2.Гидроинструмент по п. 1, отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности, опора выполнена с отверстием, а вибрационный элемент в виде св занного с электровибратором конического пальца, установленного в опоре с возможностью перекрыти выполненного в ней отверсти .2. A hydraulic tool according to claim 1, characterized in that, in order to improve efficiency, the support is provided with a hole, and the vibrating element is in the form of a conical finger connected to an electrovibrator mounted in the support with the possibility of blocking the hole made in it.
3,Гидроинструмент по п. 1, отличающийс тем, что, с целью повышени безопасности работы, он снабжен защитным экраном, установленным вокруг втулки и выполненным в виде патрубка из пористой вибростойкой резины или полимерного материала ..f3, Hydraulic tool according to claim 1, characterized in that, in order to increase the safety of work, it is provided with a protective screen mounted around the sleeve and made in the form of a nozzle made of porous vibration-resistant rubber or polymeric material ..
4, Гидроннструмент по п. 1, о тл . и ч а К) щ и и с тем, что, с целью повышени производительности, корпус рабочего органа выполнен пер ,фориров ан ным. ,4, Hydronstrument according to claim 1, o tl. In addition, in order to increase productivity, the body of the working body is made of feathers. ,
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к инструментам дл резки и пробивки отверстий с помощью высоконапорной жидкостной струи.V Известно устройство, содержащее источник энергии, резервуар рабочей жидкости и рабочий орган, состо щий из Насадка трубчатой формы и корпуса 1, Недостатками устройства йвл ютс низкий КПД и больша металлоемкость Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс гидроинструмент содержеиций источник энергии, резервуар рабочей жидкости и рабочий орган , состо щий из насадка и корпуса 2. Недостатком известного устройства вл етс низкий КПД. Целью изобретени вл етс повышение удельной мощности и КПД гидроинструмента . Поставленна цель достигаетс тем что гидроинструмент, содержащий источник энергии, резервуар рабочей , жидкости, и рабочий орган, состо щий из, насадка и корпуса, снабжен электровибратором и.вибрационным элементом с опорой, а насадок рабочего органа установлен на вибрационном элементе и выполнен в виде втулки с каналом переменного сечени , сужающимс на входе по экспоненте, переход щей в параболу, и расшир ющимс на . выходе Тожже по экспоненте. При этом, с целью повышени экономичности , опора может быть выполне на с отверстием, а вибрационный элемент в виде св занного с электровибратором конического пальца, установленного в опоре с возможностью перекрыти выполненного в ней отверсти . Кроме того, с целью повышени без опасности работы, гидроинструмент может быть снабжен защитным экраном, установленным вокруг втулки и выполненным в виде патрубка из пористой вибростойкой резины или полимерного материала. Причем, с целью повышени производительности , корпус рабочего органа может быть выполнен перфорированным . На фиг. 1 изображен гидроинструмент , общий вид в разрезе; на фиг.2 и 3 - втулка насадка;на фиг. 4 - узел I на фиг. 3. Гидройнструмент содержит заключенный в корпус 1 рабочий орган, состо щий из упругого, например стального, насадка 2 в виде втулки, опертого выходным дл рабочей концом на жесткий фланец 3 корпуйа 1, а входным дл рабочей жидкости концом на св занный с электровибратором 4 вибрационный элемент 5, снабженный проходными дл рабочей жидкости окнами б. Канал .7 насадка 2 св зан через всасьтакхций патрубок 8 и выполненный в виде гидрошланга ввод 9 с резервуаром рабочей жидкости (условно не показан ) ,. Вибрационный элемент 5 установлен на жесткой опоре Ю, св зан с электровибратором 4 посредством жесткого пальца И и выполнен в виде решетки, образованной- радиальными ребрами 12, Насадок 2 вместе с вибрационным элементом 5 и опорой 10 установлен с некоторым рабочим поджатием, создаваемым с помощью регулировочной гайки 13, св занной с корпусом 1, например Лосредством резьбового соединени . Всасывающий патрубок 8 герметично пристыкован к регулировочной гайке 13 и герметично закрыт с другого конца жестким опорным фланцем 14 с торцевым регулировочным навинчиваемым элементом 15, поджимакнцим рабочую часть 16 .