительной камерой, вызывает гидравлические потери. Поскольку струя жидкости протекает через центр инструмента, а также через центр упомянутой вложенной форсунки, эти гидравлические потери очень малы, учитывая величину входной гидравлической мощности жидкости перед жидкостным соплом. Гидравлические потери, вызванные вложенной форсункой, могут быть дополнительно уменьшены путем подачи чистого воздуха в общий канал. Воздействием присутствия газа у внутренних стенок инструмента, и прежде всего у внутренних стенок вложенной форсунки гидравлические потери сводятся максимально малым благодаря низкому значению вязкости газа по сравнению с жидкостью. Во время эксплуатации абразивной головки с вложенной форсункой таким образом производительность резания не уменьшается по сравнению с эксплуатацией без вложенной форсунки. Благодаря очень низким гидравлическим потерям вложенной форсунки становится возможным транспортировать смесь газа и абразивных частиц в смесительную камеру путем автоматического впуска, вызванного потоком струи/луча жидкости через центр инструмента, как это в случае с инструментом без вложенной форсунки.The nested nozzle located between the common channel and the mixing chamber causes hydraulic losses. Since the fluid jet flows through the center of the tool as well as through the center of said nested nozzle, these hydraulic losses are very small considering the magnitude of the fluid hydraulic power input in front of the fluid nozzle. The hydraulic losses caused by the nested nozzle can be further reduced by introducing clean air into the common channel. By the influence of the presence of gas at the inner walls of the tool, and above all at the inner walls of the nested nozzle, the hydraulic losses are kept as low as possible due to the low viscosity of the gas compared to the liquid. During operation of the abrasive head with the nested nozzle in this way, the cutting performance is not reduced compared to operation without the nested nozzle. Due to the very low hydraulic loss of the nested nozzle, it becomes possible to transport the mixture of gas and abrasive particles into the mixing chamber by automatic intake caused by the flow of the jet/beam of liquid through the center of the tool, as is the case with a tool without a nested nozzle.

Предпочтительно внутренняя форма вложенной форсунки определяется постепенно уменьшающимся поперечным сечением потока в направлении потока. Выходное поперечное сечение потока вложенной форсунки является наименьшим поперечным сечением потока внутренней формы вложенной форсунки.Preferably, the inner shape of the nested nozzle is determined by the gradually decreasing flow cross section in the flow direction. The outlet flow cross section of the nested nozzle is the smallest flow cross section of the inner shape of the nested nozzle.

Вложенная форсунка также может использоваться и у инструмента с несколькими жидкостными соплами.The nested nozzle can also be used on tools with multiple fluid nozzles.

Существует два способа предотвращения полного контакта абразивных частиц с жидкостными соплами. Первым способом является реализация инструмента с вложенной форсункой и с впуском чистого газа.There are two ways to prevent full contact of the abrasive particles with the fluid nozzles. The first way is to implement a tool with a nested nozzle and clean gas inlet.

- 3 041913- 3 041913

Благодаря присасыванию чистого газа предотвращается рециркуляция газа в общем канале и в вводном канале, и абразив в инструменте перемещается только в направлении потока жидкости. Другой способ заключается в реализации инструмента с корпусом вложенной форсунки, вставленным в смесительную камеру, и вводом смеси газа и абразива, наклоненным к оси инструмента менее чем на 60° в направлении потока. Комбинацией этих условий достигается то, что абразивные частицы не проникают против направления потока к жидкостным соплам, что существенно продлевает срок службы всего инструмента, особенно дорогих жидкостных сопел.By suction of the clean gas, recirculation of the gas in the common channel and in the inlet channel is prevented, and the abrasive in the tool moves only in the direction of the liquid flow. Another way is to implement a tool with a nested nozzle body inserted into the mixing chamber, and the introduction of a mixture of gas and abrasive, inclined to the tool axis by less than 60° in the direction of flow. The combination of these conditions ensures that abrasive particles do not penetrate against the direction of flow to the fluid nozzles, which significantly extends the life of the entire tool, especially expensive fluid nozzles.

Предпочтительно корпус вложенной форсунки помещают в несущий корпус инструмента вместе с другими частями, такими как корпус смесительной камеры и корпус абразивного сопла. Корпус вложенной форсунки должен быть закреплен в несущем корпусе инструмента разборным или неразборным способом, чтобы предотвратить перемещение или поворот вложенной форсунки во время работы абразивной головки. Материал корпуса вложенной форсунки предпочтительно является износостойким, так чтобы внешняя часть корпуса вложенной форсунки выдерживала нагрузки от протекающих абразивных частиц в смесительной камере.Preferably, the nested nozzle body is placed in the tool carrier along with other parts such as the mixing chamber body and the abrasive nozzle body. The nested nozzle body must be fixed in the tool carrier in a collapsible or non-separable way to prevent the nested nozzle from moving or rotating during the operation of the abrasive head. The material of the nested nozzle body is preferably wear resistant so that the outer portion of the nested nozzle body can withstand the stresses of flowing abrasive particles in the mixing chamber.

Осуществление конструкции инструмента.Implementation of the instrument design.

Конструкция инструмента должна быть выбрана с учетом степени его нагрузки. Части инструмента, подвергающиеся нагрузке, несущие компоненты и сопла могут быть изготовлены из твердой стали или высокопрочной стали, износостойкой стали по отношению к абразивным частицам (например, сталь 174PH, сталь 17022, сталь 1.4057, сталь 17346 и т.д.), сопла предпочтительно выбирать из очень прочных материалов, например алмаз или сапфир. Для вводов и частей инструмента без нагрузки можно выбрать менее стойкие материалы, например ПВХ.The design of the tool must be selected taking into account the degree of its load. Loaded parts of the tool, bearing components and nozzles can be made of hard steel or high strength steel, wear resistant steel against abrasive particles (e.g. 174PH steel, 17022 steel, 1.4057 steel, 17346 steel, etc.), nozzles are preferred choose from very durable materials, such as diamond or sapphire. For bushings and tool parts without load, less resistant materials such as PVC can be selected.

Предпочтительно, чтобы инструмент имел несущий корпус, в который вкладывается внутренняя часть жидкостного сопла вместе с другими частями инструмента. В верхней части несущего корпуса расположено соединение воды под давлением. Во внутреннем корпусе расположены корпус жидкостного сопла, корпус общего канала, корпус вложенной форсунки и корпус смесительной камеры, причем корпуса и другие компоненты могут быть присоединены посредством болтового соединения или запрессовки или другим перманентным и разборным способом. Несколько корпусов или компонентов могут быть изготовлены из одного куска. В нижнюю часть несущего корпуса расположено абразивное сопло. Абразивное сопло предпочтительно может быть зафиксировано в несущем корпусе с помощью резьбового соединения или может быть прикреплено к корпусу с помощью цанги и гайки. Смесительная камера может быть непосредственно составной частью несущего корпуса.Preferably, the tool has a carrier housing in which the inside of the fluid nozzle is inserted along with other parts of the tool. In the upper part of the carrier housing there is a pressurized water connection. The inner housing houses the fluid nozzle housing, the common channel housing, the nested nozzle housing, and the mixing chamber housing, the housings and other components can be attached by bolting or pressing or in another permanent and detachable way. Several cases or components can be made from one piece. An abrasive nozzle is located in the lower part of the carrier body. The abrasive nozzle may preferably be fixed in the carrier body with a threaded connection or may be attached to the body with a collet and nut. The mixing chamber can be directly an integral part of the carrier body.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - состояние уровня техники. Инструмент без отдельного ввода чистого газа 96, без вложенной форсунки, фиг. 2 - инструмент с отдельным вводом 26 чистого воздуха 96, без рециркуляции смеси газа и абразива 94, фиг. 3 - абразивная головка согласно примеру 1 с вводом 26 чистого газа 96 в общий канал 27 и с вложенной форсункой 29, фиг. 4 - абразивная головка согласно примеру 2 с тремя вводами 28 смеси 94 газа и абразива, с вложенной форсункой 29, с использованием ее внешней формы 29.2 для подходящего изменения формы смесительной камеры 22, фиг. 5 - абразивная головка согласно примеру 3 с четырьмя вводами 26 чистого газа 96, с тремя вводами 28 смеси 94 газа и абразива, с вложенной форсункой 29, с использованием ее внешней формы 29.2 для подходящего изменения формы смесительной камеры 22, фиг. 6 - абразивная головка согласно примеру 4 с четырьмя жидкостными соплами 21 и вводом 26 чистого газа 96 сквозь отделенные вводные каналы 25 и четырьмя вводами 28 смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22, фиг. 7 - абразивная головка согласно примеру 5 с тремя жидкостными соплами 21 и с одним вводом 28 смеси 94 газа и абразива, заведенными в смесительную камеру 22 под углом 45° в направлении потока, фиг. 8 - абразивная головка согласно примеру 6 с двумя жидкостными соплами 21 и с одним вводом 26 чистого газа 96 в общий канал 27, с тремя вводами 28 смеси 94 газа и абразива, заведенными в смесительную камеру 22, фиг. 9 - абразивная головка согласно примеру 7 с пятью жидкостными соплами 21, расположенными на двух глубинах инструмента, и с одним вводом 26 чистого газа 96, с тремя вводами 28 смеси 94 газа и абразива, заведенными в смесительную камеру 22, фиг. 10 - абразивная головка согласно примеру 8 с двумя жидкостными соплами 21 входящими в общий канал 27 и с одним вводом 26 чистого газа 96 в общий канал 27, с тремя вводами 28 смеси 94 газа и абразива, заведенными в смесительную камеру 22.Fig. 1 - state of the art. Instrument without separate clean gas inlet 96, without nested nozzle, fig. 2 - a tool with a separate input 26 of clean air 96, without recirculation of the mixture of gas and abrasive 94, FIG. 3 - abrasive head according to example 1 with the input 26 of pure gas 96 in a common channel 27 and nested nozzle 29, FIG. 4 - abrasive head according to example 2 with three inputs 28 of a mixture 94 of gas and abrasive, with nested nozzle 29, using its outer shape 29.2 to suitably change the shape of the mixing chamber 22, FIG. 5 shows an abrasive head according to example 3 with four inlets 26 of pure gas 96, with three inlets 28 of a mixture of gas and abrasive 94, with an enclosed nozzle 29, using its outer shape 29.2 to suitably change the shape of the mixing chamber 22, FIG. FIG. 7 - abrasive head according to example 5 with three liquid nozzles 21 and one inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive, brought into the mixing chamber 22 at an angle of 45° in the direction of flow, FIG. 8 - abrasive head according to example 6 with two liquid nozzles 21 and one inlet 26 of pure gas 96 into a common channel 27, with three inlets 28 of a mixture 94 of gas and abrasive brought into the mixing chamber 22, FIG. 9 - abrasive head according to example 7 with five liquid nozzles 21 located at two depths of the tool, and with one inlet 26 of pure gas 96, with three inlets 28 of a mixture 94 of gas and abrasive brought into the mixing chamber 22, FIG. 10 - abrasive head according to example 8 with two liquid nozzles 21 entering the common channel 27 and with one inlet 26 of pure gas 96 into the common channel 27, with three inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive brought into the mixing chamber 22.

Примеры осуществления изобретенияEXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION

Пример 1. Абразивная головка с вводом чистого газа в общий канал и с вложенной форсункой.Example 1. Abrasive head with clean gas inlet into a common channel and with a nested nozzle.

Фиг. 3 показывает пример выполнения инструмента с впуском чистого газа 96 посредством вводаFig. 3 shows an example of a tool with a clean gas inlet 96 by entering