электровибратора 4. В целом по форме гидроинструмент может иметь самое различное конструктивное выполнение в зависимости от назначени и условий эксплуатации. На фиг. 1 предлагаемый гидроинструмент выполнен в форме пистолета с руко ткой .17, внутри которой вмонтированы все необходимые дл работы устройства подвод щие коммуникации и элементы, в частности подвод щий электрокабель 18, соедин ющий электровибратор 4 с источником электропитани (условно не показан); контакт|ный крючок 19, замыкающий и размыкаю |1ций электроконтакты (условно показа1ны пунктирными лини ми) fp упругие (демпфирующие) и герметизирующие про кладки 20; словные места 21 соединений . Стрелками 22 - 24 показаны направлени течени поступающей в ра бочий канал 7 рабочей жидкости, в ка честве которой может быть использована вода или друга специальна жид кообразна текуча среда (суспензи , эмульси , раствор, расплав и т.д.). Дл осуществлени работы гидроинструмента в регулируемом периодическом , импульсном режиме в соответствии с услови ми эксплуатации, т.е. дл того, чтобы иметь возможность включить и выключить устройство по мере надобности без потери при этом рабочей жидкости и создавать иголь чатую струю в виде непрерывной жид костной очереди, или же в виде отдельных капельных выстрелов, жесткий палец 11 выполнен с конической поверхностью, а опора 10 - с ответным седловым отверстием с коничес кой поверхностью 25, в которое полот но входит, закрыва его, палец 11, так ЧТО в совокупности жесткий палец 11 и опора 10 с седловым отверстием обра зуют клапанное устройство,работающее в резонансном колебательном режиме сов местно с рабочей частью 16 электровибратора 4. Стрелками 26 показаны направлени работы клапанного устрой ства, С целью обеспечени защиты окружающей среды от высокочастотного излучени насадка 2 внутри корпуса 1, вдоль его внутренних стенок и наружных стенок насадка 2 установлен поглощающий ультразвук защитный экран 27, выполненный в виде толстостенного , профилированного патрубка, напри мер из пористой вибростойкой резины или полимерного материала. С целью повышени производительности путем увеличени непрерывной работы осуществл ют охлаждение насадка 2 за счет осуществлени прокач ки вдоль его наружных стенок внешнего воздушного потока, дл чего в .кор пусе 1 и в защитном экране 27 вьтолиены входные 28 и выходные 29 сквозные отверсти , через которые соответ ственно засасываетс в направлении стрелки 30, прокачиваетс и выбрасываетс в направлении стрелки 31 внеш НИИ воздух, образующий тем самым охлаждающий циркул ционный поток, Насадок 2 выполн ют в виде капилл ра , т.е. с сечением канала до 0,52 NiM, который может иметь различную форму сечени : цилиндрическую, коническую , специальным образом профилированную . В частности, на фиг. 3 показан профилированный насадок 2, имеющий постепенно по экспоненциальному закону сужающийс входной дл рабочей жидкости участок 32, плавно переход щий в средний параболический участок 33, который, резко расшир сь по экспоненте, переходит в выходной участок 34, стенки 35 которого постепенно по экспоненте утолщаютс . На фиг. 3 указанные участки 32 - 34 условно отделены друг от друга пунктирными лини ми. Така профилированна форма наСадка 2 и его канала 7 позвол ет сущестт венно повысить эффективность (КПД) преобразовани упругой энергии возбуждаемых в его стенках радиальноизгибных волн в кинетическую э.нергию движени разгон емой с их помо:Щью рабочей жидкости и создавать за счет сужени канала и расположени его стенок под острым углом кумул тивную струю, скорость истечени ко торой может многократно превышать скорость распространени (фазовую скорость) самих возбузэдаёмых упругих волн. Гидроинструмент работает следующим образом. Рабоча жидкость,- например вода из резервуара (баллона), по св занному с ним подвод щему гидрошлангу 9 подаетс во всасывающий патрубок 8« Подача рабочей жидкости осуществл етс или под действием некоторого избыточного давлени в баллоне, где она хранитс , или исключительно за счет работы самого насадка 2, действующего подобно всасывающему насосу, или же за счет и того и другого. При включении электровибратора 4 путем замыкани злектроконтактов с помощью контактного крючка 19 под действием колебательного воздействи его рабочей части 16 через вибрационный элемент 5 в стенках насадка 2 возбуждаютс упругие радиально-изгибные бегущие волны 36 (фиг. 3), распростран ющиес в направлении стрелки 37, В процессе вибрации палец 11 клапанного устройства периодически с частотой, равной частоте колебательного движени непосредственно воздействующей- на него рабочей части 16 электровибратора 4, открывает и закрьшает проходное отверстие в опоре 10, обеспечива тем самым непрерывное порциальное поступление (ст 5ёлки 23, 24) рабочей .жидкости из всасываквдего патрубка 8 в канал 7. При выключении электровибратора 4 палец 11 автоматически запирает указанное проходное отверстие дл рабочей жидкости и тем самым предот вращает ее дальнейшее поступление в неработающий канал 7, что исключа ет потерю рабочей жидкости. Поступа щие в канал 7 через клапанное устро ство (стрелки 23, 24) порции рабоче жидкости захватываютс буграми-впад нами возбуждаемых бегущих волн 36 (фиг. 3) и разгон ютс в нем до ско рости V; , примерно равной фазовой Уф скорости самих волн.