- 4 041913- 4 041913

26, входящего в общий канал 27 за водяным соплом 21, расположенным за вводом 73 жидкости под давлением. Водяное сопло 21 соединено с коротким вводным каналом 25, который вместе с вводом 26 чистого газа 96 входит в общий канал 27. Главные части инструмента, т.е. водяное сопло 21, смесительная камера 22 и абразивное сопло 23 расположены на оси 55 инструмента, причем ось 56 жидкостного сопла 21 идентична с осью вводного канала 25 и с осью 55 инструмента. Общий канал 27 на своем конце в направлении потока сужается с помощью вложенной форсунки 29, которая определена внешней формой 29.2 и внутренней формой 29.1, причем соотношение размеров внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки 29 к поперечному сечению жидкостного сопла составляет 3:1. Вложенная форсунка 29 входит в смесительную камеру 22, в которую также входит один ввод 28 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива поступает в смесительную камеру 22 через ввод 28 смеси 94 газа и абразива автоматически, так же как чистый газ 96 автоматически впускается через ввод 26 чистого газа 96. Смесь 94 газа и абразива, ускоряемая общей высокоскоростной струей 95 жидкости, поступает в абразивное сопло 23, которое соединено со смесительной камерой 22. Абразивное сопло 23 установлено на оси 55 инструмента на его конце. Здесь происходит дальнейшее ускорение описанной смеси до воздействия на разрезаемый материал.26, entering the common channel 27 behind the water nozzle 21, located behind the input 73 of pressurized fluid. The water nozzle 21 is connected to a short inlet channel 25 which, together with the clean gas inlet 26 96, enters a common channel 27. The main parts of the tool, i.e. the water nozzle 21, the mixing chamber 22 and the abrasive nozzle 23 are located on the axis 55 of the tool, and the axis 56 of the fluid nozzle 21 is identical with the axis of the inlet channel 25 and with the axis 55 of the tool. The common channel 27 is narrowed at its end in the flow direction by a nested nozzle 29, which is defined by an outer shape 29.2 and an inner shape 29.1, wherein the ratio of the inner cross section of the outlet of the nested nozzle 29 to the cross section of the liquid nozzle is 3:1. The nested nozzle 29 enters the mixing chamber 22, which also includes one inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically, just as pure gas 96 is automatically admitted through the inlet 26 of pure gas 96. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 95 of liquid, enters an abrasive nozzle 23, which is connected to the mixing chamber 22. The abrasive nozzle 23 is mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены корпус жидкостного сопла 21, корпус смесительной камеры 22 и корпус абразивного сопла 23, содержит вводной канал 25 за водяным соплом 21, ввод 26 чистого газа 96 и ввод 28 смеси 94 газа и абразива. Он изготовлен из стали 17-4PH. Корпус смесительной камеры 22 изготовлен из твердой стали. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 26 чистого газа 96, изготовленный из стали 17022. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 28 смеси 94 газа и абразива, изготовленный из стали 17022.The bearing body of the abrasive head, in which the body of the liquid nozzle 21, the body of the mixing chamber 22 and the body of the abrasive nozzle 23 are located, contains an inlet 25 behind the water nozzle 21, an inlet 26 of pure gas 96 and an inlet 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. It is made of 17-4PH steel. The body of the mixing chamber 22 is made of solid steel. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. An inlet 26 of clean gas 96 made of steel 17022 is connected to the bearing body of the abrasive head. An inlet 28 of a mixture of 94 gas and abrasive made of steel 17022 is connected to the bearing body of the abrasive head.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 1, не происходит рециркуляция газа благодаря присутствию ввода 26 чистого газа 96 в общий канал 27. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 1, gas recirculation does not occur due to the presence of the introduction 26 of pure gas 96 into the common channel 27. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 2. Абразивная головка с вложенной форсункой, с использованием ее внешней формы для подходящего изменения формы смесительной камеры.Example 2 Abrasive head with nested nozzle, using its outer shape to suitably reshape the mixing chamber.

Фиг. 4 показывает пример выполнения инструмента с вложенной форсункой 29. Главные части инструмента водяное сопло 21, смесительная камера 22 и абразивное сопло 23 расположены вдоль оси 55 инструмента. Перед входом водяной струи/луча 95 в смесительную камеру 22 установлена вложенная форсунка 29, причем соотношение размеров внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки 29 к поперечному сечению жидкостного сопла составляет 2,5:1, а внешняя форма 29.2 форсунки сужается в направлении потока, а вложенная форсунка входит в смесительную камеру. Форма поля потока на выходном отверстии из вложенной форсунки 29 принципиально ограничивает поток абразивных частиц через вложенную форсунку 29 вплоть к водяному соплу 21. В смесительную камеру 22 входят три ввода 28 смеси 94 газа и абразива. Указанная смесь 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 автоматически впускается под воздействием потока высокоскоростной струи/луча жидкости 95 вдоль оси 55 инструмента. В смесительной камере 22 и абразивном сопле 23 происходит ускорение абразивных частиц, которые затем воздействуют на разрезаемый материал.Fig. 4 shows an example of a tool with an inserted nozzle 29. The main parts of the tool, the water nozzle 21, the mixing chamber 22 and the abrasive nozzle 23, are located along the axis 55 of the tool. Before entering the water jet/beam 95, a nested nozzle 29 is installed in the mixing chamber 22, and the ratio of the dimensions of the inner cross section of the outlet of the nested nozzle 29 to the cross section of the liquid nozzle is 2.5: 1, and the outer shape 29.2 of the nozzle tapers in the direction of flow, and the nested nozzle enters the mixing chamber. The shape of the flow field at the outlet of the nested nozzle 29 fundamentally restricts the flow of abrasive particles through the nested nozzle 29 up to the water nozzle 21. The mixing chamber 22 includes three inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive. The specified mixture 94 of gas and abrasive in the mixing chamber 22 is automatically admitted under the influence of the flow of high-speed jet/beam of liquid 95 along the axis 55 of the tool. In the mixing chamber 22 and the abrasive nozzle 23, the abrasive particles are accelerated, which then act on the material being cut.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены корпус жидкостного сопла 21 и корпус абразивного сопла 23, содержит вводной канал 25 за водяным соплом 21, смесительную камеру 22 и ввод 28 смеси 94 газа и абразива. Он изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 26 чистого газа 96, изготовленный из стали 17346. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 28 смеси 94 газа и абразива, изготовленный из стали 17346.The bearing body of the abrasive head, in which the body of the liquid nozzle 21 and the body of the abrasive nozzle 23 are located, contains an inlet 25 behind the water nozzle 21, a mixing chamber 22 and an inlet 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. It is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. An inlet 26 of 96 clean gas made of steel 17346 is connected to the bearing body of the abrasive head. An inlet 28 of a mixture of 94 gas and abrasive made of steel 17346 is connected to the bearing body of the abrasive head.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 2, значительно ограничена рециркуляция газа благодаря присутствию вложенной форсунки 29. Абразивные частицы благодаря препятствию рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостного сопла 21 и не повреждают его. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 2, gas recirculation is significantly limited due to the presence of the nested nozzle 29. Due to the obstruction of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not enter the vicinity of the liquid nozzle 21 and do not damage it. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 3. Абразивная головка с четырьмя вводами чистого газа, вводом смеси газа и абразива, с вложенной форсункой, с использованием ее внешней формы для подходящего изменения формы смесительной камеры.Example 3 Abrasive head with four clean gas inlets, gas-abrasive mixture inlet, with nested nozzle, using its outer shape to suitably reshape the mixing chamber.

Фиг. 5 показывает пример выполнения инструмента с впуском чистого газа 96 четырьмя вводами 26, входящими в общий канал 27, расположенный за водяным соплом 21, и с вложенной форсункой 29. Главные части инструмента водяное сопло 21, смесительная камера 22 и абразивное сопло 23 расположены вдоль оси 55 инструмента. Между водяным соплом 21 и смесительной камерой 22 автоматически впускается чистый газ 96 через четыре ввода 26 чистого газа 96, соединенных с общим каналом 27. За вводом 26 чистого газа 96 расположена вложенная форсунка 29, причем соотношение размеров внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки 29 к поперечному сечению жидкостного сопла составляет 2,7:1. Внутренняя форма вложенной форсунки 29.1 постепенно уменьшается в направлении потока высокоскоростной струи/луча жидкости 95 так, что форма поля потока на выходномFig. 5 shows an example of a tool with a pure gas inlet 96 with four inlets 26 entering a common channel 27 located behind the water nozzle 21 and with an enclosed nozzle 29. The main parts of the tool water nozzle 21, mixing chamber 22 and abrasive nozzle 23 are located along the axis 55 tool. Between the water nozzle 21 and the mixing chamber 22, pure gas 96 is automatically admitted through four inlets 26 of pure gas 96 connected to a common channel 27. Behind the inlet 26 of pure gas 96, a nested nozzle 29 is located, and the ratio of the dimensions of the internal cross section of the outlet of the nested nozzle 29 to cross section of the liquid nozzle is 2.7:1. The internal shape of the nested nozzle 29.1 gradually decreases in the direction of the flow of the high-velocity liquid jet/beam 95 so that the shape of the flow field at the outlet

- 5 041913 отверстии из внутренней части вложенной форсунки 29.1 не позволяет абразивным частицам течь обратно к жидкостному соплу 21. Внешняя форма вложенной форсунки 29.2, закругленная коническая форма, сужающаяся в направлении потока, помогает определить пространство смесительной камеры 22 так, чтобы во время течения смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 не происходило разрушение абразивных частиц из-за их взаимодействия с окружающими стенками инструмента. В смесительную камеру 22 входят три ввода 28 смеси 94 газа и абразива. Указанная смесь 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 автоматически впускается также, как чистый газ 96 через ввод 26 чистого газа 96 под воздействием потока высокоскоростной струи/луча жидкости 95 вдоль оси 55 инструмента. В смесительной камере 22 и абразивном сопле 23 происходит ускорение абразивных частиц, которые затем воздействуют на разрезаемый материал.- 5 041913 an opening from the inside of the nested nozzle 29.1 prevents abrasive particles from flowing back to the liquid nozzle 21. The outer shape of the nested nozzle 29.2, a rounded conical shape tapering in the direction of flow, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture 94 gas and abrasive into the mixing chamber 22, there was no destruction of abrasive particles due to their interaction with the surrounding walls of the tool. The mixing chamber 22 includes three inputs 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. The specified mixture 94 of gas and abrasive into the mixing chamber 22 is automatically admitted in the same way as pure gas 96 through the inlet 26 of pure gas 96 under the influence of the flow of a high-speed jet/beam of liquid 95 along the axis 55 of the tool. In the mixing chamber 22 and the abrasive nozzle 23, the abrasive particles are accelerated, which then act on the material being cut.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены корпус жидкостного сопла 21 и корпус абразивного сопла 23, содержит вводной канал 25 за водяным соплом 21, ввод 26 чистого газа 96, общий канал 27, смесительную камеру 22 и ввод 28 смеси 94 газа и абразива. Он изготовлен из стали 174PH. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 26 чистого газа 96, изготовленный из стали 17346. К несущему корпусу абразивной головки подсоединен ввод 28 смеси 94 газа и абразива, изготовленный из стали 17346.The bearing body of the abrasive head, in which the body of the liquid nozzle 21 and the body of the abrasive nozzle 23 are located, contains an inlet channel 25 behind the water nozzle 21, an inlet 26 of clean gas 96, a common channel 27, a mixing chamber 22 and an inlet 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. It is made of 174PH steel. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. An inlet 26 of 96 clean gas made of steel 17346 is connected to the bearing body of the abrasive head. An inlet 28 of a mixture of 94 gas and abrasive made of steel 17346 is connected to the bearing body of the abrasive head.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 3, не происходит рециркуляция газа благодаря присутствию ввода 26 чистого газа 96 в общий канал 27. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 3, gas recirculation does not occur due to the presence of the introduction 26 of clean gas 96 into the common channel 27. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 4. Абразивная головка с четырьмя жидкостными (водяными) соплами и с впуском чистого газа сквозь отделенные вводные каналы и четырьмя вводами впуска смеси газа и абразива в смесительную камеру.Example 4. Abrasive head with four liquid (water) nozzles and with an inlet of pure gas through separated inlet channels and four inlets of the inlet of a mixture of gas and abrasive into the mixing chamber.