ц Дл повышени эффективности волнообразовани .колебательное воздейг ствие -на насадок 2 .осуществл ют в, . резонансном режиме,-в частности в режиме параметрического резонанса, с соотношением частот собственных и подводшлых колебаний, близким к 1/2 Резонансный колебательный режим определ етс экспериментально или рассчитываетс известным способом. С целью получени регул рных одно направленных бегущих волн 36 i исклю чени обратных волн колебательное воздействие согласуют с реактивной. включа и полезную, нагрузкой с помощью изве.стных способов и средств. В частности, с целью обеспечени услови постепенного затухани возбуждаемых пр мых волн, стенки 35 кон цевого участка 34 насадка 2 (фиг.З) .выполнены плавно по экспоненте утол щающимис . В зависимости от размеров сечени (диаметра) канала амплитуды возбуждаемых в его стенках упругих радиально-изгибйых бегущих волн 36 может иметь место та или ина эффектив ность разгона рабочей жидкости и та или ина толщина выбрасываемой иэ него жидкостной струи 38. Стрелкой 39 показано направление истечени струи ЗВ. В предлагаемом гидроинструменте диаметр его канала не превышает 0,52 мм/ хот в общем случае он может быть и выше. Соответствующую толщину (величину сечени ) имеет и выбрасываема из него жидкостна стру . В пр молинейном трубчатом капилл ре скорость разгона жидкости не мс жет превышать величины фазовой скорости Уф возбуждаемых в нем упругих волн, т.е. . УсловиеУ,, имеет место при-полном перекрывании сечени разгонного канала противолежащими буграми упругих волн. Поэтому, с целью дальнейшего повышени скорости разгона жидкости, его осуществл ют в специальным образом профилированном канале, в частности, как показано на фиг. 3, в экспоненциальном капилл ре, и используют возникающий при этом кумул тивный эффект . Кумул ци упругой энергии в разгон емом , жидкостном объеме создаетс за счет сдавливающего воздействи на этот объем расположенных под острым углом 2оС 90°(см.фиг.З) волнообраэуювдих стенок капилл;|ра. С целью повышени качества (цельности , сплошности) и дальнобойности выбрасываемой из разгонного канала , жидкостной струи за счет устранени взаимодействи уже разогнанной стру со стенками выходного пассивного (так как в нем упругие волны интенсивно затухают) участка 34 и прежде всего устранени трени этот участок имеет резкое и значительное расширение , обеспечивакедее отрыв сформированной в активном участке канала жидкостной струи 38 от этих .пассивных стенок. Использованием упругих иэгибных бегущих волн, скорость распространени которых (фазова скорость) весьма высока (в частности, в пределе дл стального капилл ра составл ет более 5000 м/с, достигаетс высока скорость выбрасывани жидкой струи. Использование при этом капилл р:ного разгонного канала позвол ет создавать игольчатые жидкостные струи с сечением, не превышающим 2-0,5 мм и менее. По сравнению с .базовым объектом использование предлагаемого изобретени позвол ет повысить удельную .мощность гидроинструмента, экономичность и безопасность его работы.The invention relates to mechanical engineering, namely to tools for cutting and punching holes with a high-pressure liquid jet. V A device is known that contains an energy source, a working fluid reservoir and a working member consisting of a tubular nozzle and a body 1. The disadvantages of the device are low Efficiency and high intensity of metal The closest to the technical essence and the achieved result of the invention is a hydraulic tool of contents a source of energy, a reservoir of working fluid and a working body, a nozzle and discharged from the housing 2. A disadvantage of the known device is the low efficiency. The aim of the invention is to increase the power density and efficiency of the hydrotool. The goal is achieved by the fact that the hydrotool containing an energy source, a working reservoir, liquids, and a working body consisting of the nozzle and the body is equipped with an electric vibrator and a vibration element with a support, and the nozzles of the working body are mounted on a vibrating element and made in the form of a sleeve with a variable cross-section channel, narrowing at the entrance exponentially, going into a parabola, and extending to. Tozhzhe exit by exhibitor. At the same time, in order to increase efficiency, the support can be made with a hole, and the vibrating element in the form of a conical finger connected to an electrovibrator, installed in the support with the possibility of blocking the hole made in it. In addition, in order to increase safety without work, the hydrotool can be equipped with a protective screen mounted around the sleeve and made in the form of a nozzle