Фиг. 6 показывает пример выполнения инструмента с четырьмя водяными соплами 21, причем водяные сопла 21 вращательно симметрично расположены вокруг оси 55 инструмента за вводом 73 жидкости под давлением. Оси 56 водяных сопел 21 и оси отделенных вводных каналов 25 образуют с осью 55 инструмента угол 15°. Каждое водяное сопло 21 соединено со своим собственным вводным каналом 25 постоянного поперечного сечения, который позволяет течь высокоскоростной струе 95 жидкости из данного водяного сопла 21 в точку пересечения, определяемую пересечением осей 56 жидкостных сопел 21 и оси 55 инструмента. Каждый вводной канал 25 оснащен вводом 26 чистого газа 96, причем чистый газ 96 в отделенные вводные каналы 25 впускается автоматически. Вводы 26 чистого газа 96 вводятся в общий распределитель 72 чистого газа 96. Четыре отделенные вводные каналы 25 объединяются в один общий канал 27 постоянного поперечного сечения. Здесь объединяются отдельные струи 95 жидкости в одну общую, которая продолжается вдоль оси 55 инструмента. Общий канал 27 перед входом в смесительную камеру 22 оснащен вложенной форсункой 29, причем соотношение размеров внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки 29 к поперечному сечению жидкостного сопла составляет 1,7:1. Внешняя форма вложенной форсунки 29.2, закругленная коническая форма, сужающаяся в направлении потока, помогает определить пространство смесительной камеры 22 так, чтобы во время течения смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 не происходило разрушение абразивных частиц из-за их взаимодействия с окружающими стенками инструмента. В смесительную камеру 22 входят четыре ввода 28 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива поступает в смесительную камеру 22 сквозь вводы 28 смеси 94 газа и абразива автоматически воздействием пониженного давления в смесительной камере 22. Вводы 28 смеси 94 газа и абразива подсоединены к общему распределителю 71 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива, ускоряемая общей высокоскоростной струей 92 жидкости, поступает в абразивное сопло 23. Абразивное сопло 23 установлено на оси 55 инструмента на его конце. Здесь происходит дальнейшее ускорение описанной смеси до воздействия на разрезаемый материал.Fig. 6 shows an example of a tool with four water nozzles 21, the water nozzles 21 being rotationally symmetrical around the axis 55 of the tool behind the pressurized fluid inlet 73. The axes 56 of the water nozzles 21 and the axes of the separated inlet channels 25 form an angle of 15° with the axis 55 of the tool. Each water nozzle 21 is connected to its own inlet channel 25 of constant cross section, which allows a high-velocity liquid jet 95 to flow from a given water nozzle 21 to an intersection point defined by the intersection of the axes 56 of the fluid nozzles 21 and the axis 55 of the tool. Each inlet channel 25 is provided with an inlet 26 of pure gas 96, wherein pure gas 96 is admitted automatically into the separated inlet channels 25. Inputs 26 of pure gas 96 are introduced into a common distributor 72 of pure gas 96. Four separated input channels 25 are combined into one common channel 27 of constant cross section. Here, the individual jets 95 of liquid are combined into one common one, which continues along the axis 55 of the tool. The common channel 27 before entering the mixing chamber 22 is provided with a nested nozzle 29, wherein the ratio of the inner cross section of the outlet of the nested nozzle 29 to the cross section of the liquid nozzle is 1.7:1. The outer shape of the nested nozzle 29.2, a rounded conical shape tapering in the direction of flow, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture 94 of gas and abrasive into the mixing chamber 22, abrasive particles do not break down due to their interaction with the surrounding walls of the tool. . The mixing chamber 22 includes four inlets 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically by the action of reduced pressure in the mixing chamber 22. The inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive are connected to a common distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 92 of liquid, enters the abrasive nozzle 23. The abrasive nozzle 23 is mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены: корпус жидкостных сопел 21, вложенная форсунка 29, корпус смесительной камеры 22 и корпус абразивного сопла 23, изготовлен из стали 17-4PH. Корпус сопел, в котором расположены водяные сопла 21, изготовлен из стали 17346. Корпус вложенной форсунки 29 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус смесительной камеры 22 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. Ввод 26 чистого газа 96 изготовлен из ПВХ. Корпус распределителя 72 чистого газа 96 изготовлен из стали 17022. Ввод 28 смеси 94 газа и абразива изготовлен из ПВХ. Корпус распределителя 71 смеси 94 газа и абразива изготовлен из стали 17346.The bearing body of the abrasive head, which contains: the fluid nozzle body 21, the nested nozzle 29, the mixing chamber body 22 and the abrasive nozzle body 23, is made of steel 17-4PH. The nozzle body, in which the water nozzles 21 are located, is made of steel 17346. The nested nozzle body 29 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the mixing chamber 22 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. The clean gas inlet 26 96 is made of PVC. The body of the distributor 72 of pure gas 96 is made of steel 17022. The inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of PVC. The housing of the distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of steel 17346.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 4 не происходит рециркуляция газа благодаря присутствию вводов 26 чистого газа 96 в отделенные вводные каналы 25. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 4, gas recirculation does not occur due to the presence of inlets 26 of pure gas 96 in the separated inlet channels 25. Abrasive particles, due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 5. Абразивная головка с тремя жидкостными (водяными) соплами и одним вводом впуска смеси газа и абразива в смесительную камеру, наклоненным к оси инструмента на 45°.Example 5. Abrasive head with three liquid (water) nozzles and one input inlet of a mixture of gas and abrasive into the mixing chamber, inclined to the axis of the tool by 45°.

- 6 041913- 6 041913

Фиг. 7 показывает пример выполнения инструмента с тремя водяными соплами 21, причем водяные сопла 21 вращательно симметрично расположены вокруг оси 55 инструмента за вводом 73 жидкости под давлением. Оси 56 водяных сопел 21 и оси отделенных вводных каналов 25 образуют с осью 55 инструмента угол 10°. Каждое водяное сопло 21 соединено со своим собственным вводным каналом 25 постоянного поперечного сечения, который позволяет течь высокоскоростной струе 95 жидкости из данного водяного сопла 21 в точку пересечения, определяемую пересечением осей 56 жидкостных сопел 21 и оси 55 инструмента. Три отделенные вводные каналы 25 объединяются в один общий канал 27 постоянного поперечного сечения. Здесь объединяются отдельные струи 95 жидкости в одну общую струю 92, которая далее продолжается вдоль оси 55 инструмента. Общий канал 27 перед входом в смесительную камеру 22 оснащен вложенной форсункой 29, причем соотношение размеров внутреннего поперечного сечения выпускного отверстия вложенной форсунки 29 к поперечному сечению жидкостного сопла составляет 6:1. Внешняя коническая форма вложенной форсунки 29.2, сужающаяся в направлении потока и вставленная в смесительную камеру 22, помогает определить пространство смесительной камеры 22 так, чтобы во время течения смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 не происходило разрушение абразивных частиц из-за их взаимодействия с окружающими стенками инструмента. В смесительную камеру 22 входит ввод 28 смеси 94 газа и абразива, наклоненным к оси инструмента 55 на 45° в направлении потока. Смесь 94 газа и абразива поступает в смесительную камеру 22 сквозь вводы 28 смеси 94 газа и абразива автоматически под воздействием пониженного давления в смесительной камере 22. Смесь 94 газа и абразива, ускоряемая общей высокоскоростной струей 95 жидкости, поступает в абразивное сопло 23. Абразивное сопло 23 установлено на оси 55 инструмента на его конце. Здесь происходит дальнейшее ускорение описанной смеси до воздействия на разрезаемый материал.Fig. 7 shows an example of a tool with three water nozzles 21, the water nozzles 21 being rotationally symmetrical around the axis 55 of the tool behind the pressurized liquid inlet 73. The axes 56 of the water nozzles 21 and the axes of the separated inlet channels 25 form an angle of 10° with the axis 55 of the tool. Each water nozzle 21 is connected to its own inlet channel 25 of constant cross section, which allows a high-velocity liquid jet 95 to flow from a given water nozzle 21 to an intersection point defined by the intersection of the axes 56 of the fluid nozzles 21 and the axis 55 of the tool. Three separated inlet channels 25 are combined into one common channel 27 of constant cross section. Here, the individual jets 95 of liquid are combined into one common jet 92, which then continues along the axis 55 of the tool. The common channel 27 before entering the mixing chamber 22 is provided with a nested nozzle 29, wherein the ratio of the inner cross section of the outlet of the nested nozzle 29 to the cross section of the liquid nozzle is 6:1. The outer conical shape of the nested nozzle 29.2, tapering in the direction of flow and inserted into the mixing chamber 22, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture of gas and abrasive 94 into the mixing chamber 22, abrasive particles are not destroyed due to their interaction with surrounding walls of the instrument. The mixing chamber 22 includes an inlet 28 of a mixture 94 of gas and abrasive, inclined to the axis of the tool 55 by 45° in the direction of flow. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inputs 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically under the influence of reduced pressure in the mixing chamber 22. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 95 of liquid, enters the abrasive nozzle 23. Abrasive nozzle 23 mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены: корпус жидкостных сопел 21, вложенная форсунка 29, корпус смесительной камеры 22 и корпус абразивного сопла 23. Он изготовлен из стали 17-4PH. Корпус сопел, в котором расположены водяные сопла 21, изготовлен из стали 17346. Корпус вложенной форсунки 29 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус смесительной камеры 22 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. Ввод 28 смеси 94 газа и абразива изготовлен из ПВХ.The bearing body of the abrasive head, which contains: the body of the liquid nozzles 21, nested nozzle 29, the body of the mixing chamber 22 and the body of the abrasive nozzle 23. It is made of steel 17-4PH. The nozzle body, in which the water nozzles 21 are located, is made of steel 17346. The nested nozzle body 29 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the mixing chamber 22 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. The input 28 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of PVC.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 5, не происходит рециркуляция газа благодаря наклону ввода 28 смеси 94 газа и абразива, определенному соотношению между выходами жидкостных сопел 21 и вложенной форсункой 29, а также вхождением корпуса вложенной форсунки 29 в смесительную камеру 22, причем внешняя форма 29.2 вложенной форсунки 29 довершает формование смесительной камеры 22, тем самым способствует ограничению проникновения абразивных частиц к жидкостным соплам 21. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 5, gas recirculation does not occur due to the inclination of the inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive, a certain ratio between the outlets of the liquid nozzles 21 and the nested nozzle 29, as well as the entry of the body of the nested nozzle 29 into the mixing chamber 22, and the outer shape 29.2 The nested nozzle 29 completes the molding of the mixing chamber 22, thereby helping to limit the penetration of abrasive particles to the liquid nozzles 21. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 6. Абразивная головка с двумя жидкостными (водяными) соплами и с впуском чистого газа в общий канал, с тремя вводами впуска смеси газа и абразива в смесительную камеру.Example 6. Abrasive head with two liquid (water) nozzles and pure gas inlet into a common channel, with three inputs for the inlet of a mixture of gas and abrasive into the mixing chamber.

Фиг. 8 показывает пример выполнения инструмента с двумя водяными соплами 21, причем водяные сопла 21 вращательно симметрично расположены вокруг оси 55 инструмента за вводом 73 жидкости под давлением. Оси 56 водяных сопел 21 и оси отделенных вводных каналов 25 образуют с осью 55 инструмента угол 10°. Каждое водяное сопло 21 соединено со своим собственным вводным каналом 25 постоянного поперечного сечения, который позволяет течь высокоскоростной струе 95 жидкости из данного водяного сопла 21 в точку пересечения, определяемую пересечением осей 56 жидкостных сопел 21 и оси 55 инструмента. Два отделенных вводных канала 25 объединяются в один общий канал 27 постоянного поперечного сечения. Здесь объединяются отдельные струи 95 жидкости в одну общую, которая далее продолжается вдоль оси 55 инструмента. Общий канал 27 оснащен вводом 26 чистого газа 96, причем чистый газ 96 в вводной канал 25 впускается автоматически. Общий канал 27 перед входом в смесительную камеру 22 оснащен вложенной форсункой 29. Внешняя форма вложенной форсунки 29.2, закругленная коническая форма, сужающаяся в направлении потока, помогает определить пространство смесительной камеры 22 так, чтобы во время течения смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 не происходило разрушение абразивных частиц из-за их взаимодействия с окружающими стенками инструмента. В смесительную камеру 22 входят три ввода 28 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива поступает в смесительную камеру 22 сквозь вводы 28 смеси 94 газа и абразива автоматически под воздействием пониженного давления в смесительной камере 22. Вводы 28 смеси 94 газа и абразива соединены к общему распределителю 71 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива, ускоряемая общей высокоскоростной струей 92 жидкости, поступает в абразивное сопло 23. Абразивное сопло 23 установлено на оси 55 инструмента на его конце. Здесь происходит дальнейшее ускорение описанной смеси до воздействия на разрезаемый материал.Fig. 8 shows an example of a tool with two water nozzles 21, the water nozzles 21 being rotationally symmetrical around the axis 55 of the tool behind the fluid inlet 73 under pressure. The axes 56 of the water nozzles 21 and the axes of the separated inlet channels 25 form an angle of 10° with the axis 55 of the tool. Each water nozzle 21 is connected to its own inlet channel 25 of constant cross section, which allows a high-velocity liquid jet 95 to flow from a given water nozzle 21 to an intersection point defined by the intersection of the axes 56 of the fluid nozzles 21 and the axis 55 of the tool. Two separated inlet channels 25 are combined into one common channel 27 of constant cross section. Here, separate jets 95 of liquid are combined into one common one, which then continues along the axis 55 of the tool. The common channel 27 is equipped with an inlet 26 of pure gas 96, and the pure gas 96 is automatically admitted into the inlet channel 25. The common channel 27 before entering the mixing chamber 22 is equipped with an enclosed nozzle 29. The outer shape of the enclosed nozzle 29.2, a rounded conical shape tapering in the direction of flow, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture 94 of gas and abrasive into the mixing chamber 22 there was no destruction of abrasive particles due to their interaction with the surrounding walls of the tool. The mixing chamber 22 includes three inputs 28 of a mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically under the influence of reduced pressure in the mixing chamber 22. The inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive are connected to a common distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 92 of liquid, enters the abrasive nozzle 23. The abrasive nozzle 23 is mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены: корпус жидкостных сопел 21, вложенная форсунка 29, корпус смесительной камеры 22 и корпус абразивного сопла 23. Он изготовлен из стали 17-4PH. Корпус сопел, в котором расположены водяные сопла 21, изготовлен из стали 17346. Корпус вложенной форсунки 29 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус смесительной камеры 22The bearing body of the abrasive head, which contains: the body of the liquid nozzles 21, nested nozzle 29, the body of the mixing chamber 22 and the body of the abrasive nozzle 23. It is made of steel 17-4PH. The nozzle body, in which the water nozzles 21 are located, is made of steel 17346. The nested nozzle body 29 is made of wear-resistant steel 1.4057. Mixing chamber housing 22

- 7 041913 изготовлен из стали 17346. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. Ввод 26 чистого газа 96 изготовлен из ПВХ. Корпус распределителя 72 чистого газа 96 изготовлен из стали 17022. Ввод смеси 94 газа и абразива изготовлен из ПВХ. Корпус распределителя 71 смеси 94 газа и абразива изготовлен из стали 17346.- 7 041913 made of steel 17346. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. The clean gas inlet 26 96 is made of PVC. The body of the distributor 72 of pure gas 96 is made of steel 17022. The inlet of the mixture 94 of gas and abrasive is made of PVC. The housing of the distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of steel 17346.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 6, не происходит рециркуляция газа благодаря присутствию вводов 26 чистого газа 96 в общий канал 27. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 6, gas recirculation does not occur due to the presence of inlets 26 of clean gas 96 in the common channel 27. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 7. Абразивная головка с пятью жидкостными (водяными) соплами, расположенными в двух глубинах инструмента, и с впуском чистого газа через один ввод чистого газа, с тремя вводами впуска смеси газа и абразива в смесительную камеру.Example 7. Abrasive head with five liquid (water) nozzles located at two depths of the tool, and with a pure gas inlet through one pure gas inlet, with three inlets of a mixture of gas and abrasive into the mixing chamber.