made of a porous vibration-resistant rubber or polymer material. Moreover, in order to improve performance, the body of the working body can be made perforated. FIG. 1 shows a hydraulic tool, a general view in section; in Fig.2 and 3 - sleeve nozzle; Fig. 4 — node I in FIG. 3. The hydraulic tool contains a working body enclosed in the body 1 consisting of an elastic, for example steel, nozzle 2 in the form of a sleeve, supported by the output end for the working end on the rigid flange 3 of the corpus 1, and the input end for the working fluid on the vibrating one connected to the electrovibrator 4 element 5, provided with flow ports for the working fluid b. Channel .7 nozzle 2 is connected through the suction of the pipe 8 and the input 9 made in the form of a hydraulic hose with a reservoir of working fluid (conventionally not shown),. The vibrating element 5 is mounted on a rigid support Yu, connected to the electrovibrator 4 by means of a rigid finger I, and made in the form of a grid formed by radial ribs 12. The nozzles 2 together with the vibrating element 5 and the support 10 are installed with some working preload created by means of an adjusting nuts 13 connected to the housing 1, for example a screw connection means. The suction nozzle 8 is hermetically docked to the adjusting nut 13 and hermetically closed at the other end by a rigid supporting flange 14 with an end adjusting screwed-on element 15, pressing the working part 16 of the electrofibre 4. In general, the hydrotool can be completely different in shape depending on the purpose and operating conditions. FIG. 1, the proposed hydrotool is made in the form of a pistol with a handle .17, inside which all necessary communications and elements for operating the device are installed, in particular the electrical supply cable 18 connecting the electric vibrator 4 with the power supply (conventionally not shown); contact | hook 19, closing and opening | electrical contacts (conventionally shown by dashed lines) fp elastic (damping) and sealing gaskets 20; word places 21 connections. Arrows 22-24 show the direction of flow of the working fluid coming into the working channel 7, as which water or other special liquid-like fluid (suspension, emulsion, solution, melt, etc.) can be used. To operate the hydrotool in an adjustable periodic, pulsed mode in accordance with the operating conditions, i.e. In order to be able to turn the device on and off as needed without losing the working fluid and create a needle jet as a continuous liquid queue, or as separate drip shots, the rigid finger 11 is made with a conical surface, and the support 10 - with a response saddle hole with a conical surface 25, into which the sheet enters, closing it, the finger 11, so that in total the rigid finger 11 and the support 10 with the saddle hole form a valve device operating in a resonant oscillation Alternately with the working part 16 of the electric vibrator 4. Arrows 26 show the directions of operation of the valve device. In order to protect the environment from high-frequency radiation, the nozzle 2 inside the housing 1, along its inner walls and the outer walls of the nozzle 2 an ultrasonic absorbing protective screen 27 is installed , made in the form of a thick-walled, profiled pipe, for example of a porous vibration-resistant rubber or polymer material. In order to increase productivity by increasing continuous work, the nozzle 2 is cooled by pumping along its outer walls an external air flow, for which in the bus 1 and in the protective screen 27, the inlet 28 and outlet 29 through holes through which Air is sucked in the direction of arrow 30, air is pumped and ejected in the direction of arrow 31 of the external research institute, thereby forming a cooling circulation flow. Nozzle 2 is in the form of a capillary, i.e. with a channel cross-section of up to 0.52 NiM, which may have a different cross-sectional shape: cylindrical, conical, specially shaped. In particular, in FIG. Figure 3 shows a profiled nozzle 2, which gradually exponentially narrows the section 32 inlet for the working fluid, smoothly converting to the middle parabolic section 33, which, dramatically expanding exponentially, passes into the output section 34, the walls 35 of which gradually exponentially thicken. FIG. The 3 mentioned sections 32-34 are conditionally separated from each other by dotted lines. Such a profiled form of TIP 2 and its channel 7 makes it possible to significantly improve the efficiency (efficiency) of converting the elastic energy of radial-bending waves excited in its walls into the kinetic energy of movement of the working fluid accelerated with them: its walls at an acute angle are a cumulative jet, the flow rate of which can be many times greater than the propagation velocity (phase velocity) of the elastic waves being excited. Hydrotool works as follows. Working fluid — for example, water from a reservoir (cylinder), through the associated hydraulic hose 9, is supplied to the suction inlet 8 "The working fluid is supplied either by some excess pressure in the cylinder, where it is stored, or solely by working the nozzle 2 itself, acting like a suction pump, or at the expense of both. When the electrovibrator 4 is turned on by closing the electrical contacts using the contact hook 19, under the action of an oscillating effect of its working part 16, elastic radial-bending traveling waves 36 (Fig. 3), excited in the direction of arrow 37, are excited in the walls of the nozzle 2 the vibration process, the finger 11 of the valve device, periodically with a frequency equal to the frequency of the oscillatory movement of the working part 16 of the electrovibrator 4 directly acting on it, opens and closes the passage the hole in the support 10, thereby providing a continuous partial flow (stjalki 23, 24) of the working fluid from the intake of all the pipe 8 into the channel 7. When the electrovibrator 4 is turned off, the finger 11 automatically locks the specified passage for the working fluid and thereby prevents its further flow into the inactive channel 7, which eliminates the loss of working fluid. The portions of the working fluid entering channel 7 through the valve arrangement (arrows 23, 24) are captured by bumps of the excited traveling waves 36 (Fig. 3) and accelerate therein to speed V; approximately equal to the phase UV velocity of the waves themselves. To increase the efficiency of wave formation, the oscillatory effect of the nozzles 2 is realized in,. resonant mode, in particular, in the parametric resonance mode, with a ratio of the frequencies of natural and subsurface oscillations close to 1/2. The resonant oscillatory mode is determined experimentally or calculated in a known manner. In order to obtain regular single-directional traveling waves 36 i, excluding the return waves, the oscillatory action is matched with the reactive one. including useful, with the help of known methods and means. In particular, in order to ensure the condition of gradual damping of the excited direct waves, the walls 35 of the end portion 34 of the nozzle 2 (Fig. 3) are made smoothly exponentially increasing. Depending on the size of the cross section (diameter) of the amplitude of elastic radially flexural traveling waves 36 excited in its walls, this or that acceleration of the working fluid and the thickness of the liquid jet ejected by the fluid 38 can be observed. Arrow 39 shows the direction of jet flow ZV. In the proposed hydrotool the diameter of the channel does not exceed 0.52 mm / although in the General case it can be higher. A liquid jet has the corresponding thickness (cross section) and is ejected from it. In a straight tubular capillary, the acceleration rate of the fluid does not exceed the magnitude of the phase velocity UV of the elastic waves excited in it, i.e. . The condition occurs when the cross section of the accelerating channel is completely overlapped by opposite bumps of elastic waves. Therefore, in order to further increase the rate of acceleration of the fluid, it is carried out in a specially shaped channel, in particular, as shown in FIG. 3, in the exponential capillary, and use the resulting cumulative effect. Cumulus of elastic energy in the accelerated fluid volume is created due to the compressive effect on this volume located at an acute angle of 2 ° C 90 ° (see Fig. 3) the wave-forming walls of the capillary tube; In order to improve the quality (integrity, continuity) and the range of the liquid jet ejected from the accelerating channel, by eliminating the interaction of the already accelerated jet with the walls of the output passive (because elastic waves intensively attenuate) section 34 and, first of all, eliminating friction, this section has a sharp and a significant expansion, ensuring the separation of the liquid jet 38 formed in the active part of the channel from these passive walls. The use of elastic and flexural traveling waves, whose propagation velocity (phase velocity) is very high (in particular, in the limit for a steel capillary is more than 5000 m / s, a high velocity of ejection of a liquid jet is achieved. does not create needle-shaped liquid jets with a cross section not exceeding 2-0.5 mm or less. Compared with the base object, the use of the proposed invention allows to increase the specific power tool power, efficiency and safety the value of his work.