Фиг. 9 показывает пример выполнения инструмента с пятью водяными соплами 21, расположенными в двух комплектах, причем водяные сопла 21 вращательно симметрично расположены в двух глубинах вокруг оси 55 инструмента за вводом 73 жидкости под давлением. Оси 56 водяных сопел 21 в первом комплекте и оси отделенных вводных каналов 25 образуют с осью 55 инструмента угол 12°. Оси 56 водяных сопел 21 во втором комплекте и оси отделенных вводных каналов 25 образуют с осью 55 инструмента угол 10°. Каждое водяное сопло 21 соединено со своим собственным вводным каналом 25 постоянного поперечного сечения, который позволяет течь высокоскоростной струе 95 жидкости из данного водяного сопла 21 в точку пересечения, определяемую пересечением осей 56 жидкостных сопел 21 и оси 55 инструмента. В инструменте имеются два пересечения. Сначала встречаются первые три оси 56 жидкостных сопел 21 вместе с осью 55 инструмента. Затем во второй точке пересечения встречаются другие две оси 56 жидкостных сопел 21 вместе с осью 55 инструмента и вместе с объединенной струей первых трех жидкостных сопел 21. Три отделенные вводные каналы 25 объединяются в один общий канал 27 постоянного поперечного сечения. Здесь объединяются отдельные струи 95 жидкости в одну общую струю 92, которая далее продолжается вдоль оси 55 инструмента. Общий канал 27 оснащен вводом 26 чистого газа 96, причем чистый газ 96 в вводной канал 25 впускается автоматически. Общий канал 27 перед входом в смесительную камеру 22 оснащен вложенной форсункой, реализованной сужением 29. Первая точка пересечения находится в общем канале 27, а вторая точка пересечения находится во вложенной форсунке 29. Здесь происходит объединение всех лучей (струй) 95 жидкости в одну общую струю, которая продолжается вдоль оси 55 инструмента в камеру смешивания 22. Внешняя форма вложенной форсунки 29.2, закругленная коническая форма, сужающаяся в направлении потока, помогает определить пространство смесительной камеры 22 так, чтобы во время течения смеси 94 газа и абразива в смесительную камеру 22 не происходило разрушение абразивных частиц из-за их взаимодействия с окружающими стенками инструмента. В смесительную камеру 22 входят три ввода 28 смеси 94 газа и абразива под углом 25° к оси инструмента. Смесь 94 газа и абразива поступает в смесительную камеру 22 сквозь вводы 28 смеси 94 газа и абразива автоматически под воздействием пониженного давления в смесительной камере 22. Вводы 28 смеси 94 газа и абразива соединены к общему распределителю 71 смеси 94 газа и абразива. Смесь 94 газа и абразива, ускоряемая общей высокоскоростной струей 92 жидкости, поступает в абразивное сопло 23. Абразивное сопло 23 установлено на оси 55 инструмента на его конце. Здесь происходит дальнейшее ускорение описанной смеси до воздействия на разрезаемый материал.Fig. 9 shows an example of a tool with five water nozzles 21 arranged in two sets, the water nozzles 21 being rotationally symmetrical at two depths around the tool axis 55 behind the pressurized fluid inlet 73. The axes 56 of the water nozzles 21 in the first set and the axes of the separated inlet channels 25 form an angle of 12° with the axis 55 of the tool. The axes 56 of the water nozzles 21 in the second set and the axes of the separated inlet channels 25 form an angle of 10° with the axis 55 of the tool. Each water nozzle 21 is connected to its own inlet channel 25 of constant cross section, which allows a high-velocity liquid jet 95 to flow from a given water nozzle 21 to an intersection point defined by the intersection of the axes 56 of the fluid nozzles 21 and the axis 55 of the tool. The tool has two intersections. First, the first three axles 56 of the fluid nozzles 21 meet together with the tool axle 55. Then, at a second intersection point, the other two axes 56 of the fluid nozzles 21 meet together with the axis 55 of the tool and together with the combined jet of the first three fluid nozzles 21. The three separated inlet channels 25 are combined into one common channel 27 of constant cross section. Here, the individual jets 95 of liquid are combined into one common jet 92, which then continues along the axis 55 of the tool. The common channel 27 is equipped with an inlet 26 of pure gas 96, and the pure gas 96 is automatically admitted into the inlet channel 25. The common channel 27 before entering the mixing chamber 22 is equipped with a nested nozzle, implemented by a narrowing 29. The first intersection point is in the common channel 27, and the second intersection point is in the nested nozzle 29. Here, all the beams (jets) 95 of the liquid are combined into one common jet , which extends along the axis 55 of the tool into the mixing chamber 22. The outer shape of the nested nozzle 29.2, a rounded conical shape tapering in the direction of flow, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture 94 of gas and abrasive into the mixing chamber 22 there is no destruction of abrasive particles due to their interaction with the surrounding walls of the tool. The mixing chamber 22 includes three inputs 28 of a mixture 94 of gas and abrasive at an angle of 25° to the axis of the tool. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically under the influence of reduced pressure in the mixing chamber 22. The inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive are connected to a common distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 92 of liquid, enters the abrasive nozzle 23. The abrasive nozzle 23 is mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

Несущий корпус абразивной головки, в котором расположены жидкостные сопла 21, вложенная форсунка 29, которое является корпусом вложенной форсунки, корпус смесительной камеры 22 и корпус абразивного сопла 23. Он изготовлен из стали 17346. Корпус смесительной камеры 22 изготовлен из износостойкой стали 1.4057. Корпус абразивного сопла 23 изготовлен из твердой стали. Ввод 26 чистого газа 96 изготовлен из стали 17-4PH. Корпус распределителя 72 чистого газа 96 изготовлен из стали 17022. Ввод 28 смеси 94 газа и абразива изготовлен из ПВХ. Корпус распределителя 71 смеси 94 газа и абразива изготовлен из стали 17346.The bearing body of the abrasive head, in which the fluid nozzles 21 are located, the nested nozzle 29, which is the body of the nested nozzle, the mixing chamber body 22 and the abrasive nozzle body 23. It is made of steel 17346. The mixing chamber body 22 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. Input 26 clean gas 96 is made of steel 17-4PH. The body of the distributor 72 of pure gas 96 is made of steel 17022. The inlet 28 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of PVC. The housing of the distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of steel 17346.

В инструменте, изготовленном согласно примеру 7, не происходит рециркуляция газа благодаря присутствию вводов 26 чистого газа 96 в общий канал 27. Абразивные частицы благодаря предотвращению рециркуляции и вложенной форсунке 29 общего канала 27 не попадают в близость жидкостных сопел 21 и не повреждают их. Одновременно не происходит разрушение самих абразивных частиц.In the tool made according to example 7, gas recirculation does not occur due to the presence of inlets 26 of pure gas 96 in the common channel 27. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

Пример 8. Абразивная головка с двумя жидкостными (водяными) соплами, входящими прямо в общий канал, и с впуском чистого газа в общий канал, тремя вводами впуска смеси газа и абразива в смесительную камеру.Example 8. Abrasive head with two liquid (water) nozzles entering directly into a common channel, and with a pure gas inlet into a common channel, three inlets of a mixture of gas and abrasive into the mixing chamber.

Фиг. 10 показывает пример выполнения инструмента с двумя водяными соплами 21, причем водяные сопла 21 вращательно симметрично расположены вокруг оси 55 инструмента за вводом 73 жидкости под давлением. Оси 56 водяных сопел 21 образуют с осью 55 инструмента угол 10°. Оба водяных сопла 21 входят напрямую в общий канал 27 постоянного поперечного сечения, который позволяет течь высокоскоростной струе 95 жидкости из данного водяного сопла 21 в точку пересечения, определяемую пересечением осей 56 жидкостных сопел 21 и оси 55 инструмента. Здесь объединяются отдельные струи 95 жидкости в одну общую, которая далее продолжается вдоль оси 55 инструмента. Общий канал 27 осна-Fig. 10 shows an example of a tool with two water nozzles 21, the water nozzles 21 being rotationally symmetrical around the axis 55 of the tool behind the inlet 73 of pressurized fluid. The axes 56 of the water nozzles 21 form an angle of 10° with the axis 55 of the tool. Both water nozzles 21 enter directly into a common channel 27 of constant cross section, which allows a high-velocity liquid jet 95 to flow from a given water nozzle 21 to an intersection point defined by the intersection of the axes 56 of the fluid nozzles 21 and the axis 55 of the tool. Here, separate jets 95 of liquid are combined into one common one, which then continues along the axis 55 of the tool. Common channel 27

Claims

schen input (26) pure gas 96, and pure gas 96 in the inlet channel 25 is admitted automatically. The common channel 27 before entering the mixing chamber 22 is provided with a nested nozzle 29, wherein the ratio of the inner cross section of the nested nozzle 29 to the cross section of the liquid nozzle is 1.3:1. The outer shape of the nested nozzle 29.2, a conical shape tapering in the direction of flow, helps to define the space of the mixing chamber 22 so that during the flow of the mixture 94 of gas and abrasive into the mixing chamber 22, the abrasive particles do not break down due to their interaction with the surrounding walls of the tool. The mixing chamber 22 includes three inputs 28 of a mixture 94 of gas and abrasive at an angle of 25° to the axis of the tool. The mixture 94 of gas and abrasive enters the mixing chamber 22 through the inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive automatically under the influence of reduced pressure in the mixing chamber 22. The inlets 28 of the mixture 94 of gas and abrasive are connected to a common distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive. The mixture 94 of gas and abrasive, accelerated by a common high-speed jet 92 of liquid, enters the abrasive nozzle 23. The abrasive nozzle 23 is mounted on the axis 55 of the tool at its end. Here there is a further acceleration of the described mixture to the impact on the cut material.

The bearing body of the abrasive head, which contains: the body of the liquid nozzles 21, nested nozzle 29, the body of the mixing chamber 22 and the body of the abrasive nozzle 23. It is made of steel 17-4PH. The nozzle body, in which the water nozzles 21 are located, is made of steel 17346. The nested nozzle body 29 is made of wear-resistant steel 1.4057. The body of the mixing chamber 22 is made of steel 17346. The body of the abrasive nozzle 23 is made of hard steel. The clean gas inlet 26 96 is made of PVC. The body of the distributor 72 of pure gas 96 is made of wear-resistant steel 1.4057. The input 28 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of PVC. The housing of the distributor 71 of the mixture 94 of gas and abrasive is made of steel 17346.

In the tool made according to example 8, gas recirculation does not occur due to the presence of inlets 26 of pure gas 96 in the common channel 27. Due to the prevention of recirculation and the nested nozzle 29 of the common channel 27, abrasive particles do not get into the vicinity of the liquid nozzles 21 and do not damage them. At the same time, there is no destruction of the abrasive particles themselves.

List of positions.

21 - Liquid nozzle,

22 - mixing chamber,

23 - abrasive nozzle,

25 - introductory channel,

26 - clean gas inlets 96,

27 - common channel,

28 - inputs of a mixture 94 of gas and abrasive,

29 - nested nozzle, narrowing of the common channel 27,

29.1 - the internal shape of the nested nozzle,

29.2 - the outer shape of the nested nozzle,

55 - tool axis,

56 - axis of the liquid nozzle 21,

71 - distributor of a mixture of 94 gas and abrasive,

72 - distributor of clean gas 96,

73 - fluid input under pressure,

75 - cylindrical part of the abrasive nozzle 23,

92 - common jet (beam) of liquid,

94 - a mixture of gas and abrasive,

95 - jet (beam) of liquid, 96 - pure gas.

Industrial Applicability

Cleaning materials, removing surfaces of materials, dividing or cutting materials with a jet (beam) of a liquid enriched with solid abrasive particles.

CLAIM

1. Abrasive head with nested nozzle for dividing/cutting material with a jet of liquid enriched with solid abrasive particles, containing in the direction of flow at least one liquid nozzle (21), a mixing chamber (22) equipped with at least one inlet (28) of the mixture (94) gas and abrasive attached to the abrasive nozzle (23), characterized in that the liquid nozzle (21) enters the common channel (27), which passes into the nested nozzle (29), which enters the mixing chamber (22), moreover, the liquid nozzle (21), the nested nozzle (29) and the abrasive nozzle (23) lie on the common axis (55) of the tool, and the internal cross section of the nested nozzle (29) decreases in the direction of flow, and its outlet internal cross section is less than the inner cross section of the cylindrical part (75) of the abrasive nozzle (23), and the nested nozzle

-